Mainframe@Home - Exam

Aufgabe 1)

Historische Entwicklung und Bedeutung von Großrechnern in der Informatik

• 1950er: Einführung der ersten Mainframes, z.B. IBM 701
• 1960er: Aufkommen der IBM System/360-Serie, einheitliche Architektur
• 1970er: Verbesserungen in Speicher- und Verarbeitungsleistung, Einführung von Virtualisierung
• 1980er: Integration von Mikroprozessoren, stärkere Vernetzung und Nutzung im kommerziellen Bereich
• 1990er: Mainframes werden für E-Commerce und Online-Transaktionen eingesetzt
• 2000er: Weiterhin wichtig für kritische Unternehmensanwendungen, vermehrte Nutzung von Linux auf Mainframes
• 2010er: Mainframes adaptieren Cloud-Technologien und Big Data
• Heute: Mainframes bieten hohe Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit, Sicherheitsmerkmale; weiterhin in Banken, Versicherungen, und großen Unternehmen verwendet

a)

Beschreibe die Bedeutung der Einführung der IBM System/360-Serie in den 1960er Jahren und erläutere, wie die einheitliche Architektur die damalige IT-Landschaft verändert hat.

Lösung:

Bedeutung der Einführung der IBM System/360-Serie in den 1960er Jahren

Die Einführung der IBM System/360-Serie in den 1960er Jahren markierte einen bedeutenden Wendepunkt in der Geschichte der Großrechner (Mainframes). Diese Serie wurde von IBM 1964 auf den Markt gebracht und war revolutionär aufgrund ihrer einheitlichen Architektur.

Die einheitliche Architektur der IBM System/360-Serie stellte sicher, dass eine Vielzahl von Anwendungsprogrammen auf allen Modellen der Serie ausgeführt werden konnte, unabhängig von deren spezifischer Hardwarekonfiguration. Dies war ein bedeutender Fortschritt gegenüber früheren Systemen, die oft nicht zueinander kompatibel waren. Die wichtigsten Veränderungen, die die IT-Landschaft durch diese neue Architektur erlebte, sind:

• Kompatibilität und Skalierbarkeit: IT-Abteilungen konnten ihre Systeme aufrüsten (Upgrade) oder neue Geräte hinzufügen, ohne ihre Software umzuschreiben. Dies reduzierte Kosten und Aufwand erheblich.
• Standardisierung: Mit einer einheitlichen Architektur konnte IBM die Entwicklung und Wartung von Software rationalisieren, was zu robusteren und qualitativ hochwertigeren Produkten führte.
• Leistungsfähigkeit: Verschiedene Modelle boten unterschiedliche Leistungsstufen, wobei alle Modelle dasselbe Befehlssatz-Design (Instruction Set Architecture) verwendeten. Unternehmen konnten somit Systeme auswählen, die ihren spezifischen Leistungsanforderungen entsprachen, ohne auf Kompatibilität verzichten zu müssen.
• Zukunftssicherheit: Die Möglichkeit, Systeme einfach zu erweitern oder zu ersetzen, ohne umfangreiche Investitionen in neue Software zu tätigen, machte die System/360-Serie zu einer langfristig attraktiven Lösung für viele Unternehmen.
• Anwendungsvielfalt: Die Serie ermöglichte es, eine breite Palette von Anwendungen zu unterstützen, von wissenschaftlicher Forschung bis hin zu kommerziellen Anwendungen. Dies förderte die Verbreitung von Mainframes in verschiedenen Branchen.

Insgesamt schuf die Einführung der IBM System/360-Serie einen neuen Standard in der IT-Landschaft und legte den Grundstein für viele der modernen IT-Prinzipien, die wir heute als selbstverständlich erachten. Sie trug maßgeblich dazu bei, dass Mainframes zu einem festen Bestandteil der Unternehmensinfrastruktur wurden, eine Rolle, die sie bis heute spielen.

b)

Analysiere die technischen und wirtschaftlichen Unterschiede zwischen den Großrechnern der 1970er Jahre, die Virtualisierung eingeführt haben, und den Großrechnern der 1980er Jahre, die Mikroprozessoren integrierten. Gehe in deiner Antwort auf mindestens zwei technische Unterschiede und ihre wirtschaftlichen Auswirkungen ein.

Lösung:

Analyse der technischen und wirtschaftlichen Unterschiede zwischen den Großrechnern der 1970er Jahre und denen der 1980er Jahre

In den 1970er und 1980er Jahren fand ein signifikanter technologischer Fortschritt in der Entwicklung von Großrechnern statt. Die beiden herausragenden Entwicklungen dieser Jahrzehnte waren die Einführung von Virtualisierung in den 1970er Jahren und die Integration von Mikroprozessoren in den 1980er Jahren.

Technische Unterschiede:

• Virtualisierung (1970er Jahre):Die Einführung der Virtualisierungstechnologie ermöglichte es Großrechnern, mehrere Betriebssysteme und Anwendungen gleichzeitig auf einer gemeinsamen physischen Hardware auszuführen. Dies wurde durch die Implementierung von virtualen Maschinen (VMs) erreicht, die jedes Betriebssystem und jede Anwendung isoliert liefen.
• Mikroprozessoren (1980er Jahre):In den 1980er Jahren wurden Großrechner zunehmend mit Mikroprozessoren ausgestattet. Mikroprozessoren, die alle Funktionen einer CPU auf einem einzigen Chip vereinten, führten zu einer höheren Effizienz und Leistungsfähigkeit. Diese kleineren und kostengünstigeren CPUs reduzierten auch die Größe und den Stromverbrauch der Systeme erheblich.

