Эбберс М. Введение в современные мейнфреймы: основы z/OS

Подождите немного. Документ загружается.

172 Глава5

Этот формат VSAM позволяет извлекать записи по номеру: запись 1, запись 2

и т. д. Это обеспечивает произвольный доступ и предполагает, что приложение

имеет способ получения требуемых номеров записей.

• Linear Data Set (LDS; линейный набор данных).

Представляет собой байт-ориентированный набор данных и является единс-

твенным форматом байт-ориентированных наборов данных в традиционных

файлах z/OS (в отличие от файлов z/OS UNIX). Этот формат интенсивно ис-

пользуется многими системными функциями z/OS, однако пользовательские

приложения его используют редко.

Существует несколько дополнительных методов доступа к данным в VSAM, не

перечисленных здесь. Большинство приложений использует VSAM для работы

с данными, содержащими ключи.

VSAM работает с логической областью данных, называемой управляющим ин-

тервалом (control interval, CI) и представленной на рис. 5.2. По умолчанию CI

имеет размер 4 Кб, однако она может занимать до 32 Кб. CI содержит записи

данных, неиспользуемое пространство, поля дескрипторов записей (record

descriptor fields, RDF) и поле дескриптора CI.

Свободное

пространство в CI

Поля дескрипторов записей

Рис 52 ПростойуправляющийинтервалVSAM

Несколько CI размещаются в управляющей области (control area, CA). Набор дан-

ных VSAM состоит из управляющих областей и индексных записей. Одной из разно-

видностей индексных записей является набор последовательности (sequence set), ко-

торый представляет собой индекс низшего уровня, указывающий на управляющий

интервал.

Данные VSAM всегда имеют переменную длину, и записи автоматически блокиру-

ются в управляющих интервалах. Ни атрибуты RECFM (F, FB, V, VB, U), ни атрибут

BLKSIZE не применяются к VSAM. Для определения и удаления структур VSAM, таких,

как файлы и индексы, можно использовать утилиту AMS (Access Method Services).

См. пример 5.1.

Пример 5.1. Определение VSAM KSDS через AMS

DEFINE CLUSTER -

(NAME(VWX.MYDATA) -

VOLUMES(VSER02) -

RECORDS(1000 500)) -

DATA -

(NAME(VWX.KSDATA) -

 Работаснаборамиданных 173

KEYS(15 0) -

RECORDSIZE(250 250) -

BUFFERSPACE(25000) ) -

INDEX -

(NAME(VWX.KSINDEX) -

CATALOG (UCAT1)

Существует множество подробностей обработки VSAM, не включенных в это

краткое описание. Основной объем обработки VSAM осуществляет невидимым обра-

зом; приложение просто извлекает, изменяет, удаляет или добавляет записи на основе

значений ключей.

511 Каталоги и VTOC

z/OS использует каталог (catalog) и оглавление тома (volume table of contents, VTOC)

на каждом DASD для управления хранением и размещением наборов данных; эти по-

нятия рассматриваются в следующих разделах:

• «Что такое VTOC?»,

• «Что такое каталог?».

z/OS также позволяет группировать наборы данных на основе исторически свя-

занных данных, что описывается в разделе «Что такое группа поколений данных?».

5111 Что такое VTOC?

z/OS требует использования определенного формата дисков, представленного на

рис. 5.3. Запись 1 на первой дорожке первого цилиндра содержит метку диска. Она

содержит 6-символьный серийный номер (volser) и указатель на оглавление тома

(volume table of contents, VTOC), которое может находиться где угодно на диске.

VTOC перечисляет наборы данных, расположенные на томе, вместе с информацией

о расположении и размере каждого набора данных, а также прочими атрибутами набора

данных. Для создания метки и VTOC в z/OS используется стандартная утилита ICKDSF.

При инициализации дискового тома через

ICKDSF владелец может определять расположение

и размер VTOC. Размер может быть переменным и

варьироваться от нескольких треков до, например,

100 треков, в зависимости от предполагаемого назначения тома. Большое число на-

боров данных на дисковом томе требует больше места во VTOC.

