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segunda-feira, 16 de março de 2026

🚀 O Maestro Invisível do Mainframe: Como o WLM Decide Quem Vive, Quem Espera e Quem Domina o IBM Z

Bellacosa Mainframe apresenta o maestro invisivel do Mainframe: WLM

 

🚀 O Maestro Invisível do Mainframe: Como o WLM Decide Quem Vive, Quem Espera e Quem Domina o IBM Z

“O z/OS não é apenas um sistema operacional. É um sistema de sobrevivência computacional — e o WLM é seu cérebro.”

Se você é um padawan do mainframe 🧙‍♂️, há um momento em que tudo muda.
Você deixa de ver jobs, CICS e DB2 como coisas isoladas… e passa a enxergar um ecossistema vivo, onde milhares de tarefas lutam pelos mesmos recursos.

Nesse universo, existe um árbitro supremo:

🧠 Workload Manager — WLM

Sem ele, um mainframe moderno seria apenas um supercomputador caro brigando consigo mesmo.


🏛️ Antes do WLM: o caos elegante dos anos 70 e 80

Nos primórdios do MVS, a prioridade era… manual.

Operadores e sysprogs definiam:

  • Prioridades fixas

  • Classes de execução estáticas

  • Ajustes “no feeling”

  • Reconfiguração constante

Problemas clássicos:

💥 Batch travando online
💥 CICS lento em horário de pico
💥 CPU livre e usuários reclamando
💥 Sistema imprevisível

O hardware evoluiu. O software também precisava evoluir.


⚙️ O nascimento do WLM — computação orientada ao negócio

O WLM moderno surgiu com o OS/390 nos anos 90.

A ideia foi revolucionária:

❌ Não gerenciar processos
✅ Gerenciar objetivos de negócio

Você não diz:

👉 “Este job tem prioridade 8”

Você diz:

👉 “Quero que 90% das transações respondam em até 1 segundo”

O sistema decide como chegar lá.


🎼 O WLM é um maestro, não um executor

Ele não executa código.

Ele coordena:

  • Dispatcher (CPU)

  • IOS (I/O)

  • Memory manager

  • PR/SM (hardware)

  • Subsystems (CICS, DB2, etc.)

Política → Prioridade → Recursos → Execução

🧩 Os elementos fundamentais do WLM

🏷️ Service Class — “Quem é você?”

Categoria de workload com tratamento específico.

Exemplos reais:

  • CICS_ONLINE

  • DB2_OLTP

  • BATCH_HIGH

  • TSO_USERS

  • DISCRETIONARY

Uma única classe pode representar centenas de workloads.


🎯 Goal — “O que esperamos de você?”

Tipos principais:

  • ⏱️ Response Time — tempo de resposta

  • ⚡ Velocity — progresso contínuo

  • 💤 Discretionary — use as sobras


⭐ Importance — “Quão importante você é?”

Escala de 1 a 5:

1️⃣ Missão crítica
5️⃣ Pode esperar

Sob escassez, isso decide tudo.


⏱️ Performance Periods — prioridade dinâmica

Uma obra-prima do design do WLM.

Permite tratar o mesmo trabalho de forma diferente ao longo do tempo.

Exemplo típico:

Período 1 — Importance 1 — resposta rápida
Período 2 — Importance 3 — menos crítico
Período 3 — Discretionary — só sobras

👉 Protege o sistema contra trabalhos “runaway”.


🧭 Classification Rules — o roteador automático

Determinam qual workload entra em qual Service Class.

Critérios possíveis:

  • Job name

  • User ID

  • Address space name

  • Transaction name (CICS)

  • Atributos de enclave

  • Padrões (wildcards)

💎 Curiosidade: também podem marcar workloads como Storage Critical.


⚡ Dispatchable Units — quem realmente roda

O dispatcher não agenda jobs.

Ele agenda DUs:

  • 🧾 TCB — tasks de aplicação

  • ⚡ SRB — trabalho de sistema

Múltiplas DUs podem rodar simultaneamente no mesmo address space.


🧮 Dispatching Priority — o número mágico

Escala: 0–255 (geralmente >190)

👉 Maior valor ⇒ maior chance de CPU

Mostrado no SDSF (painel DA).