Wirtschaftliche Auswirkungen:

• Kosteneffizienz durch Virtualisierung:Die Virtualisierung bot erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Unternehmen konnten die Auslastung ihrer Hardware optimieren, indem sie mehrere Workloads auf einem einzigen physischen Server betrieben. Dies führte zu einer Reduzierung der Anzahl benötigter physischer Maschinen, verringerten Hardwarekosten und weniger Energieverbrauch. Wartungskosten und Verwaltungskomplexität wurden ebenfalls durch ein zentralisiertes Management der virtuellen Maschinen reduziert.
• Kosteneffizienz und Miniaturisierung durch Mikroprozessoren:Mit der Einführung von Mikroprozessoren wurden Großrechner kompakter, energieeffizienter und kostengünstiger in der Herstellung. Die geringeren Produktionskosten und die reduzierbaren Betriebskosten führten zu niedrigeren Gesamtkosten für Unternehmen. Zudem konnten größere Rechenleistungen auf gleichem oder sogar weniger Raum untergebracht werden, was Platz- und Betriebskosten weiter senkte. Der Einsatz von Mikroprozessoren ermöglichte auch schnellere Innovationen und Upgrades der Systeme.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Einführung der Virtualisierung in den 1970er Jahren die Effizienz und Ressourcennutzung von Großrechnern erheblich verbesserte, was zu einer Optimierung der Betriebskosten führte. Hingegen führte die Integration von Mikroprozessoren in den 1980er Jahren zu einer Reduktion der physischen Größe und der Herstellungskosten von Großrechnern sowie zu einer erhöhten Leistungsfähigkeit. Beide technologische Fortschritte hatten erhebliche positive wirtschaftliche Auswirkungen und trugen zur Weiterverbreitung und zum kontinuierlichen Einsatz von Großrechnern bei.

c)

Erläutere den Einfluss der Mainframes auf den E-Commerce-Bereich in den 1990er Jahren und wie sie damals zur Durchführung von Online-Transaktionen genutzt wurden. Verdeutliche deine Antwort mit einem praktischen Beispiel.

Lösung:

Einfluss der Mainframes auf den E-Commerce-Bereich in den 1990er Jahren

Die 1990er Jahre markierten einen Wendepunkt in der Entwicklung des E-Commerce. Die zunehmende Verbreitung des Internets brachte neue Geschäftsmöglichkeiten mit sich, und Mainframes spielten eine zentrale Rolle bei der Durchführung von Online-Transaktionen. Hier sind einige der Hauptaspekte, wie Mainframes den E-Commerce beeinflussten und wie sie genutzt wurden:

• Verlässlichkeit und Skalierbarkeit: Mainframes waren bekannt für ihre hohe Zuverlässigkeit und Fähigkeit, große Mengen an Transaktionen gleichzeitig zu verarbeiten. Dies ermöglichte es E-Commerce-Plattformen, eine hohe Anzahl von Nutzeranfragen und Käufen problemlos zu bewältigen.
• Sicherheit: Sicherheit war und ist ein entscheidender Faktor im E-Commerce. Mainframes boten robuste Sicherheitsfeatures, wie Verschlüsselung und zugriffskontrollierte Umgebungen, die sicherstellten, dass vertrauliche Kundendaten und Zahlungsinformationen geschützt waren.
• Verfügbarkeit: Mainframes boten eine hohe Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit, was bedeutete, dass E-Commerce-Websites rund um die Uhr erreichbar waren. Dies war besonders wichtig für den globalen Handel, bei dem Transaktionen zu jeder Tages- und Nachtzeit stattfanden.

Praktisches Beispiel:

Ein prominentes Beispiel für den Einsatz von Mainframes im E-Commerce ist Amazon. Amazon begann in den 1990er Jahren als Online-Buchhandlung und entwickelte sich schnell zu einem der größten Online-Händler weltweit. Mainframes waren entscheidend für die Handhabung der riesigen Datenmengen und Transaktionen, die für den Betrieb einer so großen Plattform erforderlich waren.

Angenommen, ein Kunde möchte ein Buch auf Amazon kaufen. Hier ist, wie die Mainframes den Kaufprozess unterstützten:

• Der Kunde besucht die Amazon-Website und durchsucht das Sortiment.
• Die Website sendet eine Anfrage an den Mainframe, um die Produktinformationen und Preise abzurufen.
• Sobald der Kunde eine Kaufentscheidung getroffen hat, gibt er seine Zahlungsinformationen ein.
• Der Mainframe verarbeitet die Zahlungsinformationen, stellt die Sicherheit der Transaktion sicher und autorisiert den Kauf.
• Nach Abschluss der Transaktion wird dem Kunden eine Bestätigung angezeigt und der Kauf wird in der Datenbank des Mainframes registriert.

Durch diese Prozesse könnte Amazon eine zuverlässige und sichere Plattform für Millionen von Nutzern weltweit bereitstellen. Die Zuverlässigkeit, Sicherheit und Skalierbarkeit von Mainframes machten sie somit zu einem unverzichtbaren Bestandteil der E-Commerce-Infrastruktur in den 1990er Jahren.

d)

Diskutiere die Rolle von Mainframes in der heutigen IT-Infrastruktur, insbesondere im Hinblick auf ihre Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Sicherheitsmerkmale. Vergleiche ihre Einsatzgebiete mit denen anderer moderner IT-Technologien wie Cloud Computing und Big Data.

