Un mainframe es un ordenador muy potente diseñado para el procesamiento de datos a alta velocidad con un uso intensivo de datos. Los mainframes se utilizan para aplicaciones como la contabilidad, las transacciones comerciales, la recuperación de información, las reservas de billetes de avión y los cálculos científicos y de ingeniería, entre otros muchos usos. Descubre en este artículo qué es un mainframe, cómo funciona y quién lo utiliza.
De acuerdo con la definición de IBM, pionero en la creación de este tipo de arquitecturas, los mainframes son ordenadores de alto rendimiento que cuentan con grandes cantidades de memoria y procesadores de datos que procesan miles de millones de cálculos y transacciones sencillas en tiempo real. Por lo tanto, son un tipo de ordenador muy potente, conocido generalmente por su gran tamaño, cantidad de almacenamiento, potencia de procesamiento y alto nivel de fiabilidad. Los utilizan principalmente grandes organizaciones para aplicaciones de misión crítica que requieren grandes volúmenes de procesamiento de datos.
Algunas de sus aplicaciones incluyen procesamiento de pedidos de clientes, transacciones financieras, control de producción e inventario, nóminas o almacenamiento masivo de información de clientes, por poner algunos ejemplos.
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Historia de los Mainframes: el mainframe de IBM
El primer mainframe de la historia se considera el Harvard Mark I. Desarrollado a partir de la década de 1930, la máquina no estuvo lista para su uso hasta 1943. Pesaba cinco toneladas, ocupaba una habitación entera y su construcción costó unos 200.000 dólares de entonces, una auténtica millonada.
La Segunda Guerra Mundial desencadenó la creación del siguiente mainframe famoso, el ENIAC. Aunque el ENIAC no se terminó hasta un año después del final de la guerra, marcó el inicio de una fuerte inversión pública en el desarrollo de estos computadores.
Pero la verdadera revolución llegó con el equipo System/360 de IBM, lanzado en el año 1964, y que comprendía toda una línea de máquinas compatibles entre sí, de distintos tamaños, que no requerían reescribir o incluso recompilar programas a medida que crecían las necesidades. El éxito del System/360 atrajo la competencia de empresas como Burroughs, UNIVAC, NCR, Control Data y Honeywell.
Mucho más tarde, con el nacimiento de Linux como sistema operativo en los años noventa, comenzó el verdadero boom de los mainframes.
Cómo funcionan los Mainframes
El diseño de los sistemas mainframe permite un número significativamente alto de operaciones por segundo. La potencia de procesamiento de estas máquinas se mide en MIPS o millones de instrucciones por segundo, puesto que tienen que ser capaces de responder a las entradas de millones de usuarios simultáneamente. Además, suelen contar con varios procesadores y una gran capacidad de memoria, lo que les permite gestionar muchas tareas a la vez.
Los mainframes tienen los siguientes componentes:
- Unidad central de procesamiento: También conocida como CPU, es el circuito electrónico que interpreta las instrucciones y realiza las funciones. Un ordenador central puede tener varias CPU alojadas juntas en un complejo de procesamiento central para aumentar la potencia de procesamiento.
- Unidad de control: Es el sistema mediante el cual un usuario puede interactuar con el ordenador central. Puede consistir en una selección de botones, puertos o unidades a través de los cuales el usuario puede emitir órdenes o cargar información.
- Controladores de comunicación: Los controladores de comunicación son el componente de un mainframe que permite a otros ordenadores conectarse y transferir datos a distancia. Esto permite a las personas utilizar las funciones de almacenamiento y procesamiento de un mainframe sin visitar físicamente su ubicación.
- Unidad de almacenamiento: La unidad de almacenamiento de un ordenador central es donde residen los datos para su acceso a largo plazo. Las unidades de almacenamiento de los ordenadores centrales pueden almacenar grandes cantidades de datos y también pueden contener otros dispositivos, como discos duros, controlados por la CPU.
- Placa base: La placa base es la placa de circuito central del ordenador central que conecta cada uno de los otros componentes a través de un complejo sistema electrónico. También permite que los distintos elementos del ordenador central se comuniquen entre sí.