É recalculado constantemente pelo WLM.


📀 I/O Priority e Memory

O WLM também influencia:

📀 I/O

  • Prioridade de acesso a discos

  • Filas de dispositivos

  • Latência de storage

Sem grupos específicos:

👉 I/O priority = Dispatching priority


💾 Storage Critical

Protege workloads contra swap.

Não dá mais memória — evita que sejam expulsos da RAM.

Crucial para:

  • CICS

  • DB2

  • Middleware

  • Serviços online


🩸 Donor vs Receiver — economia de recursos

Sob escassez:

  • 🏆 Receivers → precisam cumprir metas

  • 🩸 Donors → cedem recursos

  • 💤 Discretionary → só sobras

Regra importante:

👉 Só doa quem está usando.


🧠 Enclaves — workloads distribuídos

Representam trabalho que atravessa múltiplos address spaces.

Muito usados em:

  • DB2 DDF

  • APIs

  • Java servers

  • MQ

  • Middleware

Permitem controle ponta a ponta.


🧪 Curiosidades e Easter Eggs

💎 O WLM é considerado uma das maiores vantagens competitivas do mainframe.

💎 Muitos conceitos de QoS em cloud vieram daqui.

💎 Sistemas distribuídos ainda lutam para replicar essa sofisticação.

💎 O mainframe pode parecer “antigo”, mas seu scheduler é mais avançado que o de muitos sistemas modernos.


💥 Falhas mais comuns em produção

❌ Políticas mal projetadas

Sintomas:

  • CPU alta sem ganho real

  • Online lento

  • Batch dominando horários críticos


❌ Service Classes demais

Complexidade gera comportamento imprevisível.


❌ Classificação incorreta

Workloads críticos tratados como comuns.


❌ Ignorar Performance Periods

Trabalhos longos monopolizam recursos.


🛠️ Como controlar e acompanhar

Ferramentas principais:

🖥️ SDSF

  • DA — Address Spaces ativos

  • ENCLAVES — workloads distribuídos

  • ST — Jobs


📊 RMF

Análise profunda de performance.


⚙️ WLM ISPF / z/OSMF

Configuração de políticas.


📈 SMF records

Base para capacity planning e auditoria.


🧭 Como pensar como um especialista

Quando algo está lento, pergunte:

👉 Qual recurso está saturado?
👉 Quem está consumindo?
👉 Esse workload deveria ter essa prioridade?
👉 O WLM está cumprindo ou ignorando metas?


🏆 A verdade final

O poder do mainframe não está apenas no hardware.

Está na capacidade de usar recursos de forma:

✔️ previsível
✔️ controlada
✔️ orientada ao negócio
✔️ resiliente sob carga extrema


🧠 Frase para levar para a vida

WLM não decide quem roda primeiro.
Ele decide quais objetivos do negócio serão preservados quando os recursos acabarem.





sexta-feira, 27 de setembro de 2024

Hypervisor no Mainframe sem Mistérios

 

Bellacosa Mainframe e o hypervisor no mainframe sem misterios

☕ Um Café no Bellacosa Mainframe

Hypervisor no Mainframe sem Mistérios

Como um IBM Z Executa Centenas de Servidores ao Mesmo Tempo — O Guia Definitivo para o Programador COBOL Padawan Inspirado em Star Trek

"A lógica é o começo da sabedoria, não o fim."

— Sr. Spock


Introdução — A Grande Ilusão da Computação

Imagine entrar na ponte da USS Enterprise.

O Capitão Kirk acredita que possui uma nave inteira à sua disposição.

O engenheiro Scotty controla motores, energia e sistemas.

O Dr. McCoy utiliza computadores médicos.

Spock executa simulações científicas.

Cada um acredita possuir recursos exclusivos.

Mas existe apenas uma única nave.

O segredo é que existe um sistema extremamente inteligente distribuindo recursos para todos ao mesmo tempo.

No IBM Z acontece exatamente isso.

Para um programador COBOL iniciante, isso pode parecer magia.

Na realidade, trata-se de uma das maiores invenções da história da computação:

o Hypervisor.

E a parte curiosa?

