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今回は、ちょっと趣向を変えまして

メインフレーム（大型汎用コンピュータ）とは

について説明していきたいと思います。

普段『大型汎用コンピュータ』に触れる事は無い方も多々いると思います。

その中で今回は入社以来、大型汎用コンピュータのシステム開発に携わらせて貰っている

メンバーからの投稿です。大変為になると思いますので興味のある方は是非

でわ早速

普段皆さんが使用するパソコンとは違い、日常生活において見ることのない（見ることが出来ない）

大型汎用コンピュータについて、特徴、用途等を簡単にお話させていただきます。

メインフレーム（英: mainframe）は、

企業の基幹業務などに利用される大規模なコンピュータを指す用語である。

汎用コンピュータ、汎用機、汎用大型コンピュータ、大型汎用コンピュータ、ホストコンピュータ

などとも呼ばれています。

●誕生

　1950年に世界最初の商用コンピュータUNIVAC I(*1)が登場した。

　企業など大規模組織の基幹業務での使用に耐えるように、次第に以下の特徴を持った。

　*1）世界初の商用コンピュータ。1950年に完成し、1951年にレミントンランド社（現Unisys）が発売。

　　　Universal Automatic Computer（万能自動計算機）の略。初の事務処理用途のコンピュータでもある。

　・大量のデータ処理能力（CPU性能だけでなく、特に入出力性能）

　・1台で多数の業務処理を並行して処理するワークロード管理

　・徹底した冗長化などによる、高度な信頼性と可用性

　・大組織に必要な、厳格な運用管理機能とセキュリティ機能

　・メーカー側の長期計画や保守体制

●特徴

　ＣＰＵ

　　独自仕様のCISC CPUを複数（最大64個など）搭載するものが多い。

　　使用した空冷方式に移行して低価格・小型化に成功し、

　　処理性能はクラスタリングで補う方向に転換した。

　　従来は上位機種は高速・高価・高発熱のバイポーラを使用した水冷方式が主流だったが、

　　1990年代にIBM、富士通、日立製作所、日本電気はCMOSをIBM系では、System/360は24ビット、

　　System/370-XA 以後は32ビット（論理31ビット。1ビットは互換性のために使用）だが、

　　z/Architecture 以後は64ビットである。

　Ｉ／Ｏ

　　チャネルと呼ばれるI/O専用プロセッサを多数（モデルにより最大1024個など）搭載できる。

　　チャネルはI/Oに伴うCPUの負荷を軽減する。

　　オープン系で一般的なインテリジェントな外部バスと異なり、

　　接続経路が高負荷（ビジー）な場合には別経路を選択して使用する、

　　I/Oの飛び越し（優先度の高いI/O要求が来た場合、既に実行中の他のI/Oに優先して結果を返す）

　　などができる。

　　一般に「メインフレームのCPUは高速と思えないのに、

　　高負荷時にも安定稼動して一定の応答時間も得られる」、

　　「オープン系のCPUは高速なのに、負荷がある時点に達すると急速にスループットが低下する」

　　などはI/Oの基本設計の違いによる場合が多い。

　　これは、メインフレームの場合、I/Oの制御をOSから切り離し、

　　上記の専用プロセッサに任せているためである。

　　したがって、一つの重いI/O要求が発生しても、OSは併行してタスク処理を進めるので、

　　著しいレスポンスの低下を回避できる。

　クラスタリング

　　メインフレームでは複数のOSが同一の磁気ディスク装置を共有（シェアー）する事は一般的であり、

　　整合性を保つためのキャッシュやロックなどの排他制御は、

　　OSレベルで実現している（IBM IRLM、並列シスプレックスなど）。

　　更にミドルウェアのクラスタリング機能（IBM XRFなど）を組み合わせた場合は、

　　障害発生時にディスクやプロセスの引継ぎをする事なく、

　　待機系（アクティブスタンバイ）が瞬時に処理を引き継ぎ、

　　ユーザーには瞬間的な業務停止も見せない、

　　更には障害機で処理中であったトランザクションも、

　　TPモニタのログから可能な限り復元し引き継ぐ事ができる。

　ＯＳ

　　メインフレームでは各社の複数の独自OSに加え、一部はオープン系のOSも同時稼働できる。

　　IBM系（IBM、富士通、日立製作所）の主流OSは、歴史的にはバッチ処理主体で始まり、

　　複数アドレス空間、I/O割込ベースのマルチタスク、

　　ジョブ制御言語によるプログラマーとオペレータの分離などを持つ。

　　更にオンライン・リアルタイム処理のためのタイムシェアリング、トランザクション処理を構築した。

　　各社OSとも大規模用と中小規模用の流れがあり、コマンドやジョブ制御言語の構文などが異なる。

　　「メインフレームのOS」と言うとこれらを指す場合が多い。

　プログラミング言語

　　メインフレーム上で使われている主なプログラミング言語には、

　　当初からの各アーキテクチャ用のアセンブリ言語に加え、

　　伝統的な高級言語であるCOBOLやFORTRANやPL/I、およびC言語、C++、Javaや、

　　各ベンダー独自の4GL(*2)などがある。

　　*2）4GL とは、第四世代言語 (4th generation language)の略である。

　　　　FORTRANやCOBOLのような手続き型言語より、

　　　　より高機能なプログラム言語を一般的に指す。

　　　　主にアプリケーションプログラムを開発する際に用いられる。

　　　　4GL言語は単体で存在することよりも、

　　　　特定のアプリケーション開発システム(たとえばデータベースシステム)と

　　　　組になって提供されることが多い。

　　　　たとえば、OracleのPL/SQLなどである。

　性能

　　メインフレームはI/Oを含めた平行稼働やワークロード管理により複数業務の並行稼動性に優れている。

　　スループット(*3)が安定しているので、大規模バッチ、大規模帳票出力業務などに強い。

　　*3）スループット（英: Throughput）は、一般に単位時間当たりの処理能力のこと。

　　　　・コンピュータやネットワークが一定時間内に処理できるデータ量のこと。

　　　　　レイテンシ（データ転送などを要求してから、その結果が返送されるまでの遅延時間）と

　　　　　ならんで、パフォーマンスの評価基準となる。

難しい話だったかもしれませんが、自分なりに調べてみると面白いですよ

次回は、『大型汎用コンピュータ』の用途について説明したいと思います。



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