Lösung:

Rolle von Mainframes in der heutigen IT-Infrastruktur

In der modernen IT-Landschaft beherrschen Mainframes weiterhin eine wichtige Stellung aufgrund ihrer herausragenden Merkmale wie Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit.

Zuverlässigkeit:

• Seit Jahrzehnten sind Mainframes für ihre robuste und zuverlässige Leistung bekannt. Sie bieten eine Verfügbarkeit von nahezu 100 %, was bedeutet, dass sie ständig betriebsbereit sind und selten Ausfälle haben. Diese Eigenschaft ist besonders kritisch für Unternehmen, bei denen jede Sekunde Ausfallzeit zu erheblichen finanziellen Verlusten führen kann.

Skalierbarkeit:

• Mainframes sind äußerst skalierbar und können enorme Mengen an Transaktionen und Daten verarbeiten. Dies macht sie ideal für große Unternehmen und Institutionen, die eine große Menge an Daten in Echtzeit verarbeiten müssen. Mit der Fähigkeit, Millionen von Transaktionen pro Sekunde zu bewältigen, bieten Mainframes eine Skalierbarkeit, die nur schwer zu erreichen ist.

Sicherheitsmerkmale:

• In einer Zeit, in der Cybersecurity ein immer größer werdendes Anliegen ist, bieten Mainframes integrierte Sicherheitsfunktionen, die höchsten Standards entsprechen. Sie verfügen über eingebaute Verschlüsselungstechnologien und Zugriffssteuerungen, die sicherstellen, dass sensible Daten stets geschützt sind.

Vergleich mit modernen IT-Technologien:

Cloud Computing:Cloud Computing bietet Flexibilität und Kosteneffizienz, die Mainframes nicht bieten können. Es ermöglicht Unternehmen, nach Bedarf Ressourcen zu skalieren und zu nutzen, was zu einer drastischen Reduzierung von Investitions- und Betriebskosten führt. Allerdings können Mainframes in puncto Zuverlässigkeit und Sicherheit oft überlegen sein, besonders in hochsensiblen Bereichen wie dem Bankwesen.

Big Data:Mainframes sind gut geeignet für die Verarbeitung großer Datenmengen in Echtzeit, was sie zu einer exzellenten Wahl für Big Data-Anwendungen macht. Jedoch bieten moderne Big Data-Technologien, oft in Verbindung mit Cloud-Lösungen, eine höhere Flexibilität und die Möglichkeit, verschiedene Analyse-Tools und Algorithmen zu integrieren, die ständig weiterentwickelt werden.

Heutige Einsatzgebiete von Mainframes:

• Banken und Versicherungen: Hier spielen Mainframes eine dominierende Rolle aufgrund ihrer Fähigkeit, riesige Mengen an Transaktionen sicher und zuverlässig zu verarbeiten.
• Großunternehmen: Viele Großunternehmen nutzen Mainframes für kritische Anwendungen, bei denen maximale Ausfallsicherheit und Datenintegrität erforderlich sind.
• Öffentliche Verwaltungen: Mainframes werden auch in der öffentlichen Verwaltung genutzt, wo sie zur Verarbeitung großer Datenmengen und zur Sicherstellung der Datensicherheit beitragen.

Insgesamt bleiben Mainframes ein unverzichtbarer Teil der IT-Infrastruktur vieler großer Organisationen. Während moderne Technologien wie Cloud Computing und Big Data einige Vorteile bieten, die Mainframes nicht haben, ergänzen sie sich oft gegenseitig und stellen sicher, dass Unternehmen ihre IT-Anforderungen effizient und sicher erfüllen können.

Aufgabe 2)

Du arbeitest in einer IT-Abteilung eines großen Unternehmens, das ein Mainframe-System betreibt. Um die Systemleistung und Zuverlässigkeit zu evaluieren und zu verbessern, ist es wichtig, dass Du ein tiefes Verständnis der CPU-Architektur des Mainframes hast. Gegeben sind folgende Aspekte zur CPU-Architektur von Mainframes:

• ISEs (Instruction Set Extensions) für spezifische Workloads
• Cache-Hierarchien: L1, L2, L3 Caches für beschleunigten Speicherzugriff
• SMP (Symmetric Multiprocessing): mehrere CPUs teilen sich den Hauptspeicher
• MTBF (Mean Time Between Failures) und MTTR (Mean Time To Recovery) minimieren Ausfallzeiten
• RAID-Speicher: redundante Arrays für Datensicherheit
• Performancesteigerung durch Pipelining, Superskalare Architektur und Out-of-Order Execution

a)

(a) Beschreibe die Vorteile von SMP (Symmetric Multiprocessing) in der Mainframe-Architektur. Nutze ein mathematisches Beispiel, um zu verdeutlichen, wie die parallele Verarbeitung die Gesamtsystemleistung steigern kann. Angenommen, eine Aufgabe kann in 5 Teile zerlegt werden, die jeweils 10 Sekunden benötigen, um auf einer einzelnen CPU ausgeführt zu werden. Wie lange würde es dauern, wenn die Aufgabe auf einem SMP-System mit 5 CPUs ausgeführt wird?

Lösung:

(a) Vorteile von SMP (Symmetric Multiprocessing) in der Mainframe-Architektur:

• Erhöhte Leistung: SMP-Systeme nutzen mehrere CPUs, um Aufgaben parallel zu bearbeiten, was die Gesamtsystemleistung erheblich steigern kann.
• Skalierbarkeit: SMP-Systeme ermöglichen es, zusätzliche CPUs hinzuzufügen, um die Verarbeitungskapazität zu erhöhen, ohne die Architektur grundlegend zu ändern.
• Erhöhte Zuverlässigkeit: Durch die Verwendung mehrerer CPUs wird das Risiko eines vollständigen Systemausfalls verringert, da die Last verteilt wird und der Ausfall einer CPU nicht das gesamte System betrifft.
• Effiziente Ressourcennutzung: SMP ermöglicht es mehreren CPUs, denselben Hauptspeicher zu nutzen, was die Ressourcennutzung optimiert und den Datenzugriff beschleunigt.

