A Interface de Máquina Independente (MI) desempenha um papel crucial na estrutura do AS/400, oferecendo não apenas a independência tecnológica, mas também a possibilidade de integração completa e expansibilidade contínua. A principal característica do MI é sua capacidade de funcionar independentemente do hardware, o que significa que o sistema pode evoluir sem exigir modificações nas aplicações do usuário ou no próprio sistema operacional. Isso cria uma base sólida sobre a qual novas tecnologias podem ser implementadas sem prejudicar a compatibilidade com as soluções existentes.

Ao contrário de sistemas que exigem ajustes constantes no código das aplicações quando novos hardwares são incorporados, a MI permite que novos componentes de hardware sejam adicionados e plenamente aproveitados assim que são disponibilizados. Essa independência tecnológica é fundamental, pois assegura a continuidade das operações, mesmo com o avanço de novos padrões e paradigmas de computação, como foi o caso da ascensão da computação cliente/servidor. Se o AS/400 não fosse capaz de se adaptar ao papel de servidor, teria rapidamente se tornado obsoleto.

Um dos aspectos mais notáveis do MI não é apenas sua independência em relação à tecnologia, mas também sua incrível capacidade de expansão. A cada nova versão do sistema, novas funções e instruções são adicionadas ao MI, permitindo que ele evolua junto com as necessidades dos usuários e das aplicações. Por exemplo, na versão V3R1, funções foram incorporadas para suportar as APIs da especificação UNIX, permitindo que aplicações desenvolvidas para UNIX fossem portadas para o AS/400. Isso demonstra como o MI é projetado de forma a ser sempre relevante e capaz de se adaptar às novas exigências tecnológicas.

A natureza expansível da MI é uma das principais razões pelas quais o AS/400 possui uma vida útil longa. Cada novo recurso adicionado ao sistema é integrado de forma transparente com os existentes, garantindo que novos aplicativos possam ser desenvolvidos e implantados sem a necessidade de reestruturar toda a base do sistema. A MI é uma interface centrada na aplicação, suportando as APIs necessárias para as aplicações. À medida que novas aplicações surgem, suas APIs podem ser facilmente incorporadas ao MI, permitindo que o sistema continue a crescer sem limitações.

A flexibilidade da MI também reflete-se em suas instruções, como o exemplo da instrução de cópia de bytes "Copy Bytes Left-Adjusted with Pad" (CPYBLAP), que ilustra a capacidade de mover dados entre campos, ajustando o preenchimento conforme necessário. Este tipo de instrução é um exemplo de como as funcionalidades do MI estão orientadas para atender às necessidades comerciais e operacionais, algo que é comum em muitos aplicativos comerciais.

Porém, o que realmente diferencia a MI de outras interfaces de máquina em sistemas concorrentes é sua natureza funcionalmente completa e obrigatória. Ao utilizar o MI, um sistema garante que todos os aplicativos e funções do sistema operacional estejam interligados e funcionando de forma coesa. A interface MI não oferece a possibilidade de contornar suas funcionalidades – todas as operações precisam ser feitas por meio dessa interface. Se algum recurso necessário não estiver presente, a aplicação simplesmente não funcionará. Além disso, a MI é altamente extensível, permitindo a adição de novas funcionalidades conforme a necessidade de evolução do sistema.

Essa natureza integrada e funcionalmente completa é um dos maiores trunfos do AS/400. Todos os componentes do sistema foram projetados para trabalhar juntos, o que resulta em um sistema muito mais eficiente e fácil de gerenciar do que outras plataformas onde a integração não é garantida. Por exemplo, muitas empresas que mantêm o mesmo aplicativo tanto em um AS/400 quanto em uma plataforma Unix, como o Linux, relatam uma significativa redução na quantidade de pessoal necessário para desenvolver e manter o aplicativo no AS/400. A integração do sistema é a chave para essa eficiência.

Embora sistemas mais antigos da Rochester, como o System/36, também tenham integrado funções de máquina, a abordagem do MI é mais robusta, pois combina integração com independência de máquina. O System/36 tinha dois processadores separados, um dedicado às aplicações do usuário e outro às funções do sistema operacional, o que exigia uma interface muito estruturada para comunicação entre esses processadores. O MI, por sua vez, integra tudo isso em uma única interface coesa e expansível.

Por fim, é importante notar que a MI não se limita apenas às funções de computação e ramificação. Ela também suporta tipos de instruções destinadas ao ILE (Integrated Language Environment), ampliando ainda mais seu leque de funcionalidades. Dessa forma, o AS/400 continua a evoluir para atender a novas demandas de software, sem comprometer a estabilidade e a eficiência do sistema.

Como o AS/400 gerencia arquivos físicos e lógicos em bancos de dados relacionais?

