Mainframe Programmierung - Cheatsheet

Geschichte und Entwicklung von Mainframes

Definition:

Geschichte und Entwicklung von Mainframes.

Details:

• 1950er: Einführung der ersten Mainframes (IBM 701, UNIVAC I).
• 1960er: IBM System/360 - Standardisierte Mainframe-Architektur.
• 1970er: Zunahme der Leistungsfähigkeit und Einführung von Multiprozessor-Systemen.
• 1980er: Einführung von CMOS-Technologie und Parallel Sysplex für Hochverfügbarkeit.
• 1990er: Verbreitung von Mainframes in Großunternehmen, fortschreitende Virtualisierung.
• 2000er: Einführung des zSeries von IBM, Unterstützung von Linux.
• 2010er: Weiterentwicklung zu zEnterprise, Integration von Cloud-Technologien und Big Data.
• Heute: Hauptanwendung in großen Rechenzentren, Banken, Versicherungen und Regierungsbehörden. Fokus auf Sicherheit, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit.

Hardware-Komponenten und deren Funktion

Definition:

Details:

• Prozessor (CPU): Führt Anweisungen aus, steuert andere Komponenten.
• Hauptspeicher (RAM): Kurzzeitige Speicherung von Daten und Anweisungen.
• Speicher (Festplatten, SSD): Langfristige Speicherung von Daten.
• Eingabegeräte (Tastatur, Maus): Ermöglichen Benutzereingaben.
• Ausgabegeräte (Monitor, Drucker): Anzeigen und Ausgeben von Daten.
• Netzwerkschnittstellen (NIC): Verbindung und Kommunikation in Netzwerken.
• Systembus: Datentransport zwischen den verschiedenen Hardware-Komponenten.
• Mainframe-spezifisch: Kanaladapter (Adapter für I/O-Operationen), Zentrale Steuerungseinheit (Control Unit), Multiprozessor-Architektur (Parallelverarbeitung).

Einführung in COBOL und seine Syntax

Definition:

COBOL (Common Business Oriented Language) ist eine Programmiersprache, die speziell für geschäftsorientierte Anwendungen auf Mainframe-Systemen entwickelt wurde. Sie zeichnet sich durch ihre englisch-ähnliche Syntax und starke Betonung auf Lesbarkeit aus.

Details:

• Ein COBOL-Programm besteht aus vier Hauptabschnitten: IDENTIFICATION DIVISION, ENVIRONMENT DIVISION, DATA DIVISION und PROCEDURE DIVISION.
• Syntax ist weitgehend selbsterklärend durch die Nutzung von englischen Schlüsselwörtern wie MOVE, ADD, SUBTRACT.
• Indentation und Strukturierung sind entscheidend für die Lesbarkeit des Codes.
• Beispiel Syntax für eine einfache Anweisung: MOVE 5 TO variable-name.
• Daten werden in der DATA DIVISION definiert, z.B.: 01 variable-name PIC 9(2).
• Prozedurale Anweisungen werden in der PROCEDURE DIVISION geschrieben.

Einführung in z/OS und andere Mainframe-Betriebssysteme

Definition:

Überblick über z/OS und andere Mainframe-Betriebssysteme; z/OS als IBM's Flagschiff, Vergleich mit Alternativen.

Details:

• z/OS: IBM Mainframe-Betriebssystem, bekannt für Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit.
• Historie: Entwickelt aus 1960er Jahre System/360-Serie.
• Features: Job-Management, Daten-Handling, Sicherheit, Virtualisierung.
• Komponente: JES (Job Entry Subsystems), TSO/E (Time Sharing Option/Extensions), ISPF (Interactive System Productivity Facility).
• Andere OS: z/VM (Virtualisierung), z/VSE (Kleinere Workloads), Linux on Z (Open Source).

Authentifizierung und Autorisierungsmethoden

Definition:

Authentifizierung: Überprüfung der Identität. Autorisierung: Kontrolle der Zugriffsrechte.

Details:

• Authentifizierungsmethoden: Passwörter, Biometrie, Token-basierte Systeme
• Autorisierungsmethoden: ACLs, Role-Based Access Control (RBAC), Attribut-basierte Zugriffssteuerung (ABAC)
• Zweifaktor-Authentifizierung (2FA) erhöht die Sicherheit
• Single Sign-On (SSO) zur Vereinfachung der Nutzerauthentifizierung

Datenverschlüsselungstechniken

Definition:

Datenverschlüsselungstechniken: Verschlüsselungsverfahren zum Schutz der Datenintegrität und Vertraulichkeit in Mainframe-Systemen.

Details:

• Symmetrische Verschlüsselung: Gleicher Schlüssel für Ver- und Entschlüsselung, z.B. AES, DES
• Asymmetrische Verschlüsselung: Paar aus öffentlichem und privatem Schlüssel, z.B. RSA
• Hashing: Einwegfunktion zur Datenauthentifizierung, z.B. SHA-256
• Hybridverfahren: Kombination aus symmetrischer und asymmetrischer Verschlüsselung
• Schlüsselaustausch: Verfahren zur sicheren Schlüsselübertragung, z.B. Diffie-Hellman

Performanz- und Skalierbarkeitsaspekte

Definition:

Kurze Übersicht über die Bedeutung und Notwendigkeit von Performanz- und Skalierbarkeitsanalysen in Mainframe-Systemen.

Details:

• Performanz: Messung und Optimierung der Ausführungszeiten von Programmen
• Skalierbarkeit: Fähigkeit eines Systems, mit wachsendem Arbeitsaufkommen umzugehen
• Wichtige Metriken:
  • Antwortzeit
  • Durchsatz
  • CPU-Auslastung
  • Speichernutzung
• Techniken zur Verbesserung:
  • Lastverteilung
  • Caching
  • Parallelisierung

Best Practices für die Mainframe-Programmierung

Definition:

Bewährte Verfahren zur effizienten und fehlerfreien Programmierung von Mainframe-Systemen.

Details:

• Code Lesbarkeit: Klar, kommentiert und konsistent.
• Modularisierung: Funktionen und Prozeduren modularisieren.
• Fehlerbehandlung: Robuste Fehlerprüfung und -behandlung implementieren.
• Ressourcenmanagement: Effiziente Nutzung von CPU und Speicher, z.B. durch optimierte Schleifen und Datenstruktur.
• Dokumentation: Umfangreiche und aktuelle Dokumentation.
• Versionierung: Nutzung von Versionskontrollsystemen.
• Sicherheit: Sichere Programmierung z.B. durch Validierung von Eingaben.
• Testen: Regelmäßige und umfassende Tests, inklusive Lasttests.