Großrechner-Prozessor

Ein Großrechner (engl.: mainframe) ist ein sehr komplexes und umfangreiches Computersystem, das weit über die Kapazitäten eines Personal Computers und meist auch über die der typischen Serversysteme hinausgeht.

Ein Großrechner zeichnet sich vor allem durch seine Zuverlässigkeit und hohe Ein-Ausgabe-Leistung aus. Er kann im Online-Betrieb (Time Sharing) eine große Anzahl von Benutzern bedienen, im Batch-Betrieb aber auch komplizierte und aufwendige Aufgaben durchführen. Die Benutzer erhalten beim Online-Betrieb Zugang zu einem Großrechner über Computer-Terminals. Seit sich Personal Computer durchgesetzt haben, werden diese Terminals meist durch Terminalemulationen ersetzt.

In einem Großrechner sind sorgfältig aufeinander abgestimmte, robuste und hochgradig redundante Komponenten verbaut. Üblicherweise wird die Wartung dieser Rechner im laufenden Betrieb durchgeführt, auch Hardwareaustausch und Aufrüstungen führen zu keiner Beeinträchtigung oder gar Unterbrechung des Betriebs.

Anwendungsbereich

Im Gegensatz zu Supercomputern, die auf hohe Rechenleistungen hin entwickelt werden, ist ein Großrechner auf Zuverlässigkeit und hohen Datendurchsatz ausgelegt. Die typischen Anwendungen eines Großrechners sind in Banken, Versicherungen, großen Unternehmen und in der öffentlichen Verwaltung gegeben. Ein relativ neues Einsatzgebiet für Großrechner stellt die Konsolidierung von Serverfarmen dar. Mit einem Großrechner und einem modernen Betriebssystem ist es dabei möglich, viele virtuelle Server zu starten. So können Platz und Strom gespart und die Administration vereinfacht werden.

Für viele Aufgaben, bei denen erhöhte Zuverlässigkeit notwendig, ein Großrechner überdimensioniert oder technisch ungeeignet ist, wird auch sogenannte Mittlere Datentechnik benutzt, zum Beispiel auf der Basis von OS/400, VMS oder UNIX.

Geschichte

IBM 704-Großrechner (rechts) mit Bandlaufwerk (links) aus den späten 1950ern

Großrechner von Datasaab mit Peripherie aus den 1960ern

Großrechner hielten mit der Erfindung des Transistors Mitte der 1950er-Jahre zunächst hauptsächlich in Forschungseinrichtungen Einzug, etwa zur Lösung von Differentialgleichungen. Dort beanspruchten sie meist einen ganzen Raum für sich alleine, der klimatisiert werden musste, um der Hitzeentwicklung des Gerätes entgegenzuwirken.

Die Funktionsweise war damals in etwa folgende:

Ein Operator brachte auf Lochkarten gestanzte Rechenaufgaben zu einem Gerät, welches die Lochkarten einlas und die Daten auf einem Magnetband speicherte. Ein anderer Operator brachte dieses Magnetband zum eigentlichen Großrechner, der das Magnetband abarbeitete und die Ausgabe auf einem anderen Magnetband speicherte. Ein weiterer Operator brachte das Magnetband mit den Ergebnissen zu einem Drucker, welcher die Daten vom Magnetband auf Papier übertrug.

Mitte der 1960er-Jahre wurde das so genannte Multiprogramming (Mehrprogrammbetrieb) eingeführt, das bis ca. 1980 bestehen konnte. Man hatte festgestellt, dass zuvor die CPU selbst einen großen Teil der Zeit nicht benutzt wurde, da sie auf Ein- und Ausgabeoperationen der Bänder warten musste, bis sie ihren nächsten Auftrag abarbeiten konnte. Daher teilte man den Hauptspeicher in Teilbereiche auf und konnte so mehrere Bänder gleichzeitig bearbeiten.

Zu dieser Zeit hatten die meisten Computerhersteller zwei zueinander inkompatible Systeme entwickelt:

• wortorientierte Großrechner für den technisch-wissenschaftlichen Bereich
• zeichenorientierte Großrechner für den kommerziellen Bereich

IBM vereinte als erster Hersteller beide Anwendungsbereiche in dem Betriebssystem OS/360.

Seit einigen Jahren versuchen auch Hersteller wie Sun oder Hewlett-Packard (mit dem „Superdome“), mit speziellen Systemen auf UNIX-Basis im Marktsegment von Großrechnern erfolgreich zu sein.

moderner Großrechner System z9 Typ 2094

System z9 Typ 2094, mit geöffneten Fronttüren und ausgeklapptem Service-Element

Eingesetzte Betriebssysteme

• z/OS (inklusive USS)
• z/VM
• z/VSE
• OS/360
• OS/390
• OS/400
• BS2000
• Multics
• MVS
• TPF
• UNIVAC 1100/2200
• CMS

Hersteller

• Amdahl Corporation (1997 übernommen durch Fujitsu)
• Bull/NEC für GCOS-/ACOS-basierte Mainframes
• Hitachi
• IBM
• ICL (übernommen durch Fujitsu)
• Fujitsu Siemens Computers
• Unisys
• Robotron/ESER (historisch)

Siehe auch

• Job Transfer and Manipulation

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