VTOC также содержит записи для всего свободного пространства на томе. При

выделении пространства для набора данных системные подпрограммы анализируют

записи свободного пространства, изменяют их и создают новую запись VTOC. Набо-

ры данных всегда занимают целое число дорожек (или цилиндров) и начинаются

с начала дорожки (или цилиндра).

Можно также создать VTOC с индексом. Индекс VTOC в действительности пред-

ставляет собой набор данных с именем SYS1.VTOCIX.volser, содержащий записи, ор-

Оглавлениетома(VTOC)–

структура,содержащаяметки

наборовданных

174 Глава5

ганизованные в алфавитном порядке имен наборов данных с указателями на записи

VTOC. Он также содержит битовые карты свободного пространства тома. Индекс

VTOC позволяет пользователю гораздо быстрее находить наборы данных.

МЕТКА

(volser)

Extents

tracks

свободное

пространство

YOUR.DATA

MY.DATA

tracks

VTOC

Рис 53 Меткадиска,VTOCиэкстенты

5112 Что такое каталог?

Каталог описывает атрибуты наборов данных и указывает тома, на которых располо-

жены наборы данных. Если набор данных каталогизирован, к нему можно обращать-

ся по имени, не указывая, где хранится набор данных. Наборы данных можно катало-

гизировать, раскаталогизировать или рекаталогизировать. Все управляемые системой

наборы данных, расположенные на DASD, автоматически заносятся в каталог. Ката-

логизация наборов данных на магнитной ленте необязательна, однако она может

упростить работу пользователей.

В z/OS главный каталог и пользовательские ка-

талоги содержат расположения наборов данных.

Можно осуществлять каталогизацию как наборов

данных на дисках, так и наборов данных на ленте.

Для того чтобы найти запрашиваемый набор данных, z/OS должна знать следую-

щую информацию:

• имя набора данных;

• имя тома;

• устройство (тип тома, например диск 3390 или привод для лент 3590).

Все три значения можно задать через панели ISPF или в JCL. Однако тип устройс-

тва и имя тома часто несущественны для конечного пользователям или приложения.

Системный каталог используется для хранения и извлечения значений UNIT или

VOLUME для набора данных. В своей самой простой форме каталог содержит тип ус-

тройства и имя тома для любого каталогизированного набора данных. Системный

каталог предоставляет простую функцию поиска. При употреблении этого средства,

пользователю требуется только лишь задать имя набора данных.

Каталог–

описываетатрибутынабора

данных,включаяместо

расположениянабораданных

 Работаснаборамиданных 175

Главные каталоги и пользовательские каталоги

Система z/OS всегда содержит по меньшей мере один главный каталог (master cata-

log). Если она содержит только один каталог, этот каталог является главным катало-

гом и записи о расположении всех наборов данных будут храниться в нем. Однако

один каталог не обеспечит ни эффективность, ни гибкость, поэтому стандартная

система z/OS использует главный каталог и множество подключенных к нему поль-

зовательских каталогов (user catalogs), как показано на рис.5.4.

В пользовательском каталоге хранится имя и расположение набора данных (dsn/

volume/unit). В главном каталоге обычно хранится только HLQ набора данных с име-

нем пользовательского каталога, содержащего информацию о расположении всех

наборов данных с заданным HLQ. HLQ называется алиасом (alias).

На рис. 5.4 имя набора данных главного каталога –

SYSTEM.MASTER.CATALOG

В этом главном каталоге хранится полное имя набора данных и расположение всех

наборов данных с префиксом SYS1, например SYS1.A1. В главном каталоге определе-

но две записи HLQ (алиаса): IBMUSER и USER. Команда, определившая IBMUSER, со-

держала имя набора данных пользовательского каталога, содержащего все полные

имена наборов данных IBMUSER вместе с их расположением. Это же относится

и к HLQ (алиасу) USER.

