Le Système MVS ( Multiple Virtual Storage )

1. Université de Marne La Vallée Ingénieurs 2000 Le Système MVS ( Multiple Virtual Storage ) Bertrand GUILLAUME Informatique & Réseaux 3ème annèe Octobre 2000

2. SOMMAIRE 1. Présentation du système MVS 2. La ressource Processeur 3. La ressource Mémoire 4. Les fichiers

3. 1. Présentation du système MVS 1. Historique 2. Les caractèristiques 2.1. Multi-programmation 2.2. Multi-traitement 2.3. Mémoire virtuelle

4. Historique OS/360 1964 PCP MVT MFT Apparition de la mémoire Virtuelle OS/VS2 OS/VS1 SVS MVS 1974 MVS/SE MVS/SP MVS/370 MVS/XA MVS/ESA 1980 1983 1988

5. Caractèristiques • Multi-programmation : Plusieurs utilisateurs ou travaux peuvent être servis simultanément par la machine. • Multi-tâche : Plus fine que la multi-programmation. Un travail peut-être constitué de différentes tâches fonctionnant les unes après les autres (compétition pour l’usage du processeur) • Multi-traitement : Plusieurs processeurs peuvent être gérés par le système. • La mémoire virtuelle : Chaque travail se voit offrir une taille de mémoire possible pouvant être bien supérieure à la mémoire réellement disponible.

6. La ressource Processeur 1. Rappel sur les notions de base 2. Gestion des interruptions 3. Le distributeur (Dispatcher) 4. Les multi-processeurs

7. Rappel sur les notions de base • Les interruptions : 6 types • entrée-sortie • erreur machine (“machine check”) • redémarrage (“restart”) • interruption externe • interruption programme • appel superviseur (“SVC Call”)

8. Rappel sur les notions de base • Le mode d’adressage : • 24 bits (vient de la version SP1) : barre des 16 Mo • 31 bits • Le DAT (Dynamic Address Translation) : • Mécanisme qui traduit les adresses virtuelles en adresses réelles. • Mode V=V ( programme utilise les adresses virtuelles ) • Mode V=R ( programme utilise les adresses réelles )

9. Rappel sur les notions de base • TCB (Task Control Block) : Représente une tâche liée à un espace-adresse ( mode habituel d’exploitation du processeur ) • SRB (Service Request Block) : C’est une demande de service système de haute priorité dont le système peut demander l’exécution dans un espace-adresse donné.

10. Rappel sur les notions de base • PSW (Program Status Word) : • Registre du processeur qui caractérise l’état de la routine qui est en cours d’exécution sur le processeur. • Contient les informations capitales qu’il faut sauvegarder lors d’une interruption. • Mot de 64 bits.

11. Bits 6 7 8 14 15 16 34 64 Adresse à 24 ou 31 bits de la prochaine instruction à exécuter. Etat du processeur Proc. en attente Proc. Interruptible par interruption erreur machine Proc. Interruptible par interruption externe Proc. Interruptible par interruption E/S Utilisation du DAT

12. La gestion des interruptions • Une interruption n’est prise en compte que si le processeur est interruptible pour ce type d’interruption. • Mécanisme de traitement d’une interruption

13. Program A Current PSW 1 2 PSW swap Redémarrage Externe SVC Programme Erreur Machine Entrée/Sortie Redémarrage Externe SVC Programme Erreur Machine Entrée/Sortie SVC Interrupt Handler SVC 3 Old PSWs New PSWs Dispatcher Sauvegarde des registres dans la zone des 4 premiers Ko (PSA)

14. Plusieurs interruptions peuvent survenir simultanément. • Ce mécanisme permet de traiter uniquement 6 interruptions de natures différentes simultanément. Dans ce cas on fait six échange entre OldPSW et New PSW dans l’ordre inverse de priorités : le newPSW d’un type devenant l’OldPSW d’une autre interruption) Par branchement au dernier NewPSW sera traitée l’interruption la plus prioritaire, puis celle de priorité inférieure.