Mathematisches Beispiel zur Verdeutlichung der parallelen Verarbeitung:

Angenommen, eine Aufgabe kann in 5 Teile zerlegt werden, die jeweils 10 Sekunden benötigen, um auf einer einzelnen CPU ausgeführt zu werden. Wie lange dauert es, die Aufgabe auf einem SMP-System mit 5 CPUs auszuführen?

Auf einer einzelnen CPU erfordert jede der 5 Aufgaben 10 Sekunden, daher beträgt die Gesamtausführungszeit:

• Einzelne CPU: 5 Teile × 10 Sekunden = 50 Sekunden

Mit SMP und 5 CPUs können diese Aufgaben parallel ausgeführt werden. Jede CPU übernimmt eine Aufgabe:

• SMP-System mit 5 CPUs: Maximaler Zeitaufwand = 10 Sekunden

Die parallele Verarbeitung reduziert die Ausführungszeit erheblich. Anstatt 50 Sekunden zu benötigen, dauert es nur noch 10 Sekunden, die Aufgaben auf einem SMP-System mit 5 CPUs auszuführen:

• Gesamtausführungszeit mit 5 CPUs = 10 Sekunden

Diese Beispiel verdeutlicht, wie durch den Einsatz von SMP-Systemen die Leistung durch parallele Verarbeitung signifikant gesteigert werden kann.

Aufgabe 3)

Installation und Konfiguration von z/OSDie Installation und Konfiguration von z/OS umfasst das Einrichten und Anpassen des Betriebssystems auf IBM-Mainframes für verschiedene Anwendungen und Workloads. Dabei sind folgende Schritte zu beachten:

• Betriebssystem speichern und initialisieren
• Benutzer- und Sicherheitsmanagement einrichten
• Systemparameter (PARMLIB) und Initialisierungsroutinen (PROCLIB) konfigurieren
• Integrierte Subsysteme (z. B. JES2/JES3) konfigurieren
• Geräte und Kommunikation (VTAM, TCP/IP) einrichten
• Automatisierung und Monitoring aktivieren (z. B. durch Automation Tools)
• allenfalls Patches und Upgrades anwenden

a)

Beschreibe den Prozess der initialen Betriebssystemspeicherung und -initialisierung auf einem IBM-Mainframe. Welche Hauptkomponenten müssen konfiguriert werden, und warum sind diese notwendig?

Lösung:

Initiale Betriebssystemspeicherung und -initialisierung auf einem IBM-Mainframe

Die initiale Betriebssystemspeicherung und -initialisierung sind entscheidende Schritte, um z/OS auf einem IBM-Mainframe einzurichten. Hier sind die Hauptkomponenten, die konfiguriert werden müssen, und die Gründe, warum sie notwendig sind:

• Load Address Space (LAS): Dies ist der erste Speicherbereich, der eingerichtet wird, um sicherzustellen, dass das Betriebssystem korrekt in den Speicher geladen wird.
• Initial Program Load (IPL): Der Initial Program Load ist ein Prozess, bei dem das Betriebssystem aus einem speicherresidenten Medium (wie eine Festplatte) in den primären Speicher des Mainframes geladen wird. Dies ist notwendig, um das Betriebssystem zu starten.
• Sysplex-Konnektivität: Die Initialisierung eines z/OS-Betriebssystems erfordert die Konfiguration der Sysplex-Konnektivität, um sicherzustellen, dass mehrere Systeme gemeinsam auf Daten und Ressourcen zugreifen können.
• Master Scheduler: Der Master Scheduler ist ein kritischer Dienst, der für das Starten und Verwalten von anderen Systemdiensten verantwortlich ist. Er muss konfiguriert werden, um sicherzustellen, dass das Betriebssystem reibungslos funktioniert.
• Hardware Management Console (HMC): Die HMC steuert und überwacht die Hardware des Mainframes. Ihre Konfiguration ist notwendig, um das System zu verwalten und Fehler zu diagnostizieren.

Diese Hauptkomponenten sind unerlässlich, um sicherzustellen, dass das z/OS-Betriebssystem korrekt startet und alle benötigten Dienste für Anwendungen und Workloads bereitstellt.

b)

Erkläre die Notwendigkeit des Benutzer- und Sicherheitsmanagements in z/OS. Welche Rollen spielen RACF (Resource Access Control Facility) und andere Sicherheitsmechanismen dabei?

Lösung:

Notwendigkeit des Benutzer- und Sicherheitsmanagements in z/OS

Benutzer- und Sicherheitsmanagement ist ein essentieller Aspekt der z/OS-Umgebung. Die Hauptgründe für diese Notwendigkeit sind:

• Sicherheit und Datenschutz: Der Schutz sensibler Daten und Ressourcen vor unbefugtem Zugriff ist unerlässlich. Benutzer- und Sicherheitsmanagement hilft dabei, sicherzustellen, dass nur autorisierte Personen auf bestimmte Daten und Anwendungen zugreifen können.
• Compliance: Viele Branchen unterliegen strengen regulatorischen Anforderungen bezüglich Datenschutz und Sicherheit. Effektives Benutzer- und Sicherheitsmanagement hilft Unternehmen, diese Vorschriften einzuhalten und rechtliche Konsequenzen zu vermeiden.
• Betriebskontinuität: Durch die Kontrolle und Überwachung von Benutzerzugriffen und Aktivitäten können potenzielle Sicherheitsvorfälle frühzeitig erkannt und Schäden minimiert werden. Dies trägt zur Stabilität und Zuverlässigkeit des Systems bei.