IBMUSER.A1

USER.A1

SYS1.A1

Структура каталога

SYSTEM.MASTER.CATALOG

Набор данных –

SYS1.A1

или

HLQ (алиас)

IBMUSER...USER

Главный каталог

USERCAT.COMPANY

Набор данных

с HLQ=USER

Пользовательский

каталог

USERCAT.IBM

Пользовательский

каталог

Набор данных

с HLQ=IBMUSER

том (wrk002)

устройство (3390)

IBMUSER.A2

IBMUSER.A3

том (wrk001)

устройство (3390)

том (012345)

устройство (tape)

USER.TAPE.A1

Рис 54 Схемакаталога

176 Глава5

Если запрашивается SYS1.A1, главный каталог возвращает информацию о распо-

ложении, имени тома (WRK001) и типе устройства (3390). Если запрашивается

IBMUSER.A1, главный каталог перенаправляет запрос в USERCAT.IBM, после чего

USERCAT.IBM возвращает информацию о расположении инициатору запроса.

В качестве дальнейшего примера рассмотрим следующие операторы DEFINE:

DEFINE ALIAS ( NAME ( IBMUSER ) RELATE ( USERCAT.IBM ) )

DEFINE ALIAS ( NAME ( USER ) RELATE ( USERCAT.COMPANY ) )

Эти операторы используются для записи имен алиасов IBMUSER и USER в главный

каталог с именем пользовательского каталога, хранящего полные имена наборов

данных и информацию о расположении. Если IBMUSER.A1 каталогизирован, для его

распределения используется JCL-оператор:

//INPUT DD DSN=IBMUSER.A1,DISP=SHR

Если IBMUSER.A1 не каталогизирован, для его распределения используется JCL-

оператор:

//INPUT DD DSN=IBMUSER.A1,DISP=SHR,VOL=SER=WRK001,UNIT=3390

Как правило, все пользовательские наборы данных в инсталляции z/OS каталогизи-

руются. Некаталогизированные наборы данных редко нужны, и их использование часто

связано с проблемами восстановления или установкой нового программного обеспе-

чения. Наборы данных, создаваемые через ISPF, каталогизируются автоматически.

Использование резервного главного каталога

Итак, что произойдет, если инсталляция утратит свой главный каталог или если глав-

ный каталог будет каким-то образом поврежден? Это вызовет серьезные проблемы

и потребует быстрых действий по восстановлению.

Чтобы избежать потенциальных проблем, большинство программистов опреде-

ляют резервный главный каталог. Этот резервный каталог задается при запуске сис-

темы. В этом случае системному программисту рекомендуется хранить резервный

каталог на отдельном томе, отличном от тома, содержащего главный каталог (для за-

щиты от ситуаций, когда том становится недоступным).

5113 Что такое группа поколений данных?

В z/OS возможна каталогизация последовательных изменений или поколений свя-

занных данных. Они называются группами поколений данных (generation data group,

GDG).

Каждый набор данных в GDG называется поколением (generation) или набором

данных поколения (generation data set, GDS). Группа поколений данных (GDG) пред-

ставляет собой набор исторически связанных наборов данных, отличных от VSAM,

организованных в хронологическом порядке. Другими словами, каждый набор дан-

ных исторически связан с другими наборами данных в группе.

В GDG поколения могут иметь похожие или непохожие DCB-атрибуты и органи-

зацию наборов данных. Если атрибуты и организации всех поколений в группе

идентичны, поколения могут извлекаться как единый набор данных.

 Работаснаборамиданных 177

Группирование связанных наборов данных имеет ряд преимуществ. Например:

• ко всем наборам данных в группе можно обращаться, используя общее имя;

• операционная система может хранить поколения в хронологическом порядке;

• устаревшие поколения могут автоматически удаляться операционной системой.