15. Le distributeur (Dispatcher) • Il recherche le travail le plus prioritaire pour lui fournir la ressource processeur dont il a besoin. • Il est appelé en particulier après le traitement d’une interruption

16. Work Unit Queue Work Element Block SRB Dispatcher AS Work Element Block TCB AS Work Element Block SRB AS Work Element Block SRB AS AS=Address Space

17. Les multi-processeurs • Partage d’une même mémoire réelle entre plusieurs processeurs. • Ce partage pose problème pour la PSA ( 4 premiers Ko pour la gestion des interruptions ). • Chaque processeur doit donc avoir sa PSA qui est vue à l’adresse 0 • Utilisation du PSR ( Prefix Storage Register ) qui contient l’adresse en mémoire réelle de sa PSA. • A toute adresse réelle comprise entre 0 et 4095 est ajouté le contenu du PSR ce qui permet l’accès à la PSA du processeur (adresse absolue) • Les processeurs peuvent communiquer entre eux : instruction SIGP

18. Utilisation d’un mecanisme de verrouillage pour éviter des opérations contradictoire sur des ressources …. • association de verrou à toute ressource critique • tout processeur voulant accéder à une ressource représentée par un verrou doit lire l’état du verrou. • Si le verrou n’est pas mis : le processeur positionne le verrou et prend la ressource. Une fois l’opération effectué, le verrou est retiré. • Si le verrou est positionne : - soit le processeur se se met en attente sur le test du verrou (spin lock) - soit inactiver le processus qui demande le verrou pour passer a un autre travail (suspend lock) • Problème pour l’accés concurrent aux mots memoires verrous !! • Lecture et modification en même temps du verrou par l’instruction CS (Compare & Swap)

19. La ressource Mémoire Processor Storage Central Storage Expanded Storage CPU

20. La mémoire centrale est directement adressable par le CPU • On peut charger des données et des programmes en mémoire centrale • La mémoire d’arrière plan est utilisée lorsque la mémoire centrale est surchargée : • on déplace les données et le programmes de la mémoire centrale vers la mémoire d’arrière plan • La mémoire d’arrière plan permet de charger préalablement des données pour fournir de plus grande vitesse d’E/S.

21. La mémoire est organisée en block de 4Ko. • Une adresse mémoire peut être représentée sur 24 ou 31 bits. 16 Mo adressable 2 Go adressable

22. Fonctionnement de la mémoire virtuelle : Adresse virtuelle Virtual Storage 2 Go DAT Central Storage STOR Expanded Storage Segment 1 Auxiliary Storage Segment 2 Segment Segment 3 256 pages Segment Table des segments Table des pages 256 pages

23. Utilisation du DAT (Dynamic Address Translating) - Translation d’une adresse virtuelle en adresse réelle S N° de segment P N° de Page D Déplacement 255 2047 P D Zone S 0 0 Table des pages du segment Cadre de Page 0

24. Les fichiers Méthodes d’accès DataSets Orienté Enregistrement (F(B),V(B),U) Deux méthodes : - VSAM - non-VSAM Nom de DataSets sur 44 car. Max Location dans un catalogue Unix Services Fichiers HFS Orienté Octets Structure hierarchique de Fichiers : -dir/subdir/fichier - nom de fichier 256 car max Stockage dans un container DataSets

25. VSAM (Virtual Storage Access Method) • l’enregistrment logique est l’unité de base • Le Control Interval est l’unité de transfert entre la mémoire et le disque • Le Control Area (CA) est un ensemble de CIs : nombre entier de pistes mais dépasse pas un cylindre. • Fichier VSAM : nombre entier de CAs.

26. 4 types de fichiers VSAM : - KSDS (Key Sequenced Data Set) : les enregistrement sont ordonnés par une clé unique. - ESDS (Entry Sequenced Data Set) : organisation séquentielle, sans clé, stockage dans l’ordre d’arrivée. - RRDS (Relative Record Data Set) : on accède directement à un enregistrement en précisant son numéro d’ordre dans le fichier. - LDS (Linear Data Set) : plus de notion d’enregistrement fichier=longue chaine d’octets découpé en CIs de taille 4096.