Rollen von RACF (Resource Access Control Facility) und anderen Sicherheitsmechanismen

In der z/OS-Umgebung spielen verschiedene Sicherheitsmechanismen Schlüsselrollen, darunter:

• RACF (Resource Access Control Facility): RACF ist ein zentrales Sicherheits- und Verwaltungswerkzeug in z/OS. Es ermöglicht die Definition von Sicherheitsrichtlinien und die Kontrolle des Zugriffs auf Systemressourcen. RACF schützt Daten, Programme und andere Ressourcen, indem es Benutzer und ihre Berechtigungen verwaltet.
• Benutzerverwaltung: RACF ermöglicht das Anlegen, Verwalten und Entfernen von Benutzern und Benutzergruppen.
• Zugriffskontrolllisten: RACF erstellt und verwaltet Zugriffskontrolllisten (ACLs) für Ressourcen, um sicherzustellen, dass nur berechtigte Benutzer Zugriff haben.
• Multi-Factor Authentication (MFA): MFA erhöht die Sicherheit durch die Anforderung mehrerer Authentifizierungsmethoden (z. B. Passwort und Token) für den Zugriff auf das System.
• Auditing und Logging: Diese Mechanismen protokollieren Benutzeraktivitäten und Systemereignisse, um Sicherheitsvorfälle zu überwachen und zu analysieren. Sie sind entscheidend für die Nachvollziehbarkeit und forensische Analyse.
• Encryption: Durch Verschlüsselung werden Daten sowohl im Ruhezustand als auch während der Übertragung geschützt, um unbefugtem Zugriff vorzubeugen.

Durch die Integration dieser Sicherheitsmechanismen wird die Integrität und Verfügbarkeit des z/OS-Systems weiter gestärkt, was sich positiv auf die gesamte IT-Infrastruktur eines Unternehmens auswirkt.

c)

Angenommen, Du musst Systemparameter in PARMLIB und Initialisierungsroutinen in PROCLIB konfigurieren. Welche Informationen sind in diesen Dateien enthalten, und wie beeinflussen sie den Systemstart und die laufende Systemkonfiguration?

Lösung:

Konfiguration von Systemparametern in PARMLIB und Initialisierungsroutinen in PROCLIB

In z/OS spielt die Konfiguration der Systemparameter (PARMLIB) und Initialisierungsroutinen (PROCLIB) eine entscheidende Rolle für den Systemstart und die laufende Systemkonfiguration. Hier ist eine detaillierte Erklärung der enthaltenen Informationen und ihrer Bedeutung:

PARMLIB (Parameter Library)

PARMLIB ist eine Sammlung von Dataset-Mitgliedern, die Systemparameter definieren. Diese Parameter steuern das Verhalten und die Konfiguration des z/OS-Betriebssystems während des Systemstarts und im laufenden Betrieb. Hier sind einige der wichtigsten Informationen, die in PARMLIB enthalten sind:

• SYS1.PARMLIB: Dies ist der Haupt-Dataset für Systemparameter und enthält diverse Parameterdateien, die für verschiedene Aspekte des Betriebssystems verantwortlich sind.
• IODF (I/O Definition File): Beschreibt die I/O-Konfiguration des Systems einschließlich Geräteadressen, Controller und Kanäle.
• IEASYSxx: Enthält Systemparameter, die während des IPL (Initial Program Load) verwendet werden.
• IEASLPxx: Steuert die Vorgehensweise beim IPL und lädt spezifische Parameterdateien.
• Parmlib Mitglieder:
  • PROGxx: Definiert das Programmsuchpfads: die Libraries, in denen Programme gesucht werden.
  • PARMLIB-Parameter: Beispiel:

    IEASYS00

    - Diese Datei enthält spezielle Parameter wie

    IOS=0

    für I/O-Optionen oder

    SPD=0

    für Speicherpool-Definitionen.

PROCLIB (Procedure Library)

PROCLIB besteht aus Datasets, die JCL (Job Control Language) Prozeduren enthalten. Diese Prozeduren steuern den Startup und die Initialisierung von Systemkomponenten und Anwendungen. Wichtige Informationen in PROCLIB beinhalten:

• PROCLIB Datasets: Diese enthalten JCL-Prozeduren und Kommando-Skripte, die für verschiedene System- und Benutzerprozesse genutzt werden.
• -STC-Prozeduren (Started Tasks): Prozeduren, die automatisch beim Systemstart gestartet werden, wie z.B. JES2/JES3, VTAM. Beispiel:

  //INIT PROC

  definiert Startaufträge.
• - Batch-Proceduren: Geplante Aufgaben oder Jobs, die nach dem Systemstart laufen. Beispiel:

  //JOB NAME=BatchJob, CLASS=A, MSGCLASS=X

  zum Ausführen eines Batch-Jobs.

