DOS/VSE

DOS/VSE (Disk Operating System / Virtual Storage Extended) — операционная система для мейнфреймов IBM, разработанная в 1970-х годах как эволюционное продолжение DOS/360. Система предназначалась для использования на больших вычислительных машинах семейства System/370 и более поздних моделях, работала в режиме виртуальной памяти (Virtual Storage) и позволяла эффективно распределять ресурсы между несколькими задачами в многопрограммном режиме.

История

Разработка DOS/360 (1964–1969)

Предшественник DOS/VSE — DOS/360 — была анонсирована IBM в 1964 году вместе с линейкой мейнфреймов System/360. Целью создания DOS/360 было обеспечение относительно компактной и простой в эксплуатации операционной системы для моделей с ограниченным объёмом оперативной памяти. Система не поддерживала виртуализацию памяти; программы загружались в реальные адреса и должны были помещаться в физическое адресное пространство.

Переход к VSE (1972–1975)

В начале 1970-х годов IBM внедрила поддержку виртуальной памяти в свои мейнфреймы. Для этого на моделях System/370 (например, IBM 370/145) появилось аппаратное обеспечение динамической трансляции адресов (DAT). Чтобы использовать эти возможности, потребовалась новая версия операционной системы. В 1972 году IBM выпустила OS/VS2 с поддержкой виртуальной памяти, а в 1973 году — DOS/VS (впервые реализовав виртуализацию для DOS). В 1974 году компания представила расширение DOS/VS — DOS/VSE, которое стандартизировало работу с виртуальной памятью.

Версии DOS/VSE (1974–1990-е)

• DOS/VSE Release 1 (1974) — базовая версия с поддержкой виртуальной памяти до 16 МБ.
• DOS/VSE Release 2 (1978) — улучшена поддержка библиотек, добавлены средства работы с большими дисковыми массивами.
• DOS/VSE/SP (System Product) (1980) — комплексный пакет драйверов и утилит, упрощающий управление системой.
• VSE/ESA (Enterprise Systems Architecture) (1989) — система адаптирована к новой архитектуре ESA/390, поддержка 31-разрядной адресации (до 2 ГБ виртуальной памяти) и Extended Addressing.

Преемники

В 1990-е годы начался планомерный переход с VSE на OS/390 и MVS/ESA. В 1999 году IBM объявила о прекращении поддержки VSE/ESA в середине 2000-х годов. Последние релизы системы (VSE/ESA 2.2, 2.3) выходили вплоть до 2005 года. Формально поддержка VSE закончилась в 2007 году.

Архитектура и принципы работы

Виртуальная память

DOS/VSE использует сегментно-страничную организацию виртуальной памяти:

• Сегменты — блоки размером 64 КБ, задающие области кода и данных отдельных программ.
• Страницы — единицы отображения по 4 КБ, которые могут быть выгружены на диск при нехватке физической памяти.
• Виртуальное адресное пространство — до 16 МБ (с VSE/SP), до 2 ГБ (с VSE/ESA).

Система автоматически управляет подкачкой, освобождая пользователя от ручной настройки разбиения программ.

Многопрограммность

В отличие от более простых систем (например, OS/360 без MFT), DOS/VSE поддерживает многозадачность. Система делится на несколько партиций (partition) — изолированных областей памяти, в каждой из которых может выполняться одна программа. Партиции имеют приоритеты: системная, пользовательская, фоновые. Диспетчер задач переключает процессор между партициями по прерываниям.

Средства управления данными

DOS/VSE использует файловые системы VSAM (Virtual Storage Access Method) и ISAM (Indexed Sequential Access Method), а также последовательные (QASAM) и прямые (BDAM) методы доступа. Стандартная библиотека запоминающих устройств — DASD (Direct Access Storage Device) на базе дисков (IBM 3340, 3350, 3380) и магнитных лент (IBM 3420, 3480).

Пользовательский интерфейс

Работа с системой ведётся через консоль (CLI) — операторский терминал IBM 3270, на который выводятся сообщения об ошибках, завершении задач и запросы на действия от системного администратора. Пользователи вводят команды (например, LOGON, ALLOC, LOAD, DIR). В VSE/SP добавились меню и частично автоматизированный диалог (SDF), но графического интерфейса не было.

Компоненты системы

Программное обеспечение для DOS/VSE

Системные утилиты

• ASSEMBLER — макроассемблер для разработки на ассемблере IBM.
• COBOL — язык для бизнес-приложений (COBOL-74, COBOL-85).
• PL/I — мультипарадигменный язык, поддерживаемый VSE.
• FORTRAN — версия для научных расчётов (например, Fortran G и H).
• CICS/VS — транзакционный монитор, ставший стандартом де-факто в промышленных настольных мейнфреймах.

Прикладное ПО

На платформе DOS/VSE работали системы управления базами данных IMS (Information Management System) и DB2, пакеты по учёту и отчётности (например, COPICS, DYL-280), а также множество разнообразных коммерческих приложений, написанных на COBOL.

Применение

DOS/VSE широко использовался в:

• Банковских и финансовых системах — транзакционная обработка с CICS.
• Административной отчётности — пакетная обработка больших объёмов данных (например, расчёт заработной платы, бухгалтерия).
• Телекоммуникациях — управление сетевыми ресурсами через VTAM.
• Промышленности и логистике — инвентаризация, складской учёт.

Наследие

Несмотря на прекращение официальной поддержки, множество копий DOS/VSE продолжают работать на устаревших мейнфреймах в банках, страховых компаниях и государственных учреждениях по всему миру. Многие мейнфреймы были модернизированы до z/OS, но некоторые сохранили старые VSE-инсталляции из-за нежелания переписывать унаследованные приложения.

Традиции администрирования и программирования на DOS/VSE легли в основу задач многих специалистов по мейнфреймам. Эмуляторы (например, Hercules) позволяют запускать операционную систему на современных x86-совместимых компьютерах, что даёт возможность изучать историю компьютерных технологий.

Интересные факты

• DOS/VSE была одной из первых коммерческих операционных систем, реализовавших виртуальную память на аппаратном уровне.
• В середине 1980-х годов на этой системе работали около 30 % всех установленных мейнфреймов IBM, хотя к 2000 году её доля сократилась до 2–3 %.
• В 1990-е годы издавался журнал «VSE News», посвящённый эксплуатации и администрированию этой платформы.
• Эмуляция DOS/VSE используется при обучении студентов колледжей по курсу «Мейнфреймы IBM» (например, в учебных заведениях США и Европы).

Источники

• IBM Corporation. «DOS/VSE: General Information Manual», 1974.
• IBM Corporation. «VSE/ESA User’s Guide», 1990.
• IBM Corporation. «DOS/VSE System Programmer’s Guide», 1982.
• Компьютерный музей. Статья «История операционных систем IBM».
• Уэбстер, Б. «Мейнфреймы IBM: архитектура и применение», 1998.