- Canales de entrada/salida: Los canales de entrada/salida, o canales de E/S, son las líneas de comunicación que ayudan a que la información se mueva de forma organizada de un elemento del mainframe a otro. Por ejemplo, los cables que conectan la CPU con la unidad de control
Lenguajes de los Mainframes
La vigencia de los mainframes hace que sus lenguajes de programación sean una mezcla, de los más tradicionales, como COBOL y REXX, junto con otros más “modernos”, como Java y C++.
COBOL
COBOL, abreviatura de Common Business Oriented Language (Lenguaje común orientado a los negocios), es el venerable y probado lenguaje de programación de aplicaciones del mundo del mainframe. Nacido en 1959, es uno de los lenguajes de programación más antiguos que se siguen utilizando hoy en día. Independientemente de lo que piense sobre COBOL, y a pesar de la edad de COBOL, sigue siendo un lenguaje de programación ampliamente utilizado en mainframes, incluso hoy en día.
Java
Java comenzó a mediados de los noventa, décadas después de que los mainframes se convirtieran en una realidad. Y Java gozó de popularidad principalmente por su compatibilidad con prácticamente cualquier tipo de sistema operativo, así como por su naturaleza orientada a objetos. Java es una de las razones por las que es un lenguaje de programación de uso común en los sistemas z/OS.
C
C es un lenguaje de programación creado originalmente para su uso en sistemas Unix, no en mainframes. Pero hoy en día C lo soporta prácticamente todo, incluidos los entornos mainframe z/OS. Para los programadores de mainframes, esto es algo positivo. Escribir código en C puede parecer una tarea ad hoc, de improvisación -que básicamente lo es, porque C se diseñó como un lenguaje para escribir aplicaciones rápidamente-, pero el código escrito en C tiende a ser muy rápido y flexible.
C++
C++ es un lenguaje de programación que podría decirse que combina las mejores características de C con las mejores características de Java. Al igual que C y Java, C++ es un lenguaje de programación popular para z/OS en la actualidad.
Quién utiliza los Mainframes
Los mainframes siguen siendo una parte esencial de la infraestructura informática utilizada por empresas que abarcan un conjunto diverso de sectores. De hecho, el 71% de las empresas de la lista Fortune 500 utilizan mainframes, y además, los mainframes gestionan el 68% de las cargas de trabajo de TI de producción del mundo, y sin embargo sólo representan el 6% de los costes de TI, de acuerdo con un estudio de IBM. En cuanto al tipo de industrias que son más intensivas en su uso, destacan la banca, debido al gran volumen de transacciones que es necesario procesar. También compañías de seguros, puesto que los datos les ayudan a evaluar riesgos, fijar precios e invertir en los mercados adecuados. La Administración Pública y la sanidad son dos verticales cruciales, y es que los sistemas mainframe impulsan el almacenamiento de datos y las transacciones seguras, conformes a las normativas, de gran volumen y alta disponibilidad. Adicionalmente, en retail también estos sistemas son importantes, puesto que ayudan a procesar las transacciones y a realizar un seguimiento de los inventarios.
Capacidades que tiene un mainframe
Las características de los ordenadores centrales que los diferencian de otros servidores más estándar se centran en su potencia y capacidad de procesamiento. También son máquinas muy fiables y duraderas. Algunas características específicas son:
- Alta potencia de procesamiento
- Capacidad de multiprocesamiento
- Gran seguridad
- Gran capacidad de memoria y almacenamiento
- Capacidad para admitir varios dispositivos periféricos simultáneamente
- Capacidad para admitir muchos usuarios simultáneamente
- Capacidad para ejecutar numerosas aplicaciones simultáneamente
Mainframes vs Cloud Computing
Los mainframes destacan por su seguridad, solidez y confiabilidad al implementar y respaldar sistemas complejos. El cloud computing se caracteriza por su versatilidad, dinamismo y capacidad de adaptación a diversas tecnologías. Mientras que los mainframes tienden a ser menos accesibles, la nube proporciona una mayor accesibilidad a una amplia gama de dispositivos. Aunque los mainframes pueden resultar más costosos y desafiantes de gestionar, constituyen una excelente elección para proyectos a gran escala, como grandes sistemas empresariales que manejan datos muy críticos para el negocio.
Ventajas de los Mainframe
Estos grandes sistemas informáticos son estructuras eficaces y fiables que se han utilizado durante muchos años en grandes empresas para una gran variedad de aplicaciones. Son reconocidos por su capacidad de manejar gigantescas cantidades de datos de forma rápida, segura y fiable. He aquí algunas de sus principales ventajas.
