Como o AS/400 se transformou em um servidor de classe mundial sem abandonar suas raízes

A transformação do AS/400 em um servidor competitivo no mercado client/server não foi apenas uma resposta técnica às exigências da indústria, mas uma afirmação estratégica da arquitetura singular do sistema. Enquanto outros fabricantes de minicomputadores se viram forçados a abandonar seus sistemas legados em favor de novos modelos baseados em Unix, a IBM escolheu preservar e evoluir o AS/400, capitalizando sobre sua base instalada e sobre a confiança dos seus clientes.

A estratégia de separação do código OS/2 dos aplicativos de servidor e de grupos de trabalho permitiu que o FSIOP operasse como um adaptador de comunicação independente, sem necessidade de oferecer serviços de arquivos. Isso estabeleceu um novo paradigma de flexibilidade: era possível carregar versões padrão de aplicativos sem modificação, enquanto o AS/400 fornecia o valor agregado de sua integração de hardware e suporte aos dispositivos de disco e backup proprietários.

A arquitetura do AS/400 foi concebida desde o início para suportar uma evolução contínua, o que permitiu sua conversão natural para um ambiente plenamente voltado ao servidor. Enquanto seus concorrentes pediam aos clientes que abandonassem aplicações e infraestrutura, a IBM oferecia continuidade e transição suave — uma vantagem decisiva para empresas que não podiam se dar ao luxo de interrupções operacionais.

A indústria, cética, precisou ver para crer. Por isso, novos modelos otimizados foram introduzidos como resposta ao mercado e prova de compromisso. Os modelos de servidor (100, 135, 140), lançados em 1993, foram seguidos pelas versões Advanced Server (20S e 30S) em 1994, e posteriormente pelos modelos 40S, 50S e 53S em 1995. Esses modelos foram desenhados para maximizar o desempenho em três áreas fundamentais: banco de dados, comunicação e processamento batch — todas com cargas computacionais mais intensas do que o processamento interativo tradicional.

A reutilização de processadores de alto desempenho, como o do modelo F70, nas versões mais compactas dos servidores permitiu combinar potência com economia de escala. A configuração com memória adequada, ampla capacidade de disco e conectividade de rede reforçou essa estratégia. O desempenho em operações como compilação, serviços de rede e acesso a banco de dados superava os modelos interativos, embora esses servidores fossem propositalmente limitados em relação ao número de estações de trabalho interativas (como terminais 5250), pois sua finalidade era distinta.

O uso do FSIOP como servidor de arquivos demonstrou desempenho superior em relação aos servidores baseados em Unix ou PC em benchmarks representativos de ambientes reais — com processamento de transações online (OLTP), sistemas de apoio à decisão (DSS) e serviços de arquivos em rede local (LAN). Esses resultados foram validados por consultorias independentes e forneceram aos decisores de TI uma base sólida para a escolha do AS/400 como servidor.

Com milhares de aplicações existentes adaptadas ao modelo client/server e novas aplicações sendo escritas para essa arquitetura, o suporte ao desenvolvimento tornou-se essencial. A IBM estruturou a AS/400 Client Series com ferramentas recomendadas, tanto para uso no host quanto em PCs. O movimento crescente em direção às ferramentas de desenvolvimento baseadas em PC tem fundamentos práticos: interfaces gráficas que oferecem ambientes visuais de programação, com componentes conectáveis que representam bases de dados, links de comunicação e outros elementos. Essa abordagem permite o desenvolvimento iterativo da interface com geração automática de código e facilita a divisão lógica das aplicações entre cliente e servidor.

É importante compreender que a evolução do AS/400 como servidor não foi uma simples adaptação às tendências do mercado, mas uma extensão lógica de uma arquitetura originalmente desenhada com independência de plataforma, separação clara entre hardware e sistema operacional, e foco em integridade dos dados. A compatibilidade binária ao longo das gerações e a coerência do ambiente operacional conferiram ao AS/400 uma longevidade e relevância únicas no mundo empresarial.