Наборы данных поколения имеют последовательно упорядоченные абсолютные

и относительные имена, представляющие их возраст. Подпрограммы управления ка-

талогом операционной системы используют абсолютные имена поколений. Старые

наборы данных имеют меньшие абсолютные номера. Относительное имя представ-

ляет собой целое число со знаком, используемое для обращения к последнему (0),

предпоследнему (-1) и так далее поколениям.

Например, имя набора данных LAB.PAYROLL(0) относится к последнему набору

данных группы; LAB.PAYROLL(-1) относится к предпоследнему набору данных и т. д.

Относительный номер можно также использовать для каталогизации нового поколе-

ния (+1). База группы поколений данных (GDG) размещается в каталоге до каталоги-

зации наборов данных поколения. Каждая GDG представлена записью базы GDG.

Для новых наборов данных, не управляемых системой, если не задан том и не от-

крыт набор данных, система не выполняет каталогизацию набора данных. Новые

управляемые системой наборы данных всегда каталогизируются при распределении

с назначением тома из группы памяти.

512 Роль DFSMS в управлении пространством

В системе z/OS управление пространством включает в себя выделение пространства,

размещение, мониторинг, миграцию, резервное копирование, возврат, восстановле-

ние и удаление наборов данных. Эти действия можно выполнять вручную либо с ис-

пользованием автоматизированных процессов. Если управление данными автомати-

зировано, операционная система определяет расположение объектов и автоматичес-

ки управляет резервным копированием наборов данных, их перемещением, выделе-

нием пространства и безопасностью. Стандартная рабочая система z/OS включает

как ручные, так и автоматизированные процессы управления наборами данных.

В зависимости от настройки системы z/OS и ее устройств хранения пользователь

или программа может напрямую контролировать многие аспекты управления дан-

ными, и на заре развития операционных систем пользователи были обязаны это де-

лать. Однако в настоящее время инсталляции z/OS все больше полагаются на пара-

метры управления данными и ресурсами, характерные для конкретной инсталляции,

а также на средства управления пространством, такие, как DFSMS, позволяющие авто-

матизировать использование пространства для наборов данных.

Управление данными включает следующие основные задачи:

• выделение пространства на DASD-томах;

• автоматическое извлечение каталогизированных наборов данных по имени;

• подключение томов на магнитной ленте в приводе;

• установление логического соединения между приложением и носителем;

• управление доступом к данным;

• передача данных между приложением и носителем.

178 Глава5

Основным средством управления пространством в z/OS является использование

компонента DFSMS операционной системы. DFSMS выполняет основные функции

управления данными, хранением, программами и устройствами в системе. DFSMS

представляет собой набор продуктов, и один из этих продуктов (DSFMSdfp) необхо-

дим для работы z/OS. DFSMS, вместе с аппаратными продуктами и параметрами инс-

талляции для управления данными и ресурсами, обеспечивает память, управляемую

системой, в среде z/OS.

Основным элементом DFSMS является подсистема SMS (Storage Management Subsys-

tem, подсистема управления памятью). Используя SMS, системный программист или ад-

министратор памяти определяет политики, автоматизирующие управление внешней

памятью и аппаратными устройствами. Эти политики описывают свойства распределе-

ния данных, цели производительности и доступности, требования к резервному копи-

рованию и сроку хранения, а также требования к памяти в системе. SMS управляет этими

политиками в системе, тогда как ISMF (Interactive Storage Management Facility) обеспечи-

вает пользовательский интерфейс для определения и управления политиками.

Наборы данных, распределяемые посредством

SMS, называются наборами данных, управляемыми

системой, или наборами данных, управляемыми

SMS. При распределении или определении набора

данных, использующего SMS, требуется задать тре-

бования к набору данных через класс данных, класс памяти и класс управления. Обычно

не требуется задавать эти классы, так как администратор памяти устанавливает про-

граммы автоматического назначения классов (automatic class selection, ACS), определя-

ющих, какие классы следует использовать для того или иного набора данных.