Potencia de procesamiento
La mayor ventaja de los mainframes es su enorme capacidad de procesamiento. Las CPU de los mainframes tienen velocidades de procesamiento mucho mayores y más potencia de cálculo que incluso los mejores servidores modernos. Un solo mainframe puede sustituir a docenas o cientos de servidores más pequeños, consolidando la potencia de cálculo en una máquina centralizada. Esto los hace ideales para transacciones en tiempo real y otras tareas intensivas en datos.
Escalabilidad
Estos sistemas destacan por su escalabilidad. A medida que las organizaciones crecen y aumentan sus necesidades de procesamiento de datos, los mainframes pueden gestionar este aumento de las cargas de trabajo sin necesidad de hardware adicional. Pueden soportar millones de usuarios y aplicaciones, lo que los convierte en la opción ideal para grandes empresas con grandes demandas informáticas.
Fiabilidad
Los mainframes son famosos por su fiabilidad. Estas máquinas están diseñadas para tolerar fallos y funcionar continuamente sin fallos, ofreciendo un impresionante tiempo de actividad que a menudo se mide en años. Esta fiabilidad hace que los mainframes sean ideales para aplicaciones y procesos en los que el tiempo de inactividad puede tener graves consecuencias, como las transacciones bancarias o las reservas aéreas.
Seguridad
Cuando se trata de seguridad, pocos pueden igualar al mainframe. Estos ordenadores cuentan con sólidas medidas de seguridad integradas, lo que los hace muy resistentes a la piratería informática y otras ciberamenazas. Con las filtraciones de datos cada vez más comunes y costosas, la seguridad de los mainframes es una ventaja significativa.
Rentabilidad
En términos de la cantidad de potencia de procesamiento que proporcionan, los mainframes son rentables. Pueden gestionar grandes cargas de trabajo que requerirían un número significativo de servidores, con el consiguiente ahorro de espacio, energía y costes de refrigeración.
Soporte de aplicaciones heredadas
Los mainframes son compatibles con aplicaciones heredadas y lenguajes de programación. Las organizaciones pueden conservar los sistemas heredados y las aplicaciones personalizadas sin reescribir el código cuando utilizan un mainframe. Este soporte de aplicaciones legacy permite la continuidad de los datos históricos críticos. También evita el coste de replanificar aplicaciones heredadas que aportarían poco valor empresarial adicional.
Coste de un Mainframe
Cuestan bastante más que un servidor medio. Las empresas que compran un ordenador mainframe pueden esperar pagar alrededor de 75.000 dólares. Los mainframes también pueden requerir hardware y software personalizados que se suman al precio total. El alto precio puede ser parte de la razón por la que estos dispositivos son generalmente utilizados por los bancos, organizaciones gubernamentales o grandes empresas que son capaces de generar los ingresos necesarios para poder adquirirlo.
Empresas que fabrican Mainframes
Según datos de Proficient Market Insights, el tamaño del mercado mundial de mainframe se valoró en 2.459 millones de dólares en 2023 y se espera que crezca a un ritmo del 8,41% durante el periodo de previsión, alcanzando los 3.992 millones de dólares en 2030. En primer lugar, IBM se coloca a la cabeza como uno de los grandes fabricantes de mainframe y líder del mercado, seguido de Broadcom, Rocket Software, BMC, ASG Software Solutions y Software AG.
Relación entre los Mainframes y los Data Centers
Los centros de datos tienen la misma necesidad de reducir el consumo de energía y aumentar el rendimiento técnico. Digamos que un centro de datos es similar a un banco: al fin y al cabo, los datos son la nueva moneda, y hay que protegerlos, acceder a ellos con regularidad, asegurarse de que nunca se pierdan o los roben, y tener en cuenta diferentes divisas. Esto es exactamente lo que un mainframe puede hacer por un centro de datos.
La última generación de mainframes puede reducir los costes operativos, aumentar el rendimiento y disponer de una de las medidas de seguridad más estrictas. Ahora son compatibles con Linux (el sistema operativo más popular en la actualidad), y no sólo con sistemas operativos a medida, y tienen una reputación impecable de no sufrir nunca tiempos de inactividad gracias a la capacidad de recuperación incorporada de serie en prácticamente todos los componentes principales instalados.
