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marzo 2000    
 
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Arquitectura del AS/400: Más allá de la tecnología

Arquitectura del AS/400: Más allá de la tecnología 

El AS/400 está definido por cinco conceptos de diseño, no por la configuración de su hardware o su software

A menudo me preguntan que cuándo un AS/400 deja de ser un AS/400. Con todos los cambios que se han producido en el AS/400 en los últimos años, es fácil defender la postura de que el AS/400 de hoy en día no es una mera evolución sino que se ha transformado en algo completamente distinto. ¿En que momento dejará de ser un AS/400?

Mi respuesta a esta pregunta es siempre la misma. El AS/400 no se define por una configuración concreta de hardware y de software. Si lo despojamos de la tecnología del procesador PowerPC, todavía sigue siendo un AS/400. Si lo despojamos del lenguaje RPG (¡un pensamiento que la mayoría de usuarios del AS/400 considera repugnante!), y el soporte de emulación 5250 (otro concepto difícil de asimilar para muchos clientes), todavía sigue siendo un AS/400. De hecho, el AS/400 se define por cinco principios fundamentales de su arquitectura y excepto esos principios sagrados todo lo demás puede cambiar:

  • independencia de la tecnología
  • diseño basado en objetos
  • integración del hardware
  • integración del software
  • almacenamiento de nivel único

Estos principios les resultan familiares a la mayoría de clientes de AS/400, pero posiblemente no piensen que sean las características definitorias del AS/400. Sin duda, muchos usuarios dan por supuesto la mayoría de esos conceptos. Y, sin embargo, hay que resaltar la importancia de estos cinco principios de la arquitectura del AS/400, puesto que representan todo lo que los clientes de un AS/400 valoran en un ordenador empresarial.

Independencia de la tecnología
El primer principio y puede que el más importante es el de la independencia de la tecnología. A diferencia de otros sistemas, el AS/400 no está definido por el hardware. Esto significa que un programa no "habla" directamente con el hardware; "habla" con una interfaz de máquina independiente de la tecnología (TIMI, o simplemente, la interfaz de máquina). Entre esta interfaz y el hardware real hay aproximadamente cuatro millones de líneas de código del sistema operativo llamado Código interno bajo licencia del sistema (SLIC).

Esta capa de software aísla las aplicaciones de las características del hardware subyacente. Un programa de AS/400 no tiene conocimiento del hardware subyacente; este conocimiento atañe únicamente al SLIC. Esto quiere decir que cuando la tecnología del procesador cambia, IBM puede volver a escribir los componentes del SLIC afectados por esos cambios y así preservar la integridad de la interfaz de máquina. Debido a este diseño independiente de la tecnología, las aplicaciones de los clientes tampoco tendrán noticia de los cambios en la tecnología y podrán sacar partido de la nueva sin sufrir ningún trastorno.

La importancia de este principio de diseño de la arquitectura de sistemas quedó dramáticamente ilustrada cuando se cambió la tecnología del procesador del AS/400 de una tecnología CISC de 48 bits a una tecnología RISC de 64 bits. Muchos clientes únicamente tuvieron que guardar sus programas fuera de sus máquinas CISC y restaurarlos en sus nuevas máquinas RISC para ejecutarlos como programas de 64 bits. Ningún otro sistema permite hacer eso; las arquitecturas convencionales precisan al menos que los programas ya existentes se vuelvan a compilar y lo normal es que haya que volverlos a escribir parcialmente antes de poder ejecutarlos en otra arquitectura de sistemas. Pero el AS/400 permite que sus clientes ejecuten aplicaciones originalmente escritas para un sistema de 48 bits como si se trataran de aplicaciones de 64 bits (en un sistema operativo de 64 bits que consta de una base de datos relacional de 64 bits).

Diseño basado en objetos
El AS/400 es un sistema totalmente basado en objetos. Esto significa que todo lo que hay en el sistema (programas, archivos de datos, colas de mensajes) es un objeto. Cada objeto tiene dos partes independientes: una parte descriptiva, que define las formas válidas de utilizar los datos; y una parte de datos, que sirve como aspecto funcional del objeto.

Si un objeto se define como un programa, su parte descriptiva indica que la parte de datos deberá tratarse como código compilado, ejecutable y sólo de lectura. Las únicas operaciones que se permitirán realizar sobre este objeto serán las que tengan sentido para un programa. Por ejemplo, se podrá escribir en medio de un archivo de datos, pero no se puede escribir en mitad de código compilado; el sistema no permitirá que eso ocurra. Así pues, el diseño en dos partes de los objetos del AS/400 garantiza la integridad de los datos de todos los objetos del sistema.

El diseño basado en objetos tiene importantes implicaciones en el ámbito de la seguridad. Por ejemplo, un mecanismo por el que los virus de ordenador consiguen entrar en los sistemas es ocultándose como si fueran datos. En cuanto está dentro, el virus intenta convertirse en código ejecutable para activar su carga destructiva. Ese cambio de características no es posible en el AS/400: si el sistema permite que un paquete entre como datos, deberá conservar sus características de datos para siempre. No puede cambiar de opinión y pasar a ser código ejecutable.

Los objetos, claves en el diseño fundamental del AS/400, son una de las varias razones por las que el AS/400 goza de la casi legendaria reputación de ser un sistema cuya seguridad e integridad son tan sólidas como una roca.