Zusammengefasst beeinflussen PARMLIB- und PROCLIB-Konfigurationen entscheidend den Start und den laufenden Betrieb des z/OS-Systems. PARMLIB steuert die grundlegenden Systemparameter und Optionen, während PROCLIB sicherstellt, dass benötigte Prozeduren und Programme korrekt gestartet und verwaltet werden. Eine sorgfältige und korrekte Konfiguration dieser Datasets ist daher für den stabilen und effizienten Betrieb eines z/OS-Systems von höchster Bedeutung.

d)

Ein häufiges Problem bei der z/OS-Konfiguration betrifft die Netzwerkkonfiguration mit VTAM und TCP/IP. Erkläre, wie diese beiden Komponenten zusammenarbeiten und welche Schritte notwendig sind, um eine stabile Netzwerkkommunikation sicherzustellen. Verwende ein Beispiel und mathematische Formeln, um die Netzwerkbandbreite und Paketübertragungsrate zu berechnen.

Lösung:

Netzwerkkonfiguration mit VTAM und TCP/IP in z/OS

Die Konfiguration der Netzwerkkomponenten VTAM (Virtual Telecommunications Access Method) und TCP/IP ist essenziell für die stabile und effiziente Netzwerkkommunikation in z/OS. Diese beiden Komponenten arbeiten zusammen, um die Kommunikation sowohl innerhalb des Mainframe-Systems als auch mit externen Netzwerken zu ermöglichen.

Zusammenarbeit von VTAM und TCP/IP

VTAM ist für die Unterstützung der SNA (Systems Network Architecture) verantwortlich und bietet die Kommunikationsinfrastruktur für SNA-basierte Anwendungen. TCP/IP hingegen ermöglicht die Netzwerkintegration mit anderen IP-basierten Netzwerken und Protokollen.

• VTAM: VTAM verwaltet die SNA-Kommunikationsschnittstellen und -verbindungen.
• TCP/IP: TCP/IP stellt den Standard für die IP-basierte Kommunikation bereit. Es ermöglicht die Verbindung und Kommunikation mit IP-Netzwerken und -Diensten, wie dem Internet.

Die beiden Systeme sind durch Interfacing-Funktionen integriert, sodass Anwendungen sowohl SNA- als auch TCP/IP-Verbindungen nutzen können.

Schritte zur Sicherstellung einer stabilen Netzwerkkommunikation

1. Hardware-Konfiguration: Stelle sicher, dass alle Netzwerkschnittstellen und Geräte (z. B. Netzwerkadapter) korrekt installiert und konfiguriert sind.
2. VTAM-Konfiguration: Erstelle und modifiziere die notwendigen VTAM-Definitionen. Diese beinhalten PU-, LU- und Applikationsdefinitionen.
3. TCP/IP-Konfiguration: Bearbeite die TCP/IP-Protokolldateien, z. B. 'PROFILE.TCPIP'. Füge IP-Adressen, Subnetze, Gateway-Informationen und Nameserver hinzu.
4. IPv4- und IPv6-Adressen konfigurieren: Stelle sicher, dass sowohl IPv4 als auch IPv6 korrekt bei Bedarf konfiguriert sind.
5. Routing-Konfiguration: Stelle sicher, dass das Routing korrekt eingerichtet ist, um den Traffic zwischen verschiedenen Netzwerken zu lenken.
6. Testen und Validieren: Führe umfassende Tests der Netzwerkverbindungen durch, um sicherzustellen, dass alle Kommunikation wie erwartet funktioniert.

Beispiel und Berechnung der Netzwerkbandbreite und Paketübertragungsrate

Angenommen, ein z/OS-System verwendet eine 1 Gbit/s (Gigabit pro Sekunde) Ethernet-Verbindung. Wir berechnen die maximale theoretische Netzwerkbandbreite und die Paketübertragungsrate:

• Netzwerkbandbreite:Die verfügbare Bandbreite (\text{B}) beträgt 1 Gbit/s. Um diese in Megabytes pro Sekunde (MB/s) umzurechnen, verwenden wir die Faktoren 1 Byte = 8 Bits und 1 Gbit = 1024 Mbit.

\text{B} = 1 Gbit/s \times \frac{1024 Mbit}{1 Gbit} \times \frac{1 Byte}{8 Bits} \times \frac{1 MB}{1024 Bytes} = 125 MB/s

Dabei ergibt sich eine maximale theoretische Bandbreite von 125 MB/s.

• Paketübertragungsrate:Angenommen, wir senden Pakete mit einer Größe von 1500 Bytes (Standardgröße für Ethernet-Pakete). Die Übertragungszeit (\text{T}) eines Pakets durch die Leitung kann wie folgt berechnet werden:

\text{T} = \frac{\text{Paketgröße}}{\text{Bandbreite}} = \frac{1500 Bytes}{125 MB/s} = \frac{1500}{125 \times 1024} s = \frac{1500}{128000} s = 0.0117 ms

Dies bedeutet, dass ein Paket durchschnittlich 0.0117 Millisekunden benötigt, um über eine 1 Gbit/s Ethernet-Verbindung übertragen zu werden.

Durch die sorgfältige Konfiguration von VTAM und TCP/IP sowie das Verständnis der Netzwerkbandbreiten- und Paketübertragungsberechnungen kann eine stabile und effiziente Netzwerkkommunikation in z/OS gewährleistet werden.