Como o RISC revolucionou a arquitetura dos processadores e o papel dos compiladores

Na busca incessante por acelerar o processamento, os supercomputadores da década de 1960 já empregavam técnicas avançadas para manter a pipeline do processador sempre ocupada. Entre essas técnicas, destacava-se a predição de desvio (branch prediction), que visava minimizar as interrupções causadas pelas instruções condicionais, antecipando qual seria o próximo caminho a ser executado. Implementações sofisticadas, como as do IBM 360/91, conseguiram resultados notáveis, embora toda essa complexidade de hardware elevasse consideravelmente o custo e a dificuldade de construção dos sistemas.

Foi nesse cenário que John Cocke, no final dos anos 1960, questionou essa dependência do hardware para manter a pipeline cheia. Ele propôs que essa responsabilidade fosse transferida para os compiladores, que poderiam organizar o fluxo de instruções de modo a simplificar o hardware, reduzindo custos e abrindo caminho para que sistemas de alto desempenho deixassem de ser exclusividade dos supercomputadores. Essa visão deu origem à arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computer), onde a simplicidade do hardware e a inteligência dos compiladores caminham juntas para otimizar a performance.

Embora o projeto inicial tenha sido interrompido, Cocke teve uma nova oportunidade na década de 1970, desenvolvendo o sistema 801 — amplamente reconhecido como o primeiro computador RISC. O 801 demonstrou que um compilador poderia gerar um fluxo de instruções que explorasse plenamente uma pipeline simplificada, combinando um processador load/store com uma arquitetura enxuta e eficiente. A partir daí, a arquitetura RISC começou a se propagar, influenciando projetos acadêmicos em Berkeley e Stanford, que deram origem, respectivamente, às arquiteturas SPARC e MIPS, e projetos comerciais como o PA-RISC da HP, todos originados da inspiração no 801.

O PowerPC trouxe diversos modelos que atendiam a diferentes necessidades, desde o 601 para sistemas de desktop de desempenho médio, até o 620 para sistemas de alta performance e múltiplos processadores, como servidores e estações de trabalho técnicas. O projeto contou com um centro de desenvolvimento conjunto em Austin, Texas, que facilitou a integração das equipes da IBM, Motorola e Apple.

No contexto comercial, o AS/400 adotou sua própria arquitetura RISC, inicialmente baseada no chamado Internal Microprogrammed Interface (IMPI), projetado para aplicações interativas de processamento transacional. Diferentemente das arquiteturas puramente load/store, o IMPI permitia operações de memória para memória em uma única instrução, otimizando o processamento de grandes volumes de dados com poucas modificações, típico de ambientes comerciais, como atualizações de inventário após vendas.

É fundamental compreender que o avanço das arquiteturas RISC não é fruto apenas do desenvolvimento de circuitos cada vez mais rápidos, mas da inteligência aplicada na organização das instruções e do fluxo de dados, possibilitada por compiladores avançados. Além disso, a adoção de pipelines e a capacidade superscalar aumentam a complexidade do processador, mas dependem crucialmente do suporte do software para otimizar o uso dos recursos disponíveis. A integração dessas camadas — hardware, compilador e sistema operacional — é o que sustenta o desempenho e a eficiência dos processadores modernos.

Por fim, a transição do paradigma complexo de hardware para um modelo simplificado, aliado a um software sofisticado, marcou uma mudança profunda na indústria, influenciando não apenas o design dos processadores, mas também o desenvolvimento de aplicações e sistemas que exploram melhor os recursos computacionais. Essa visão integrada é imprescindível para entender os desafios e as oportunidades na arquitetura de processadores contemporâneos.

Qual é a verdadeira natureza do banco de dados no AS/400 e a evolução das interfaces de manipulação de dados?