DFSMS содержит набор конструкций, пользовательских интерфейсов и программ

(использующих продукты DFSMS), помогающих администратору памяти. Основная

логика DFSMS, в частности программы ACS, код ISMF и конструкции, находится в DF-

SMSdfp™. DFSMShsm™ и DFSMSdss™ реализуют конструкцию класса управления. Ис-

пользуя DFSMS, системный программист z/OS или администратор памяти может оп-

ределять цели производительности и требования к доступности данных, создавать

модельные определения данных для стандартных наборов данных и автоматизиро-

вать резервное копирование данных. DFSMS может автоматически предоставлять ис-

ходя из политики инсталляции эти службы и атрибуты определения данных наборам

данных при их создании. Продукты управления памятью IBM определяют располо-

жение данных, управляют резервным копированием данных, управляют использова-

нием пространства и обеспечивают безопасность данных.

513 Файловые системы z/OS UNIX

Файловую систему UNIX можно рассматривать как контейнер, содержащий части

всего дерева директорий UNIX. В отличие от традиционной библиотеки z/OS файло-

вая система UNIX является иерархической и байт-ориентированной. Чтобы найти

файл в файловой системе UNIX, нужно выполнить поиск в одной или нескольких

директориях (directories); см. рис. 5.5. В UNIX отсутствует понятие каталога (catalog),

указывающего непосредственно на файл, используемое в z/OS.

SMS–

StorageManagement

Subsystem(Подсистема

управленияпамятью)

 Работаснаборамиданных 179

Директория

Директория Директория

Файл

Директория

Файл

Рис 55 Иерархическаяструктурафайловойсистемы

z/OS UNIX System Services (z/OS UNIX) позволяет пользователям z/OS создавать

файловые системы UNIX и деревья директорий файловой системы в z/OS, а также

осуществлять доступ к файлам UNIX в z/OS и других системах. В z/OS файловая сис-

тема UNIX подключается (монтируется) к пустой директории системным програм-

мистом (или пользователю с полномочиями монтирования).

В z/OS UNIX допускается использование следующих типов файловых систем:

• zSeries File System (zFS) – файловая система, хранящая файлы в линейных на-

борах данных VSAM;

• Hierarchical File System (HFS) – монтируемая файловая система, в настоящее

время вытесняемая zFS;

• z/OS Network File System (z/OS NFS) – файловая система, позволяющая системе

z/OS осуществлять доступ к удаленной файловой системе UNIX (z/OS UNIX

или другой) через TCP/IP, как если бы она была частью локального дерева ди-

ректорий z/OS;

• Temporary File System (TFS) – временная физическая файловая система, подде-

рживающая монтируемые файловые системы, создаваемые в памяти.

Как и в других файловых системах UNIX, путь указывает на файл и состоит из

имен директорий и имени файла. Полное имя файла, состоящее из имен всех дирек-

торий в пути к файлу и имени самого файла, может иметь длину до 1 023 байт.

Путь состоит из имен отдельных директорий и имени файла, разделенных симво-

лом прямого слэша, например:

/dir1/dir2/dir3/MyFile

180 Глава5

Подобно UNIX, в z/OS UNIX имена файлов и директорий являются чувствитель-

ными к регистру. Например, в одной директории могут существовать два разных

файла с именами MYFILE и MyFile.

Файлы в файловой системе HFS представляют собой последовательные файлы, до-

ступ к которым осуществляется как к байтовым потокам. Для этих файлов непримени-

мо понятие записи в смысле, отличном от структуры, определенной приложением.

Набор данных zFS, содержащий файловую систему UNIX, представляет собой на-

бор данных z/OS (линейный набор данных VSAM). Наборы данных zFS и наборы

данных z/OS могут располагаться на одном DASD-томе; z/OS содержит команды

управления использованием пространства в zFS.

Интеграция файловой системы zFS с существующими службами управления фай-

ловой системой z/OS обеспечивает автоматизированные возможности управления

файловой системой, которые могут быть недоступны на других платформах UNIX.

