"Основы AS/400" - читать интересную книгу автора (Солтис Фрэнк)

Основы AS/400От автораПредисловиеВведениеНачалоРеволюция начинаетсяПроект Fort KnoxРанняя AS/400 (она же System/38)Союз AS/400-PowerPCКоманда технических разработчиковКоманда менеджеровВ последнюю минутуТвердая рукаЗачем написана книга?Замечания ко второму изданиюКак читать эту книгуГлава 1Расширенная архитектура приложенийАрхитектура компьютераС точки зрения программистаУровни абстракцииСоздание программКлассификация архитектурПроцессоро-ориентированная архитектураAPI-ориентированные архитектурыМашинная архитектура высокого уровняИ это тоже есть!Глава 2Технология PowerPCМикросхемы сжимаются на глазахАльянс PowerPCЭволюция PowerPCRISC-процессор AS/400 для коммерческих расчетовТехнология PowerPC для AS/400Архитектура PowerPCРасширения архитектуры PowerPC65-разрядный процессор?Система команд AmazonРеализации процессора AS/400Процессоры Muskie первого поколенияПроцессоры Cobra первого и второго поколенияПроцессоры третьего поколения ApacheО Процессоры четвертого и следующих поколенийО Подсистема памятиОрганизация памятиПерекрестные переключателиБудущее переключателей памятиВыводыГлава 3System Licensed Internal Code (SLIC) —сердце AS/400Разделяй и властвуйМикрокодВпереди скользкая дорогаКонцепции объектно-ориентированного программированияСреда разработки SLICЗатраты на разработку SLICТехнологии ядра в SLICИндивидуальность System/36Что-то старое, что-то новоеAdvanced 36ВыводыГлава 4Машинный интерфейс, независимый от технологииОбзор архитектуры MIНеисполняемый интерфейсКомпиляторы для AS/400Характеристики машинного интерфейсаРабота с программами MIСоздание программыУничтожение программыМатериализация и адаптируемость программыВнутри шаблона программыФорматы команд MIКод операции MIРасширение кода операцииПримеры команд MIВыводыГлава 5ОбъектыИмена объектовОбъекты OS/400 и системные объекты MIПоиск объектовБиблиотекиРазделяемые папкиИнтегрированная файловая системаДоступ к объектамАдресация на базе возможностейРазрешение системных указателейДругие типы указателейХарактеристики системных объектовПрограммные объектыВнутри системного объектаСегментированная памятьСтруктура системного объектаМногосегментные объектыСодержимое заголовковЗаголовок сегментаЗаголовок EPAПримеры объектовВыводыГлава 6Интегрированная база данныхБаза данных без имениХранилища данныхПреобразование оперативных данных в информационныеСерверы баз данныхПараллельная обработкаМногомерные базы данных (MDD)Анализ данных и инструментарий конечных пользователейУправление хранилищем данныхЭволюция реляционной базы данныхДвуликая база данныхКак функционирует база данныхФункции СУБДОписание данных и создание файловСоздание физических файлов и таблицСоздание логических файлов и проекцийСловарь данных и каталогиНезависимость данных и программЗащита данныхЦелостность и восстановление данныхЖурналСистемная защита пути доступа SMAPPУправление транзакциямиТриггерыСсылочная целостностьДисковые системы высокой доступностиДругие функции базы данныхХранимые процедурыПоддержка национальных языковПредсказывающий регулятор запросовПовышение производительности базы данныхРаспределенные базы данныхШлюзы к другим базам данныхТрансформация данных с помощью DataPropagatorСоединение при помощи OptiConnectВнутренняя реализация функций базы данныхОбъекты базы данныхОбласти данныхИндексы области данныхКурсорыДоступ пользователя к даннымЖурналы SLICУправление транзакциями в SLICМашинные индексыДвоичный поискДеревья с