O mainframe fazia isso quando o restante do mundo ainda estava tentando descobrir como compartilhar um computador entre vários usuários.


Antes de tudo...

Muita gente pensa que virtualização nasceu com VMware.

Spoiler...

Não nasceu.

A IBM já fazia virtualização completa décadas antes da Internet existir.

Quando o primeiro PC da IBM apareceu em 1981, os mainframes já executavam dezenas de sistemas operacionais simultaneamente.

Isso muda completamente a perspectiva histórica.


O que é um Hypervisor?

A definição técnica é simples.

Um Hypervisor é um software (ou firmware especializado) responsável por criar computadores virtuais.

Cada computador virtual recebe:

  • memória

  • CPUs

  • discos

  • placas de rede

  • dispositivos

  • acesso ao hardware

Tudo isso sem possuir fisicamente esses equipamentos.

Para o sistema operacional convidado (Guest OS), parece existir um computador inteiro.

Na verdade...

Ele está dividindo recursos com centenas de outros sistemas.


Uma analogia Bellacosa

Imagine um enorme prédio comercial.

Existe:

  • uma única estrutura

  • um único elevador

  • uma única instalação elétrica

  • um único sistema hidráulico

Mas existem centenas de empresas trabalhando ali.

Cada empresa acredita possuir seu próprio escritório.

Quem administra tudo?

O síndico.

No mundo da computação...

O síndico chama-se Hypervisor.


O problema que ele resolve

Nos anos 60 um computador custava milhões de dólares.

Não fazia sentido deixá-lo executando apenas um sistema.

Era desperdício.

A IBM percebeu isso rapidamente.

A ideia era simples:

"Se o computador é poderoso, por que não criar vários computadores dentro dele?"

Nascia a virtualização.


A origem histórica

Voltamos para 1964.

IBM System/360.

Era revolucionário.

Mas ainda executava apenas um sistema operacional por vez.

Logo depois veio o projeto:

CP-40

Depois:

CP-67

Esses projetos deram origem ao:

VM/370

E praticamente toda a indústria copiou essa ideia décadas depois.

Curiosamente...

A palavra "Virtual Machine" já era usada pela IBM muito antes do VMware existir.


Linha do tempo

1964

System/360

1967

CP-40

1968

CP-67

1972

VM/370

1988

PR/SM

1990

LPAR

2000+

z/VM

Hoje

IBM z16

IBM z17

Linux

z/OS

z/VM

KVM

Todos convivendo na mesma máquina.


O nascimento das Máquinas Virtuais

Imagine possuir um computador enorme.

O Hypervisor cria:

Computador A

Computador B

Computador C

Computador D

Todos são imaginários.

Mas funcionam como computadores reais.

Cada um pode instalar:

  • Linux

  • z/OS

  • z/VM

  • z/VSE

  • z/TPF

Sem interferir uns nos outros.


Como isso funciona?

O Hypervisor controla quatro grandes recursos.

CPU

Quando um sistema precisa processar algo...

Ele pede CPU.

O Hypervisor responde:

"Espere sua vez."

Em microssegundos ele alterna entre centenas de sistemas.

Para cada sistema parece possuir uma CPU exclusiva.


Memória

O mesmo acontece com RAM.

Cada máquina virtual acredita possuir memória exclusiva.

Na realidade...

Toda memória é compartilhada cuidadosamente.


Disco

Cada sistema possui seus próprios discos.

Mas muitas vezes esses discos são apenas áreas reservadas dentro de grandes volumes físicos.


Rede

Cada servidor virtual possui placas de rede.

Elas também podem ser totalmente virtuais.

O Hypervisor conecta tudo internamente.

Sem sequer sair do equipamento.


Parece mágica?

Não.

É matemática.

E engenharia.

Muita engenharia.


Hypervisor Tipo 1

Existem dois tipos.

O mais poderoso é:

Bare Metal.

Ou:

Tipo 1.

Ele roda diretamente sobre o hardware.

Sem Windows.

Sem Linux.

Sem intermediários.

É exatamente o caso do IBM Z.


Hypervisor Tipo 2

Neste caso existe um sistema operacional.

Windows

VMware Workstation

Máquinas Virtuais

O desempenho é menor.