Aufgabe 4)

Du arbeitest für ein Unternehmen, das ein Großrechner-System verwendet, um Batch-Jobs zur Verarbeitung großer Datenmengen auszuführen. Deine Aufgabe ist es, ein JCL-Script (Job Control Language) zu schreiben und zu analysieren, das mehrere Schritte zur Bearbeitung von Daten enthält. Achte hierbei auf die korrekte Syntax und Verwendung der grundlegenden JCL-Befehle wie JOB, EXEC, DD, SYSOUT, STEPLIB, INCLUDE und COND.

a)

Erstelle ein JCL-Script, das einen Job mit dem Namen 'DATAPROC' definiert. Dieser Job soll zwei Schritte umfassen: Der erste Schritt führt ein Programm 'SORTPRG' aus, das eine Eingabedatei sortiert, und der zweite Schritt führt ein Programm 'REPORTGEN' aus, das einen Bericht basierend auf der sortierten Datei generiert. Achte darauf, die notwendigen DD-Karten für Eingabe und Ausgabe hinzuzufügen.

Lösung:

Hier ist ein Beispiel für ein JCL-Script, das die geforderten Aufgaben erfüllt:

• Job Definition: Definiert einen Job mit dem Namen 'DATAPROC'.
• Step 1: Führt das Programm 'SORTPRG' aus, um eine Eingabedatei zu sortieren.
• Step 2: Führt das Programm 'REPORTGEN' aus, um einen Bericht basierend auf der sortierten Datei zu generieren.

//DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID //SORTSTEP EXEC PGM=SORTPRG //SORTIN  DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), //            SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA //SYSOUT   DD SYSOUT=* //REPORTSTEP EXEC PGM=REPORTGEN //REPORTIN  DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR //REPOUT    DD SYSOUT=* //SYSOUT    DD SYSOUT=* 

Erklärung:

• JOB-Karte: Definiert die Job-Eigenschaften wie Account-Nummer, Klassen und Benachrichtigung. //DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID
• SORTSTEP: EXEC-Karte führt das Programm SORTPRG aus.
  • DD-Karten:
    • SORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Sortierprogramm. //SORTIN DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR
    • SORTOUT: Definiert die Ausgabe-Datei für die sortierten Daten. //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), // SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*
• REPORTSTEP: EXEC-Karte führt das Programm REPORTGEN aus.
  • DD-Karten:
    • REPORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Bericht-Generierungsprogramm (die sortierte Datei aus dem vorherigen Schritt). //REPORTIN DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR
    • REPOUT: Definiert die Ausgabe des erstellten Berichts. //REPOUT DD SYSOUT=*
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*

b)

Füge dem obigen JCL-Script eine STEPLIB-Direktive hinzu, um eine benutzerdefinierte Programmbibliothek für beide Schritte anzugeben. Die Bibliothek befindet sich im Dataset 'MY.LIBRARY'.

Lösung:

Um eine STEPLIB-Direktive hinzuzufügen, die eine benutzerdefinierte Programmbibliothek für beide Schritte angibt, kann die JCL wie folgt angepasst werden:

• Job Definition: Definiert einen Job mit dem Namen 'DATAPROC'.
• Step 1: Führt das Programm 'SORTPRG' aus, um eine Eingabedatei zu sortieren.
• Step 2: Führt das Programm 'REPORTGEN' aus, um einen Bericht basierend auf der sortierten Datei zu generieren.

//DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID //STEPLIB  DD DSN=MY.LIBRARY,DISP=SHR //SORTSTEP EXEC PGM=SORTPRG //SORTIN  DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), //            SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA //SYSOUT   DD SYSOUT=* //REPORTSTEP EXEC PGM=REPORTGEN //REPORTIN  DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR //REPOUT    DD SYSOUT=* //SYSOUT    DD SYSOUT=* 

Erklärung:

• JOB-Karte: Definiert die Job-Eigenschaften wie Account-Nummer, Klassen und Benachrichtigung. //DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID
• STEPLIB: Definiert die benutzerdefinierte Programmbibliothek, die in beiden Schritten verwendet wird. //STEPLIB DD DSN=MY.LIBRARY,DISP=SHR
• SORTSTEP: EXEC-Karte führt das Programm SORTPRG aus.
  • DD-Karten:
    • SORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Sortierprogramm. //SORTIN DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR
    • SORTOUT: Definiert die Ausgabedatei für die sortierten Daten. //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), // SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*
• REPORTSTEP: EXEC-Karte führt das Programm REPORTGEN aus.
  • DD-Karten:
    • REPORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Bericht-Generierungsprogramm (die sortierte Datei aus dem vorherigen Schritt). //REPORTIN DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR
    • REPOUT: Definiert die Ausgabe des erstellten Berichts. //REPOUT DD SYSOUT=*
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*

c)

Modifiziere das JCL-Script, um eine Bedingung hinzuzufügen, die den zweiten Schritt (REPORTGEN) nur dann ausführt, wenn der erste Schritt (SORTPRG) erfolgreich abgeschlossen wurde (d.h., RC=0).

Lösung:

Hier ist die modifizierte Version des JCL-Scripts mit einer Bedingung (COND), die den zweiten Schritt (REPORTGEN) nur dann ausführt, wenn der erste Schritt (SORTPRG) erfolgreich abgeschlossen wurde (d.h., RC=0):

• Job Definition: Definiert einen Job mit dem Namen 'DATAPROC'.
• STEPLIB: Gibt die benutzerdefinierte Programmbibliothek an.
• Step 1: Führt das Programm 'SORTPRG' aus, um eine Eingabedatei zu sortieren.
• Step 2: Führt das Programm 'REPORTGEN' aus, um einen Bericht basierend auf der sortierten Datei zu generieren, falls der erste Schritt erfolgreich ist. (RC=0)

//DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID //STEPLIB  DD DSN=MY.LIBRARY,DISP=SHR //SORTSTEP EXEC PGM=SORTPRG //SORTIN  DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), //            SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA //SYSOUT   DD SYSOUT=* //REPORTSTEP EXEC PGM=REPORTGEN,COND=(0,NE,SORTSTEP) //REPORTIN  DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR //REPOUT    DD SYSOUT=* //SYSOUT    DD SYSOUT=* 

Erklärung:

• JOB-Karte (unverändert): Definiert die Job-Eigenschaften wie Account-Nummer, Klassen und Benachrichtigung. //DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID
• STEPLIB (unverändert): Definiert die benutzerdefinierte Programmbibliothek, die in beiden Schritten verwendet wird. //STEPLIB DD DSN=MY.LIBRARY,DISP=SHR
• SORTSTEP (unverändert): EXEC-Karte führt das Programm SORTPRG aus.
  • DD-Karten (unverändert):
    • SORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Sortierprogramm. //SORTIN DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR
    • SORTOUT: Definiert die Ausgabedatei für die sortierten Daten. //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), // SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*
• REPORTSTEP: EXEC-Karte führt das Programm REPORTGEN aus, nur wenn der erste Schritt erfolgreich ist (COND-Bedingung). //REPORTSTEP EXEC PGM=REPORTGEN,COND=(0,NE,SORTSTEP)
  • DD-Karten (unverändert):
    • REPORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Bericht-Generierungsprogramm (die sortierte Datei aus dem vorherigen Schritt). //REPORTIN DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR
    • REPOUT: Definiert die Ausgabe des erstellten Berichts. //REPOUT DD SYSOUT=*
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*

d)

Füge eine SYSOUT-Direktive hinzu, um sicherzustellen, dass alle Ausgaben der beiden Programme an die Standard-Druckerwarteschlange gesendet werden. Analysiere, wie diese Definition in ein vorhandenes Produktionsumfeld integriert würde.

Lösung:

Um sicherzustellen, dass alle Ausgaben der beiden Programme an die Standard-Druckerwarteschlange gesendet werden, musst Du eine SYSOUT-Direktive zu den entsprechenden Schritten hinzufügen. Hier ist das vollständige JCL-Script mit den geänderten SYSOUT-Direktiven:

• Job Definition: Definiert einen Job mit dem Namen 'DATAPROC'.
• STEPLIB: Gibt die benutzerdefinierte Programmbibliothek an.
• Step 1: Führt das Programm 'SORTPRG' aus, um eine Eingabedatei zu sortieren.
• Step 2: Führt das Programm 'REPORTGEN' aus, um einen Bericht basierend auf der sortierten Datei zu generieren, falls der erste Schritt erfolgreich ist (RC=0).

//DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID //STEPLIB  DD DSN=MY.LIBRARY,DISP=SHR //SORTSTEP EXEC PGM=SORTPRG //SORTIN  DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), //            SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA //SYSOUT   DD SYSOUT=* //REPORTSTEP EXEC PGM=REPORTGEN,COND=(0,NE,SORTSTEP) //REPORTIN  DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR //REPOUT    DD SYSOUT=* //SYSOUT    DD SYSOUT=* 

Erklärung:

• JOB-Karte (unverändert): Definiert die Job-Eigenschaften wie Account-Nummer, Klassen und Benachrichtigung. //DATAPROC JOB (ACCT#),'DATAPROCESSING',CLASS=A,MSGCLASS=A,NOTIFY=&SYSUID
• STEPLIB (unverändert): Definiert die benutzerdefinierte Programmbibliothek, die in beiden Schritten verwendet wird. //STEPLIB DD DSN=MY.LIBRARY,DISP=SHR
• SORTSTEP (die SYSOUT-Direktive ist hervorgehoben): EXEC-Karte führt das Programm SORTPRG aus.
  • DD-Karten:
    • SORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Sortierprogramm. //SORTIN DD DSN=USER.INPUT.DATA,DISP=SHR
    • SORTOUT: Definiert die Ausgabedatei für die sortierten Daten. //SORTOUT DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=(NEW,CATLG,DELETE), //SPACE=(CYL,(5,5),RLSE),UNIT=SYSDA
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*, // MSGCLASS=A
• REPORTSTEP (die SYSOUT-Direktive ist hervorgehoben): EXEC-Karte führt das Programm REPORTGEN aus, nur wenn der erste Schritt erfolgreich ist (COND-Bedingung). //REPORTSTEP EXEC PGM=REPORTGEN,COND=(0,NE,SORTSTEP)
  • DD-Karten:
    • REPORTIN: Definiert die Eingabedatei für das Bericht-Generierungsprogramm (die sortierte Datei aus dem vorherigen Schritt). //REPORTIN DD DSN=USER.SORTED.DATA,DISP=SHR
    • REPOUT: Definiert die Ausgabe des erstellten Berichts. //REPOUT DD SYSOUT=*, // MSGCLASS=A
    • SYSOUT: Bestimmt, dass die Systemausgabe auf das Standard-SYSOUT-Gerät geleitet wird. //SYSOUT DD SYSOUT=*, // MSGCLASS=A

Integration in ein Produktionsumfeld:

• Anpassung: Stelle sicher, dass die SYSOUT-Direktive in allen relevanten Schritten enthalten ist, um die Ausgaben an die gewünschte Druckerwarteschlange zu leiten.
• Überwachung: Überwache die Druckerwarteschlange regelmäßig, um sicherzustellen, dass die Ausgaben korrekt und vollständig sind.
• Erprobung: Führe das JCL-Script in einer Testumgebung aus, um sicherzustellen, dass die Ausgaben wie erwartet an die Druckerwarteschlange gesendet werden.