Integración del hardware
Mientras que en el entorno científico o de la ingeniería predomina el cálculo intensivo (es decir, que los usuarios realizan operaciones complejas sobre una cantidad de datos relativamente pequeña), en el entorno empresarial general prevalece el proceso intensivo de información (o sea, que los usuarios realizan operaciones sencillas sobre una gran cantidad de datos). Debido a que el AS/400 está optimizado para el entorno empresarial general, posee características de diseño del hardware que permiten ofrecer un rendimiento excepcional en un entorno de proceso intensivo de información.

En una transacción empresarial corriente, una aplicación se carga en el almacenamiento principal y, a continuación, el procesador principal empieza a ejecutarla. Cuando el procesador principal ejecuta una petición de datos que debe leerse de disco, por ejemplo, delega la petición en el procesador de entrada/salida (IOP) dedicado al dispositivo de disco. Después, el procesador principal desvía su atención hacia otra aplicación (la tarea que está dedicada a ejecutarla) y regresa al programa original solamente cuando los datos que ha solicitado antes ya están disponibles en el almacenamiento principal.

En un AS/400 grande pueden existir más de 200 IOP conectados a buses de alta velocidad, configurando un servidor extremadamente potente. El diseño de este servidor es excelente para la ejecución de aplicaciones que requieren procesar información de forma intensiva.

Integración del software
Determinados programas son fundamentales para todas las empresas. Además de los controladores básicos del sistema operativo que manejan los distintos dispositivos de E/S, las empresas siempre necesitan software para realizar otras funciones estándar, como las relacionadas con la seguridad, las comunicaciones, la prestación de servicios Web, y la realización de copias de seguridad y su recuperación. Con un sistema tradicional, los clientes generalmente deben comprar las aplicaciones adicionales que quieran añadir a su sistema operativo básico. Estos clientes también deben asegurarse de que las versiones de los módulos adicionales son compatibles con las versiones de los otros elementos con los que pretenden integrarse.

Con el AS/400, sin embargo, todos los programas empresariales necesarios están totalmente integrados en el sistema operativo estándar. IBM comprueba todos estos componentes en el contexto de los otros componentes, de manera que todo el sistema operativo funciona como una sola entidad. Más aún, cuando IBM modifica el sistema OS/400, ofrece a los clientes un nuevo release de todo el sistema operativo; de esta forma, nunca existirán conflictos entre componentes individuales de un release de OS/400, puesto que IBM entrega a sus clientes con cada release, un sistema operativo acabado y probado exhaustivamente.

Para los clientes son evidentes inmediatamente dos ventajas de este sistema operativo altamente integrado: la rápida distribución de nuevas soluciones empresariales y un coste total de propiedad extraordinariamente bajo.

Almacenamiento de nivel único
El espacio de direcciones de 64 bits masivo del AS/400 puede direccionar ¡hasta 18 trillones de bytes de datos! La arquitectura del AS/400 está diseñada para ser capaz de manejar incluso aún más datos (su capacidad de direccionamiento es de 128 bits).

El almacenamiento "real" se asigna en este espacio de 64 bits: las unidades de disco y la memoria principal. Pero los clientes no tienen porqué saber nada de las tecnologías de almacenamiento que hay tras el enorme espacio de direcciones puesto que el AS/400 las gestiona automáticamente. Por lo que respecta a los clientes, todos los programas y datos sencillamente residen en este espacio masivo. Los usuarios no tienen que preocuparse sobre el lugar en que reside un programa; sólo tienen que llamarlo por su nombre.

De igual forma, los clientes no tienen que preocuparse de ampliar los archivos que están llenos. El AS/400 también gestiona esto último automá-ticamente. Y cuando los clientes añaden más dispositivos de almacenamiento a la máquina, no tienen que redistribuir los datos entre ellos; el sistema reconoce el nuevo espacio de almacenamiento disponible y lo utiliza. La mayoría de instalaciones de AS/400 ni siquiera tienen el tradicional administrador de bases de datos ya que no lo necesitan. El sistema realiza la mayor parte de estos trabajos por su cuenta.

Procesar aplicaciones empresariales en un entorno multiusuario en el que se utilizan varias aplicaciones implica conmutar frecuentemente entre distintas tareas. Gracias a su almacenamiento de nivel único, el AS/400 cumple esta función de forma mucho más eficiente que los sistemas convencionales. En el AS/400 conmutar a una tarea nueva es tan sencillo como ejecutar una instrucción de bifurcación a la ubicación en que se encuentra la tarea nueva. No es necesario (como sucede en los sistemas Unix y Windows) volver a crear un espacio de direcciones diferente antes de poder empezar a ejecutar una tarea nueva.

Diseñado para conmutar frecuentemente entre tareas, rasgo que caracteriza los entornos empresariales, el almacenamiento de nivel único del AS/400 no sólo simplifica la gestión del almacenamiento, sino que también brinda un rendimiento excepcional.

La suma de todos estos conceptos
La arquitectura del AS/400 está diseñada para ser extraordinariamente flexible lo que le permite acomodarse a las tecnologías de hardware y software del nuevo milenio. Al preparar a los usuarios para el futuro equipándolos con las aplicaciones empresariales que necesitan para tener éxito en la actualidad, puede decirse del AS/400 que va "más allá de la tecnología".

Frank G. Soltis, de IBM Rochester, creó la arquitectura independiente de la tecnología del AS/400. Es el científico en jefe del AS/400 en IBM y profesor de ingeniería de sistemas en la Universidad de Minnesota.


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