No IBM Z é diferente

Hardware

Firmware

PR/SM

LPARs

z/VM

Linux

Aplicações

Existe uma enorme hierarquia.

Cada camada aumenta a flexibilidade.


PR/SM

Aqui mora um dos segredos do mainframe.

PR/SM significa:

Processor Resource/System Manager.

Ele é considerado um Hypervisor de nível extremamente baixo.

Na prática...

Ele divide o computador físico em diversas LPARs.


O que é uma LPAR?

Significa:

Logical Partition.

É praticamente um computador inteiro.

Pode possuir:

12 CPUs

64 GB RAM

20 discos

10 interfaces de rede

Enquanto outra LPAR possui recursos completamente diferentes.


Imagine uma pizza

Uma pizza inteira representa o IBM Z.

Você corta em:

4 fatias.

Cada fatia torna-se uma LPAR.

Cada LPAR acredita possuir sua própria pizza.

Mesmo pertencendo à mesma pizza original.


E depois entra o z/VM

Agora vem a parte divertida.

Dentro de uma LPAR...

Pode existir outro Hypervisor.

Esse Hypervisor chama-se:

z/VM.

Agora temos:

IBM Z

LPAR

z/VM

500 máquinas Linux

Containers

Aplicações

Sim.

Virtualização dentro da virtualização.

É como um espelho refletindo outro espelho.


Star Trek explica isso muito bem

Lembra do Holodeck?

O Holodeck cria ambientes completos.

Cada personagem acredita estar vivendo num mundo real.

Mas tudo acontece dentro da Enterprise.

O Hypervisor faz exatamente isso.

Cada sistema operacional acredita possuir um computador físico.

Na realidade...

Está dentro do "Holodeck" do IBM Z.


Por que isso é tão importante?

Porque aumenta:

  • utilização

  • segurança

  • disponibilidade

  • economia

  • flexibilidade


Segurança

Cada máquina virtual fica isolada.

Se uma apresentar problema...

As demais continuam funcionando.

É como compartimentos estanques de uma nave estelar.

Uma explosão na Engenharia não destrói a ponte.


Alta disponibilidade

Imagine atualizar um Linux.

Os outros continuam funcionando.

Atualizar uma aplicação.

As demais continuam.

Trocar memória.

Trocar CPU.

Adicionar discos.

Tudo quase sem impacto.


Eficiência absurda

Um servidor x86 costuma operar entre:

15%

30%

de utilização.

Um IBM Z frequentemente trabalha entre:

80%

95%

de utilização.

Sem perda significativa de desempenho.

Esse é um dos grandes diferenciais do mainframe.


Compartilhamento Inteligente

O Hypervisor conhece prioridades.

Um banco pode receber mais CPU.

Uma aplicação de testes recebe menos.

Tudo automático.


Dynamic Resource Allocation

Outro recurso fantástico.

É possível aumentar CPUs.

Adicionar memória.

Modificar prioridades.

Tudo enquanto o sistema continua funcionando.

Sem reboot.

Isso impressiona até hoje.


Como isso afeta um programador COBOL?

Muito mais do que parece.

Seu programa roda dentro de:

COBOL

LE Runtime

z/OS

LPAR

PR/SM

Hardware

Você raramente percebe.

Mas o Hypervisor trabalha silenciosamente por trás.


Quando um COBOL executa

Imagine um programa de folha de pagamento.

Ele solicita CPU.

O z/OS solicita recursos.

O PR/SM entrega processadores.

Tudo acontece em microssegundos.

Você nunca percebe.

Mas existe um verdadeiro maestro coordenando toda essa orquestra.


O que acontece se houver excesso de carga?

O Hypervisor redistribui recursos.

Algumas LPARs recebem mais CPU.

Outras esperam alguns microssegundos.

Tudo automaticamente.


Curiosidade impressionante

Um único IBM Z pode executar milhares de máquinas virtuais Linux.

Tudo dentro do mesmo equipamento.

Consumindo menos energia que centenas de servidores distribuídos.

É por isso que grandes bancos continuam investindo em mainframe.


Easter Egg nº 1

A expressão Virtual Machine ficou famosa nos PCs.