Quando se fala em banco de dados, não estamos apenas tratando de um local para armazenar dados, mas de um sistema de gerenciamento de banco de dados (DBMS). Um DBMS é uma estrutura que define como os dados são armazenados, recuperados e manipulados, com regras claras sobre integridade e consistência. Ele também provê um conjunto de operações específicas para garantir que a informação esteja sempre disponível de maneira organizada e acessível. Em relação ao AS/400, é crucial entender que o sistema incorporava, desde seus primeiros dias, um banco de dados de alto desempenho, que mais tarde se transformaria em uma referência no mercado, devido à sua flexibilidade e robustez.

Nos anos seguintes, a IBM desenvolveu o DB2 para o OS/400, projetando uma interface mais moderna que utilizava SQL, a linguagem padrão para bancos de dados relacionais, e que finalmente consolidou o sistema como uma verdadeira plataforma relacional. No entanto, antes da adoção do SQL, o AS/400 usava o DDS (Data Description Specifications), que era uma interface própria do sistema, muito similar ao sistema de arquivos tradicional que o AS/400 substituía. Esta interface nativa, apesar de ser única, acabou por ser amplamente adotada, especialmente por empresas com sistemas mainframe antigos que migraram para o AS/400. No início, os desenvolvedores podiam manipular dados diretamente por meio de comandos do DDS ou da linguagem RPG, por exemplo, que utilizava a interface nativa para operações como leitura, escrita e atualização de registros.

Com a introdução do SQL, a IBM trouxe uma solução de padrão industrial para o AS/400. Porém, a transição não foi simples, e o SQL levou quase uma década para ser amplamente aceito no mercado, com concorrentes como Ingres adotando inicialmente a linguagem QUEL. No final dos anos 80, com a introdução do AS/400, o sistema passou a suportar tanto o SQL quanto o DDS, oferecendo uma flexibilidade notável. Isso permitia que desenvolvedores utilizassem SQL diretamente em linguagens de programação como RPG, COBOL e C, tornando o banco de dados mais acessível a um público mais amplo.

O que é importante destacar é que, embora existam duas interfaces distintas para interagir com o banco de dados do AS/400, ambas operam sobre a mesma base de dados. Isso significa que, seja por meio do DDS ou do SQL, os dados podem ser manipulados de maneira transparente, com a mesma eficácia. Essa capacidade de combinar e alternar entre as duas interfaces oferece uma camada adicional de poder e flexibilidade ao sistema, permitindo que diferentes grupos de desenvolvedores ou empresas escolham a interface mais adequada ao seu contexto sem comprometer a integridade ou a funcionalidade do banco de dados.

Porém, uma das dificuldades que surgiram com essa dualidade de interfaces é a confusão de terminologia. A nomenclatura dos objetos de banco de dados varia conforme a interface utilizada. No DDS, por exemplo, os arquivos físicos são usados para armazenar os dados reais da base, enquanto no SQL, os conceitos de tabelas e índices tomam forma de maneira distinta, gerando possíveis confusões para os novos usuários que começam a migrar de um sistema para o outro.

Para os desenvolvedores que lidam com o AS/400, é essencial compreender a importância dessa flexibilidade oferecida pela coexistência das interfaces DDS e SQL, sabendo que, apesar das diferenças na terminologia e nas abordagens, ambas as interfaces operam sobre a mesma estrutura subjacente de dados. Esse entendimento pode evitar erros e otimizar a forma como as operações de banco de dados são realizadas, seja por meio de comandos mais tradicionais ou por meio de consultas SQL modernas.

Como o Sistema de Gerenciamento de Exceções e Eventos no MI Garante a Eficiência no Processamento

Os sistemas modernos, como o MI (Machine Interface), distinguem entre exceções e eventos, conceitos que, embora pareçam semelhantes, possuem características fundamentais que afetam diretamente o comportamento e a operação dos programas em execução. Uma exceção é definida como um erro detectado durante a execução de uma instrução, seja um erro interno da máquina ou uma condição definida pelo usuário. Em contraste, um evento é uma atividade que ocorre durante a operação da máquina, que pode ser de interesse para o usuário, mas não necessariamente relacionada a uma falha.

