Ne pas confondre avec un serveur , un serveur central , un superordinateur ou un microordinateur

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Un ordinateur central ^{[ 1 ]} ou un macroordinateur ^{[ 2 ]} (en anglais  : mainframe computer ) est un ordinateur de grande puissance de traitement et qui sert d' unite centrale a un reseau de terminaux . Bon nombre des plus grandes entites mondiales les considerent aujourd'hui comme etant la colonne vertebrale d'une immense quantite de transactions. L'ordinateur central peut etre represente comme une bibliotheque de donnees consultable en continu par un tres grand nombre d'utilisateurs.

Histoire [ modifier | modifier le code ]

Plusieurs fabricants et leurs successeurs ont produit des ordinateurs centraux de la fin des annees 1950 jusqu'au debut du xxi ^e  siecle, avec une diminution progressive en termes de quantite sur le marche et une progressive transition vers la simulation sur puces Intel plutot que sur du materiel proprietaire ^{[ref. necessaire]} . Le groupe de fabricants americains etait d'abord connu sous le nom de ≪  IBM and the Seven Dwarfs ^{[ 3 ] , [ 4 ]}  ≫ ^{[ 5 ]} , avec comme principaux concurrents Burroughs , UNIVAC , NCR, Control Data , Honeywell , General Electric et RCA. A la suite des departs de General Electric et de RCA, ≪ IBM and the Seven Dwarfs ≫ se sont peu a peu imposes sur leur marche et les 5 des concurrents restants d'IBM furent appeles BUNCH . La domination d'IBM s'est developpee a partir de leur serie 700/7000 et, plus tard, au travers du developpement des mainframes de la serie 360. Cette derniere architecture a continue d'evoluer pour devenir les mainframes zSeries actuels qui, avec les mainframes Burroughs et Sperry (aujourd'hui Unisys ) bases sur MCP et OS1100, sont parmi les rares architectures mainframes encore existantes pouvant retracer leurs racines a cette periode. Alors que les zSeries d'IBM peuvent toujours executer du code System/360 24 bits , les serveurs CMOS zSeries 64 bits et System z9 n'ont rien de commun physique avec les anciens systemes (non retrocompatibilite du systeme).

En dehors des Etats-Unis, les principaux fabricants etaient Siemens et Telefunken en Allemagne , ICL au Royaume-Uni , Olivetti en Italie et Fujitsu , Hitachi , Oki et NEC au Japon . L' Union sovietique et les pays du Pacte de Varsovie ont egalement fabrique des copies rapprochees des ordinateurs centraux IBM pendant la guerre froide ; la serie BESM et Strela sont des exemples d'ordinateurs sovietiques concus independamment.

La baisse de la demande ressentie et la concurrence feroce ont commence a secouer le marche au debut des annees 1970, notamment par des acquisitions et cessions d'entreprises, remodelant le marche des mainframes ^{[ 6 ]} . La firme RCA a ete vendue a UNIVAC et GE a vendu ses activites a Honeywell . Entre 1986 et 1990, Honeywell a ete rachetee par Bull et UNIVAC est devenue une division de Sperry , qui a ensuite fusionne avec Burroughs pour former Unisys Corporation en 1986. Au cours des annees 1980, les systemes a base de mini-ordinateurs sont devenus plus sophistiques et ont ete capables de deplacer le bas de gamme des ordinateurs centraux. Ces ordinateurs, parfois appeles ordinateurs ministeriels, etaient typifies par le DEC VAX.

En 1991, AT&T Corporation a brievement detenu NCR . Au cours de la meme periode, les entreprises ont constate que les serveurs bases sur la conception de micro-ordinateurs pouvaient etre deployes a une fraction du prix d'acquisition et offrir aux utilisateurs locaux un controle bien plus grand sur leurs propres systemes, etant donne les politiques et pratiques informatiques de l'epoque. Les terminaux utilises pour interagir avec les systemes mainframes ont ete progressivement remplaces par des ordinateurs personnels. En consequence, la demande s'est rapidement effondree et les nouvelles installations d'ordinateurs centraux ont ete limitees principalement aux services financiers et au gouvernement.

Au debut des annees 1990, les analystes de l'industrie s'entendaient generalement pour dire que l'ordinateur central etait un marche en voie de disparition, les plateformes d'ordinateurs centraux etant remplacees au fur et a mesure par des reseaux informatiques personnels. Stewart Alsop, d'InfoWorld, a malheureusement predit que le dernier ordinateur central serait debranche en 1996 ; en 1993, il a cite Cheryl Currid, analyste de l'industrie informatique, qui disait que le dernier ordinateur central ≪ cessera de fonctionner le 31 decembre 1999  ≫, une reference au probleme prevu de l'an 2000.