двоичным основаниемВнутренняя организация дерева с двоичным основаниемВыводыГлава 7Защита от несанкционированного доступаИнтегрированная защитаУровни защитыОтсутствие защиты (уровень 10)Парольная защита (уровень 20)Защита ресурсов (уровень 30)Защита ОС (уровень 40)Защита C2 (уровень 50)Профили пользователейКласс пользователяОбъекты, принадлежащие и доступныеПрава доступа к объектамПривилегированные команды и специальные праваЗаимствование прав программойГруппирование правАлгоритм поиска правДополнительная защита в сетевом миреПодключение ПК к AS/400Вирусы, черви, троянские кони и другие мерзкие твариБезопасный сервер WWWВыводыГлава 8Одноуровневая памятьСколько байтов адресуют 64 разрядаВиртуальная памятьВиртуальная память для систем разделения времениОдноуровневая виртуальная памятьПостоянная виртуальная памятьЧто такое одноуровневая памятьОдноуровневая память и производительностьУказатели и тегиАппаратная защита указателейРежим активных теговУказатели и теги на дискеВнутри указателяСказка о двух размерах адресаПереполнение адресаТрансляция адресаХарактеристики модели памятиРегистр состояния машиныОбзор трансляции адресаТрансляция адреса виртуальный—реальныйХешированиеЗапись страничной таблицыРежимы доступа к памятиЗащита страницУправление дискамиПулы вспомогательной памятиСегменты памятиДисковые экстентыВыводы:Сегменты группы доступаКаталоги вспомогательной памятиВыводыГлава 9Управление процессамиЛучшая в мире структура задачТехнологии микроядраНачинаем снизуДиспетчеризация задач в AS/400Состояния задачиОчередь диспетчеризации задачОчереди и счетчики приема-передачиМультипроцессированиеСимметричное мультипроцессированиеАсимметричное мультипроцессированиеДинамическое планирование приоритетовПроцессы в MIИсходная модель процессовМодель процессов ILEВнутри процесса ILEСтруктура процессов ILEГруппа активизации ILEИсключения, события и прерыванияИсключения и события MIУправление исключениями SLICАппаратное переключение контекстаЗадания и управление ими OS/400Концепции управления заданиямиПодсистемыСтарая и новая структуры заданияПроцессы, задачи, задания, группы активизации и потокиВыводыГлава 10Система ввода-выводаВремя переменБазовые концепции ввода-выводаПромышленные стандарты ввода-выводаШина SPDСоединения аппаратуры ввода-вывода SPDРабота шины ввода-вывода SPDОперации ввода-вывода в AS/400Объекты поддержки ввода-выводаКомпоненты ввода-выводаКак все это работаетВыводыГлава 11Версия 4Расширенная версия 4 AS/400Сетевые вычисленияРеализация стандартовБитва за рабочий столСовместные вычисленияУпрощенные клиент-серверные вычисленияПоддержка приложенийJava, Java везде и всюдуJava для AS/400Проект San Francisco (Каркасы Java)Интегрированные ПК-серверыСерверные модели AS/400eОбработка данныхКачественный рост старших моделей AS/400еRISC-процессор и перспективы его развитияКластеры и постоянная готовностьУлучшения соотношения цена-производительность в серии AS/400еУниверсальностьНовые технологии ввода-выводаВыводыГлава 12AS/400 в XXI векеБудущие технологии процессоровПроцессоры пятого поколенияПосле RISCVLIW в РочестереБудущее многопроцессорных системМасштабируемые многопроцессорные системы с общей памятьюCC-NUMA и COMAБудущее ввода-вывода AS/400Будущие технологии подсистем ввода-выводаДисковые массивыБудущие программные технологии AS/400Операционные системыГлобальные файловые системыИнтерфейсы пользователяТехнологии приложенийОбщая производительность системыПрограммы тестирования производительностиКак мы сравниваем?Выводы