Такая интеграция позволяет владельцам файлов тратить меньше времени на такие

задачи, как резервное копирование и восстановление файловых систем целиком.

5131 Сравнение наборов данных z/OS и файлов файловой системы

Многие элементы UNIX имеют аналоги в операционной системе z/OS. В частности,

организация пользовательского каталога (user catalog) аналогична пользовательской

директории (user directory; /u/ibmuser) в файловой системе.

В z/OS префикс пользователя, назначаемый набору данных z/OS, указывает на

пользовательский каталог (user catalog). Обычно один пользователь владеет всеми

наборами данных, имя которых начинается с его пользовательского префикса. На-

пример, наборы данных, принадлежащие TSO/E-пользователю IBMUSER, начинаются

со старшего квалификатора (префикса) IBMUSER. Могут существовать наборы дан-

ных IBMUSER.C, IBMUSER.C.OTHER и IBMUSER.TEST.

Рис 56 Сравнениенаборовданныхz/OSифайловфайловойсистемы

 Работаснаборамиданных 181

В файловой системе UNIX ibmuser имеет пользовательскую директорию (user di-

rectory) с названием /u/ibmuser. В этой директории может находиться поддиректория

/u/ibmuser/c. Тогда /u/ibmuser/c/pgma указывает на файл pgma (рис. 5.6).

Среди существующих типов наборов данных z/OS секционированный набор дан-

ных (PDS) больше всего похож на пользовательскую директорию в файловой систе-

ме. Секционированный набор данных, например IBMUSER.C, может содержать разде-

лы (файлы) PGMA, PGMB, обозначаемые IBMUSER.C(PGMA), IBMUSER.C(PGMB) и т. д.

Аналогично поддиректория /u/ibmuser/c может содержать много файлов, таких, как

pgma, pgmb и т. д.

Все данные, записываемые в файловую систему HFS, могут считываться любыми

программами сразу же после их записи. Запись данных на диск выполняется, когда

программа выдает

fsync()

514 Работа с файловой системой zFS

z/OS Distributed File Service (DFS™) zSeries File System (zFS) является файловой систе-

мой в z/OS UNIX System Services (z/OS UNIX), которую можно использовать вместе с

файловой системой HFS (Hierarchical File System). Файловая система zFS содержит

файлы и директории, к которым можно осуществлять доступ через интерфейсы про-

граммирования приложений z/OS UNIX. Эти файловые системы могут поддерживать

списки управления доступом (ACL). Файловые системы zFS могут монтироваться к

иерархии z/OS UNIX вместе с другими локальными (или удаленными) файловыми

системами (например, HFS, TFS, AUTOMNT и NFS).

Блок серверных сообщений (SMB) службы Distributed File Service обеспечивает

работу сервера, который делает файлы и наборы данных z/OS UNIX доступными для

SMB-клиентов. К поддерживаемым наборам данных относятся последовательные на-

боры данных (на DASD), PDS и PDSE, а также наборы данных VSAM. Поддержка набо-

ров данных обычно называется поддержкой файловой системы ориентированной на

записи RFS (Record File System). Протокол SMB поддерживается посредством исполь-

зования TCP/IP в z/OS. Этот коммуникационный протокол позволяет клиентам осу-

ществлять доступ к разделяемым директориям и разделяемым принтерам. Клиенты

PC в сети могут использовать функции совместного доступа к файлам и принтерам,

включенные в их операционные системы.

К поддерживаемым SMB-клиентам относятся Windows XP Professional, Windows

Terminal Server в Windows 2000, Windows Terminal Server в Windows 2003 и LINUX.

В то же время эти файлы могут использоваться совместно с локальными приложени

ями z/OS UNIX и клиентами DCE DFS.

Дополнительные сведения. Использование DFS описывается в публикации

z/OS DFS Administration. Эту и другие публикации IBM можно найти на веб-сайте

z/OS Internet Library

http://www.ibm.com/servers/eserver/zseries/zos/bkserv/