Um arquivo físico no AS/400 corresponde a uma tabela bidimensional, onde os dados são armazenados efetivamente. No ambiente SQL, esse arquivo físico é chamado de tabela, um termo que reflete de forma mais explícita a estrutura dos dados. Por outro lado, arquivos lógicos, conhecidos na interface DDS como "logical files" e no SQL como "views", não contêm dados em si, mas funcionam como um apontamento para os dados reais, proporcionando uma visão personalizada e independente da forma como as informações são armazenadas fisicamente.

A distinção entre nomes de registros e campos na interface DDS e linhas e colunas no SQL reforça a mudança de paradigma do sistema, centrado em tabelas que facilitam o entendimento e a manipulação dos dados. O AS/400 oferece uma arquitetura integrada onde tanto os arquivos físicos quanto os lógicos coexistem e se complementam para atender às diversas necessidades de acesso e organização da informação.

O sistema DDS (Data Description Specifications) possibilita a definição detalhada dos arquivos físicos e lógicos. Nele, é possível especificar atributos como nome, tamanho e tipo dos campos, incluindo características específicas para dados decimais, por exemplo, definindo o número total de dígitos e a quantidade de casas decimais. Essas descrições são armazenadas em membros de arquivos fonte e compiladas em objetos físicos ou lógicos por comandos específicos do sistema, como CRTPF para arquivos físicos e CRTLF para arquivos lógicos. Já no SQL, uma única instrução CREATE TABLE tanto descreve quanto cria a tabela, eliminando a separação entre definição e criação presente no DDS.

A estrutura dos arquivos físicos no AS/400 é composta por duas partes: a primeira inclui os atributos do arquivo e dos campos, como nome, proprietário, tamanho, quantidade de registros e chaves; a segunda parte contém os dados propriamente ditos. Uma característica interessante dos arquivos físicos é a possibilidade de possuir múltiplos membros, que funcionam como subdivisões do arquivo, permitindo, por exemplo, organizar dados por períodos temporais diferentes dentro do mesmo arquivo. Essa funcionalidade, porém, não existe no modelo relacional estrito do SQL, que exige tabelas unidimensionais com apenas um membro.

Os arquivos lógicos representam uma camada de abstração crucial, pois fornecem uma visão dos dados que pode ser modificada sem alterar o armazenamento físico. Eles contêm índices que apontam para os registros nos arquivos físicos, funcionando como caminhos de acesso eficientes. A flexibilidade dos arquivos lógicos varia desde estruturas simples que mapeiam um único arquivo físico até definições complexas que combinam dados de múltiplos arquivos físicos, formando visões compostas que atendem a necessidades específicas de aplicações.

No ambiente SQL, as views desempenham papel semelhante aos arquivos lógicos de junção, permitindo combinar campos de diversas tabelas e arquivos em uma única visão. Entretanto, a implementação difere: enquanto os arquivos lógicos de junção mantêm caminhos de acesso definidos, as views SQL determinam seus caminhos dinamicamente durante a execução, com base em um modelo armazenado junto à view.

Essas funcionalidades revelam a robustez do AS/400 em oferecer independência entre dados e programas, permitindo múltiplas visões e manipulações sobre os dados sem comprometer a integridade ou a segurança da informação. O gerenciamento eficiente dos arquivos físicos e lógicos é fundamental para garantir que o banco de dados responda adequadamente às diversas demandas de performance, flexibilidade e confiabilidade.

Além da descrição técnica dos arquivos físicos e lógicos, é essencial compreender que essa arquitetura suporta operações paralelas e otimizações de desempenho que ampliam a capacidade do sistema em ambientes corporativos complexos. A segurança dos dados e a manutenção da integridade são asseguradas por mecanismos internos do DBMS, que controlam o acesso e garantem que as relações entre dados permaneçam consistentes, independentemente das múltiplas visualizações oferecidas pelas views e arquivos lógicos.

Por fim, o entendimento profundo dessa estrutura reforça a importância de um projeto cuidadoso dos bancos de dados no AS/400, onde a escolha entre DDS e SQL, entre arquivos físicos e lógicos, e a definição dos caminhos de acesso impactam diretamente a eficiência, a escalabilidade e a adaptabilidade do sistema frente às necessidades evolutivas das organizações.

Como o OptiConnect para AS/400 e o Processamento Paralelo Estão Transformando a Arquitetura de Banco de Dados

Com a evolução dos sistemas de processamento de dados e a crescente demanda por maior performance, a arquitetura de servidores e bancos de dados está passando por transformações significativas. O sistema AS/400, da IBM, foi uma das plataformas pioneiras que trouxe inovações como o OptiConnect, que se destaca principalmente no aumento da escalabilidade e da eficiência no processamento de transações. Esse sistema permite o processamento de transações mais rápido e confiável, não apenas em um único servidor, mas também em configurações distribuídas, através de clusters de sistemas conectados.