Cette tendance a commence a s'inverser a la fin des annees 1990, lorsque les entreprises ont trouve de nouvelles utilisations pour leurs ordinateurs centraux existants et que le prix des reseaux de donnees s'est effondre dans la plupart des regions du monde, ce qui a encourage une tendance vers de informatique plus centralise. La croissance du commerce electronique a egalement augmente de facon spectaculaire le nombre de transactions traitees par les logiciels de l'ordinateur central ainsi que la taille et le debit des bases de donnees. Le traitement par lots, comme la facturation, est devenu encore plus important avec la croissance du commerce electronique, et les ordinateurs centraux sont particulierement habiles au traitement par lots a grande echelle. Un autre facteur qui augmente actuellement l'utilisation des mainframes est le developpement du systeme d'exploitation Linux , qui est arrive sur les mainframes d'IBM en 1999 et qui est generalement execute en scores ou jusqu'a environ 8000 machines virtuelles sur un seul mainframe . Linux permet aux utilisateurs de tirer profit des logiciels libres combines a des RAS materiels pour mainframes . L'expansion et le developpement rapides dans les marches emergents, en particulier en Republique populaire de Chine, stimulent egalement d'importants investissements dans l'informatique centrale pour resoudre des problemes informatiques exceptionnellement difficiles, par exemple en fournissant des bases de donnees de traitement des transactions en ligne unifiees et a tres haut volume a un milliard de consommateurs dans de multiples secteurs ( banque , assurance, solvabilite, services gouvernementaux,  etc. ).

Fin 2000, IBM a introduit 64 bits z/Architecture ^[Quoi ?] , acquis plusieurs societes de logiciels comme Cognos et introduit ces produits logiciels sur le mainframe . Les rapports trimestriels et annuels d'IBM dans les annees 2000 ont generalement fait etat d'une augmentation des revenus de l'ordinateur central et des livraisons de capacite. Toutefois, les activites d'IBM dans le domaine des ordinateurs centraux n'ont pas ete a l'abri du ralentissement general du marche des serveurs ou de la modelisation des effets de cycle. Par exemple, au quatrieme trimestre de 2009, les revenus de materiel System z d'IBM ont diminue de 27 % d'un exercice a l'autre. Mais les expeditions de MIPS (Architecture MIPS) ont augmente de 4 % par an au cours des deux dernieres annees. Alsop se fait photographier en 2000 en train de symboliquement ravaler ses paroles ^[Quoi ?] (" death of the mainframe ") ^{[ 7 ]} .

Specificites [ modifier | modifier le code ]

Les caracteres symptomatiques de l'ordinateur central sont multiples, au travers notamment de sa fiabilite grace a une redondance de l’ingenierie interne. En effet, l’utilisation de parametres dits redondants permet de minimiser les risques de perte de donnees.

De plus, leur fiabilite et leur reactivite permettent aux utilisateurs de beneficier en instantane desdites donnees presentes. ( L’Institut National des Normes et de la Technologie (NIST) a d’ailleurs classe les mainframes comme etant parmi les systemes les plus securises au monde, loin devant les plus grands systemes d’exploitation tels que Windows et Linux ) ^{[ref. necessaire]} . Un ordinateur central a d'ailleurs comme particularite de pouvoir heberger en son sein plusieurs systemes d'exploitation.

Les ordinateurs centraux sont fonctionnels en permanence, permettant d’eviter a l’entite de devoir subir des couts dus a l’arret temporaire du systeme (couts demesures dans les grandes entites). Ce sont egalement dans certains cas les seuls ordinateurs en mesure de repondre a la demande effectuee par les utilisateurs, pouvant depasser plusieurs centaines de milliers de demandes en instantane.

Par ailleurs, un autre atout est celui de pouvoir reutiliser les donnees de logiciels anciens dans une entite (principe de retrocompatibilite ). C'est un atout majeur qui favorise la transmission d'information et la communication.

Differenciation [ modifier | modifier le code ]

On compte parmi les fabricants de ces systemes de grandes compagnies telles que Bull (avec les DPS /6 a DPS/8 sous systeme GCOS ), EMC² Computer, IBM avec les zSeries (le plus souvent sous systeme z/OS ? anciennement MVS , ou VSE , mais plus recemment aussi Linux ) et iSeries , ou Unisys .

Realisation [ modifier | modifier le code ]

En pratique, le terme designe aujourd'hui ^[Quand ?] plutot les ordinateurs issus de la gamme IBM 360 et 370 , introduite en 1965, et dont la famille IBM Z est la derniere incarnation. Les grands systemes non IBM sont plutot appeles ≪  serveurs  ≫ ou ≪  superordinateurs  ≫.

Un ordinateur central fonctionne selon un modele centralise, contrairement aux modeles repartis. Il permet de faire tourner de facon simultanee plusieurs sessions d'un systeme d'exploitation ou meme de systemes d'exploitation differents (par exemple, sous l' hyperviseur VM ).

Utilisation [ modifier | modifier le code ]

Les ordinateurs centraux sont utilises dans les tres grandes entreprises ( banques , compagnies d' assurances , compagnies aeriennes , societes de services, mairies…). Par leur fiabilite d'abord (quelques secondes d'arret par an) et, dans une moindre mesure, par leur puissance, ils sont parfois les seuls ordinateurs capables de repondre aux besoins de leurs utilisateurs (traitement de tres grandes bases de donnees accedees par des dizaines ou des centaines de milliers d'utilisateurs). Un contre-exemple notable est Google , qui n'y fait pas appel pour faire fonctionner son moteur de recherches (mais les specificites techniques requises a un moteur de recherche ne sont pas les memes qu’une application bancaire).