Уровни абстракции

Аппаратные и программные структуры большинства современных компьютеров — многоуровневые. Детали нижних уровней скрываются, чтобы обеспечить более простые модели для верхнего уровня. Данный принцип абстракции — способ, благодаря которому проектировщики аппаратных и программных средств справляются со сложностью вычислительных систем.

На самом нижнем уровне — электронных схем — компьютер очень прост. Электронная схема понимает только две команды: включено и выключено, символически обозначаемые при помощи цифр 1 и 0. На данном уровне общение с машиной идет с помощью цепочек нулей и единиц. Команда — это понятный процессору набор двоичных цифр или битов (разрядов). Таким образом, команда представляет собой просто число в двоичной системе счисления или двоичное число. Компьютеры называются цифровыми, потому что на машинном языке для обозначения как команд, так и данных используются цифры.

Когда-то давно, программисты «общались» с компьютерами на языке двоичных чисел. Это не слишком удобно, поэтому был изобретен более высокий уровень абстракции — язык ассемблера, представляющий собой символическую форму двоичного языка компьютера. Ассемблером называется программа, транслирующая символическое представление команд в двоичную форму.

Для большинства программистов язык ассемблера — также не вполне естественный, поэтому был создан еще более высокий уровень абстракции — язык программирования высокого уровня (ЯВУ). В настоящее время насчитываются сотни таких языков; наиболее известные из них — Basic, C, C++, Cobol и RPG. Программа, принимающая на входе текст на одном из языков высокого уровня и транслирующая его в операторы языка ассемблера, называется компилятором.

Иллюстрация многоуровневой абстракции — написание программы на языке высокого уровня. Компилятор выполняет преобразование программы на ЯВУ в язык ассемблера, который затем переводит свои команды в двоичный код, понятный процессору. Замечу, что некоторые компиляторы генерируют команды непосредственно на машинном языке, минуя уровень ассемблера.

Перед выполнением программы на ЯВУ компилятор и ассемблер транслируют ее в команды машинного языка. Эта операция выполняется однократно, и при новом запуске программы повторять ее не надо, если только исходный текст программы не изменился. Наличие нескольких уровней позволяет скрыть детали нижележащего машинного языка от программиста и обеспечить более простой и производительный интерфейс.

Многоуровневая концепция может также использоваться и в аппаратуре компьютера. Многие процессоры, в том числе из семейства Intel, используют микропрограммирование. В микропрограммируемой машине применяется набор команд еще более низкого уровня. Для отображения между верхним и нижним уровнями микропрограммирование использует эмуляцию. При этом машинные команды выбираются и исполняются по одной, как последовательность команд более низкого уровня. Для преобразования машинных команд в форму, приемлемую для микропрограммы, не требуется отдельный этап компиляции.

Похожа на эмуляцию интерпретация программ. Программа-интерпретатор выбирает инструкции по одной и исполняет эквивалентную им последовательность команд более низкого уровня. Некоторые из новейших ЯВУ, используемых в распределенных вычислениях, например Java, разработаны так, чтобы их было легко интерпретировать. Большинство командных языков также интерпретируемы. Введите «dir» в командной строке DOS на любом ПК и на экране появится содержимое каталога. Если после этого нажать клавишу Enter, интерпретатор командной строки DOS считает введенную команду, а затем выполнит последовательность инструкций, необходимых для ее выполнения. Такой интерпретатор команд есть в большинстве операционных систем. В микропрограммируемой машине интерпретация обычно поддерживается специальным оборудованием. Микропрограмма для различения такой аппаратной формы интерпретации называется эмулятором.

Обычно архитектура набора команд вычислительной системы рассматривается как интерфейс между аппаратурой и программным обеспечением самого нижнего уровня. В те времена, когда Хассон сформулировал упоминавшееся выше определение архитектуры компьютера, программирование еще не использовало ЯВУ. Сегодня, более подходящим определением этого понятия было бы «характеристики системы с точки зрения компилятора», так как из нынешних программистов лишь немногие имеют дело с программами в машинных кодах.

С учетом многих уровней абстракции, более точно было бы говорить, что компьютер имеет несколько архитектур, хотя архитектура двоичного набора команд в большинстве случаев по-прежнему играет основную роль. Когда говорят, что один компьютер способен выполнять программы, написанные для другого компьютера без изменений, то обычно имеют в виду, что первый может выполнять двоичные коды (binaries) другого, и следовательно, для переноса программ с первого на второй их повторная компиляция не требуется. Иначе говоря, двоичный машинный язык одного компьютера непосредственно поддерживается другим компьютером.