O OptiConnect para OS/400 oferece uma solução robusta para melhorar a performance de sistemas que enfrentam limitações de poder de processamento de um único servidor. Este produto conecta múltiplos servidores AS/400 via fibra ótica, permitindo que transações de banco de dados sejam processadas de forma mais eficiente. A separação do processamento de dados e de aplicativos entre diferentes servidores permite que a carga de trabalho seja distribuída de maneira mais equilibrada, melhorando consideravelmente o tempo de resposta. A conexão óptica é suficientemente limpa para eliminar redundâncias e verificações desnecessárias, o que resulta em um aumento significativo na velocidade de transmissão dos dados.

O tempo adicional necessário para acessar um banco de dados remoto através do OptiConnect é mínimo, com uma diferença de apenas 3 milissegundos em comparação ao tempo de acesso a um banco de dados local. Isso representa uma melhora de desempenho considerável, equivalente a um pequeno aumento no tempo de acesso ao disco rígido local. Além disso, com a possibilidade de incluir até 32 máquinas em um cluster OptiConnect, a escalabilidade do sistema é impressionante. De 1994 a 1995, a capacidade de expansão de uma configuração passou a ser 50 vezes maior, o que demonstra um avanço notável na escalabilidade.

O OptiConnect, no entanto, não se limita apenas à expansão de capacidade de processamento. Ele também pode substituir conexões LAN convencionais, oferecendo uma rede mais rápida e confiável. Além disso, pode ser utilizado em sistemas redundantes para garantir alta disponibilidade e recuperação de dados críticos, oferecendo uma solução eficaz para operações empresariais de grande porte, onde a continuidade do serviço é essencial.

Paralelamente, com o crescimento das exigências de processamento, os bancos de dados também estão migrando para a utilização de paralelismo, aproveitando as múltiplas unidades de processamento disponíveis. Em sistemas como o AS/400, com múltiplos processadores, as operações de banco de dados podem ser distribuídas entre vários processadores, o que resulta em um desempenho muito mais rápido. Um exemplo claro disso é a divisão de consultas complexas em várias partes, que são processadas simultaneamente por diferentes processadores, o que acelera significativamente o tempo de resposta.

Em 1994, o AS/400 já implementava o processamento paralelo utilizando processadores de entrada/saída (IOPs) para consultas, o que permitiu o uso de múltiplos fluxos de I/O para otimizar o desempenho. Em 1995, a plataforma evoluiu para permitir que as operações de banco de dados fossem divididas não apenas entre múltiplos processadores, mas também entre múltiplos sistemas AS/400 interconectados, criando o que é chamado de banco de dados paralelo acoplado de forma mais flexível.

Existem dois tipos principais de paralelismo no processamento de banco de dados: o paralelismo simétrico (SMP) e o paralelismo de sistemas acoplados de forma mais solta. No SMP, múltiplos processadores de um único sistema compartilham memória e recursos para realizar operações de banco de dados de forma simultânea e otimizada. A distribuição do trabalho entre os processadores é feita de maneira equilibrada, garantindo que cada parte da consulta seja processada de forma eficiente. A partir das versões V3R1 e V3R6, o AS/400 passou a oferecer comandos adicionais para aproveitar ao máximo o poder de processamento paralelo, melhorando funções como buscas de tabelas, agregações, varreduras de índices e junções.

Já o paralelismo de sistemas acoplados de forma solta, como o oferecido pelo OptiConnect, permite que múltiplos servidores AS/400 se comportem como um único banco de dados. Cada sistema (ou nó) no cluster mantém sua própria memória e disco, mas, ao mesmo tempo, pode acessar dados de outros nós de forma transparente, como se estivessem localizados no mesmo sistema. Essa configuração, além de proporcionar uma alta capacidade de processamento, também permite uma escalabilidade praticamente ilimitada, pois não há um limite superior para o número de nós que podem ser interconectados.

Ao distribuir os dados entre os nós do cluster, o banco de dados é capaz de lidar com grandes volumes de informações de maneira muito mais eficaz. Para exemplificar, a configuração inicial de um sistema com 32 servidores pode alcançar até 16 terabytes de dados, utilizando 128 processadores em paralelo. Embora inicialmente a integridade referencial e os gatilhos não sejam suportados para arquivos distribuídos, a arquitetura oferece uma base sólida para futuras expansões e melhorias, com a promessa de um aumento significativo na capacidade de processamento e armazenamento nos próximos anos.

O que se destaca neste cenário é a capacidade do AS/400 e do OptiConnect de permitir que o processamento de dados seja não apenas distribuído, mas também otimizado de forma inteligente. O futuro dos bancos de dados, conforme o uso crescente de paralelismo e sistemas interconectados, promete superar as limitações atuais e entregar uma performance sem precedentes.

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