Exceções são sincrônicas, ou seja, ocorrem durante a execução de uma instrução específica, e sua ocorrência pode ser prevista se a entrada dos dados for a mesma. Por exemplo, ao tentar dividir um número por zero, um erro será gerado, e ele ocorrerá no mesmo ponto sempre que o programa for executado. Já os eventos são assíncronos, ou seja, não estão ligados à execução de uma instrução específica, mas podem ser causados por ações externas à instrução em execução. Um exemplo clássico de evento seria a finalização de uma operação de E/S (Entrada/Saída), como a leitura de um registro de um disco rígido.

O MI não faz distinção entre a natureza de erros internos ou condições de erro definidas pelo usuário, tratando ambos como exceções. De forma semelhante, os eventos podem ser classificados em dois tipos: eventos relacionados a objetos (como um limite de mensagens alcançado em uma fila) e eventos relacionados à máquina (como a passagem de um intervalo de tempo específico). A capacidade de monitorar e gerenciar esses eventos permite que o MI tome decisões baseadas na ocorrência de determinadas condições.

Com a introdução do modelo ILE (Integrated Language Environment), houve mudanças significativas no gerenciamento de exceções. No novo modelo, as exceções são tratadas como mensagens formalmente arquitetadas, armazenadas na fila de processos do MI. Esse mecanismo oferece uma vantagem importante: a possibilidade de um atraso entre o sinal de uma exceção e seu processamento, permitindo que exceções sejam tratadas de forma mais flexível. Além disso, o usuário tem maior controle sobre o monitoramento e manipulação de exceções. Isso é feito por meio de monitores de exceção que são explícitos e podem ser ativados ou desativados conforme necessário. Vários monitores podem ser habilitados simultaneamente, e cada um tem uma prioridade específica, que influencia a ordem de processamento das exceções.

O gerenciamento de exceções no MI é facilitado por uma estrutura chamada SLIC (System Layer Interrupt Control), que é responsável por detectar, tratar e relatar exceções. Esse sistema é flexível e pode lidar tanto com exceções quanto com eventos. Quando uma exceção ocorre, o SLIC verifica se ela foi tratada internamente; caso contrário, a exceção é transmitida para o manipulador de exceções do ILE. O SLIC utiliza o mecanismo de interrupção PowerPC, um método eficiente para monitoramento e resposta a falhas no sistema.

As interrupções podem ser causadas por eventos do sistema ou pela execução de instruções. A arquitetura PowerPC define 15 tipos de interrupções, divididas entre aquelas que são causadas por falhas de hardware (como um erro de máquina, uma falha de hardware ou um reset do sistema) e aquelas causadas pela execução de instruções específicas. Por exemplo, interrupções como a "Armazenamento de Dados" ocorrem quando uma instrução tenta acessar um dado de maneira inválida, enquanto interrupções como a "Falha de Alinhamento" acontecem quando há tentativas de acessar um operando de forma desalinhada na memória.

Um ponto crucial sobre as interrupções é que elas não são apenas uma resposta a falhas, mas também um meio de otimizar a interação entre o hardware e o software. A flexibilidade do sistema de interrupções permite que o MI se adapte a uma variedade de cenários de execução e controle, ajustando-se dinamicamente conforme a necessidade.

Entender a distinção entre exceções e eventos, bem como o papel da SLIC e do PowerPC na gestão dessas ocorrências, é fundamental para garantir a eficiência e a robustez dos sistemas que dependem dessas tecnologias. Um sistema de interrupção bem projetado não só protege o sistema contra falhas, mas também melhora o desempenho geral, permitindo que as exceções sejam tratadas de forma eficaz e que os eventos sejam monitorados de maneira que favoreçam a continuidade das operações.