Mas ela nasceu dentro da IBM.

Décadas antes.


Easter Egg nº 2

O VMware foi fundado apenas em 1998.

O VM/370 existia desde 1972.

Mais de 25 anos antes.


Easter Egg nº 3

A maioria dos administradores VMware nunca imaginou que muitos conceitos modernos foram herdados direta ou indiretamente dos laboratórios da IBM.


Easter Egg nº 4

O PR/SM possui certificação de isolamento extremamente rigorosa (EAL5+ em avaliações Common Criteria para determinadas configurações), permitindo que workloads de diferentes níveis de confiança coexistam com forte separação lógica. Isso é um dos motivos pelos quais governos e grandes instituições financeiras confiam na plataforma.


Dicas para o Padawan COBOL

✔ Nunca pense que seu programa "está sozinho".

Sempre existe uma camada abaixo dele.


✔ Aprenda o conceito de LPAR.

Você verá esse termo praticamente todos os dias.


✔ Entenda o z/VM.

Mesmo trabalhando apenas com COBOL.

Ele aparece frequentemente em ambientes Linux on Z.


✔ Estude PR/SM.

Poucos desenvolvedores conhecem.

Mas quem entende virtualização compreende muito melhor o IBM Z.


✔ Não confunda LPAR com Máquina Virtual.

LPAR é uma partição lógica criada diretamente pelo PR/SM. Dentro de uma LPAR, o z/VM pode criar centenas ou milhares de máquinas virtuais.


Comparação rápida

Universo Star TrekIBM Z
USS EnterpriseHardware físico
HolodeckHypervisor
Ponte de ComandoLPAR
Simulações do HolodeckMáquinas Virtuais
ScottyAdministrador do sistema
SpockWLM e gerenciamento inteligente de recursos
Computador da navePR/SM + z/VM

Lições aprendidas

Existe um mito de que virtualização é uma tecnologia moderna.

Na realidade, ela nasceu no mundo dos mainframes.

O IBM Z não apenas executa programas COBOL. Ele hospeda diversos sistemas operacionais, milhares de aplicações e enormes ambientes Linux com isolamento, segurança e desempenho excepcionais. O hypervisor — especialmente o PR/SM, complementado pelo z/VM quando necessário — é o grande responsável por essa façanha.

Quando um programador COBOL envia um JOB pelo JCL, acessa Db2, CICS ou IMS, dificilmente percebe que há uma sofisticada infraestrutura distribuindo CPUs, memória, dispositivos e redes em tempo real. Assim como a tripulação da Enterprise confia que a nave responderá a cada comando, o desenvolvedor confia que o IBM Z entregará recursos quando forem necessários.

E talvez essa seja a maior lição do universo de Star Trek aplicada ao mainframe: a tecnologia mais extraordinária é aquela que trabalha tão bem que quase se torna invisível. O hypervisor é esse "oficial silencioso" da nave. Ele não aparece na tela 3270, não compila programas COBOL e não executa SQL, mas sem ele grande parte da eficiência, da disponibilidade e da confiabilidade que tornaram o IBM Z uma referência mundial simplesmente não existiria.

Como diria o Sr. Spock:

"A eficiência não está em possuir mais recursos, mas em utilizá-los com inteligência."

Essa frase resume perfeitamente a filosofia do hypervisor no IBM Z: transformar um único computador físico em uma verdadeira frota de computadores virtuais, trabalhando em perfeita harmonia há mais de cinco décadas.


Vagner Renato Bellacosa, IBM Champion e especialista em IBM Mainframe
IBM Z17 SYSTEM ONLINE
Sobre o autor

Vagner Renato Bellacosa

IBM Champion 2026 • Especialista em IBM Mainframe

Vagner Renato Bellacosa trabalha com IBM Mainframe desde 1988 , é IBM Champion e especialista em COBOL, CICS, Db2, z/OS e IBM Z. Compartilha experiências profissionais, conhecimento técnico, história da computação e práticas do universo mainframe para aproximar novas gerações das tecnologias que sustentam empresas, bancos e governos ao redor do mundo.

IBM Champion IBM Z COBOL CICS Db2 z/OS Mainframe desde 1988
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