Les differents acteurs d’un marche investissent differemment dans l’approfondissement et la personnification de leur ordinateur central, avec pour principal facteur leur part de marche. Ainsi, le financement realise depend de la place de l’entite dans son environnement ; plus l’entite est dominatrice sur son marche, plus elle sera en mesure d’investir afin d’asseoir son joug sur ses concurrents directs. Il s’agit d’un levier octroyant a l’entite beneficiaire de creer une valeur ajoutee supplementaire lui permettant de se differencier. Les principaux protagonistes des mainframes sont IBM, BMC, CA Technologies et Compuware, ces deux derniers ayant ete rachetes par Broadcom Inc, respectivement en 2018 et 2020.

Performance [ modifier | modifier le code ]

La performance des ordinateurs centraux se mesure par millions d'unites de service . Un ordinateur central est surtout performant dans les acces aux donnees volumineuses. Il peut y avoir jusqu'a 1 024 canaux individuels d'entree/sorties ^{[ref. necessaire]} . Chaque canal contient des unites qui peuvent executer un ensemble de commandes liberant ainsi les processeurs.

• 
  Un DEC PDP-10 .
• 
  Un mainframe moderne.

Differences par rapport aux supercalculateurs [ modifier | modifier le code ]

Un superordinateur est un ordinateur a la pointe de la capacite de traitement des donnees, particulierement en ce qui concerne la vitesse de calcul. Les superordinateurs sont utilises pour les problemes scientifiques et d'ingenierie (calcul de haute performance) qui font varier les chiffres et les donnees. Les ordinateurs centraux quant a eux se concentrent sur le traitement des transactions. Les differences notables sont que les ordinateurs centraux sont concus pour etre fiables pour le traitement des transactions ^{[ 8 ]} (mesures par la metrique TPC). Dit differemment, ils ne sont pas utilises ou utiles pour la plupart des applications de supercalculateur comme on l'entend ^[Qui ?] generalement dans le monde des affaires, a savoir l'echange commercial de biens, de services ou d'argent. Une transaction typique, telle que definie par le Transaction Processing Performance Council , met a jour un systeme de base de donnees pour le controle des stocks (biens), les reservations (services) ou l'argent (bancaire) en ajoutant un dossier. Une transaction peut se referer a un ensemble d'operations incluant la lecture/ecriture de disque, les appels de systeme d'exploitation , ou une certaine forme de transfert de donnees d'un sous-systeme a un autre qui n'est pas mesuree par la vitesse de traitement du CPU . Le traitement des transactions n'est pas exclusif aux mainframes mais est egalement utilise par les serveurs a microprocesseur et les reseaux en ligne.

Les performances des superordinateurs sont mesurees operations en virgule flottante par seconde ( FLOPS , venant de l'expression anglaise : ≪  floating point operations per second  ≫) ou en bords traverses par seconde ou TEPS, mesures qui ne sont pas tres significatives pour les applications mainframe . Ces derniers sont parfois mesures en millions d'instructions par seconde ( MIPS ), meme si la definition depend de la combinaison des instructions mesuree. Les exemples d'operations entieres mesurees par MIPS comprennent l'addition de nombres, la verification de valeurs ou le deplacement de donnees dans la memoire (lors du deplacement d'informations vers et depuis le stockage, les E/S sont les plus utiles pour les mainframes mais n'aident qu'indirectement dans la memoire). Les operations en virgule flottante sont principalement l'addition, la soustraction et la multiplication (de la virgule flottante binaire dans les supercalculateurs  ; mesuree par FLOPS) avec suffisamment de chiffres et de precision pour modeliser des phenomenes continus comme les previsions meteorologiques ou encore les simulations nucleaires (seule la virgule flottante decimale recemment normalisee, non utilisee dans les supercalculateurs, convient aux valeurs monetaires comme celles utiles aux applications mainframe). En matiere de vitesse de calcul, les supercalculateurs sont plus puissants que les mainframes.

Jusqu'au debut des annees 1990, de nombreux supercalculateurs etaient bases sur une architecture mainframe avec des extensions de supercalculateurs. Un exemple d'un tel systeme est le HITAC S-3800 , qui etait compatible avec les mainframes IBM System/370 et pouvait faire fonctionner le systeme d'exploitation Hitachi VOS3 (un fork d'IBM MVS) Le S-3800 peut donc etre considere comme etant a la fois un supercalculateur et aussi un mainframe compatible IBM.

En 2007, une fusion des differentes technologies et architectures pour les supercalculateurs et les mainframes a conduit a l’architecture de Gameframe   (en) d’abord pour l’industrie du jeu video en ligne.

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Constructeur informatique
• Enterprise Systems Connection
• Architecture trois tiers et Client-serveur

Lien externe [ modifier | modifier le code ]

• L'Histoire du Mainframe

• Portail de l’informatique