ما المقصود بالحاسوب المركزي؟
ما المقصود بالحاسوب المركزي؟
يُعد الحاسوب المركزي نظامًا حوسبيًا ضخمًا يُستخدم لتشغيل التطبيقات الأساسية التي تحتاج إلى قوة معالجة كبيرة. تعتمد البنوك وغيرها من المؤسسات الكبرى على هذه القوة الحوسبية لتنفيذ المعاملات وتشغيل التطبيقات المؤسسية ومعالجة كميات ضخمة من البيانات، وهو ما يفوق قدرات الخوادم التقليدية. تقوم المؤسسات بنقل حواسيبها المركزية القديمة من البيئات المحلية إلى البنية التحتية السحابية الحديثة لتحسين الأداء، وتوسيع النطاق، وخفض التكاليف.
ما المقصود بالحوسبة على الحواسيب المركزية؟
تمكّن الحوسبة المركزية من تنفيذ عمليات معالجة ضخمة للبيانات عبر نظام مركزي عالي الأداء. يتيح هذا النظام التشغيل المتزامن لعدة مستخدمين وأجهزة طرفية في الزمن الحقيقي. يعود أصل مصطلح "الحاسوب المركزي" إلى خمسينيات القرن العشرين، حيث كانت الحواسيب القوية آنذاك تُوضع داخل هياكل ضخمة. تأتي خزائن الحواسيب المركزية الحديثة بحجم مماثل تقريبًا لحجم الثلاجات المنزلية.
خلال العقود الماضية، بدأت الخوادم التجارية والحواسيب الشخصية بالقيام بالمهام التي كانت حكرًا على الحواسيب المركزية. رغم التغيرات التقنية، ما زالت الحواسيب المركزية تلعب دورًا محوريًا في قطاعات مثل الحكومة والمالية والطيران والرعاية الصحية والصناعات الحساسة الأخرى. تشهد البنية التحتية للحواسيب المركزية انتقالًا تدريجيًا نحو خدمات الحوسبة السحابية في الوقت الحاضر.
أصبحت الحواسيب المركزية الحديثة تتفوق على الإصدارات القديمة نتيجة التحسينات الكبيرة في البنية التحتية التقنية. يستطيع الحاسوب المركزي الواحد تنفيذ مليارات المعاملات في اليوم إلى جانب دعمه لعمليات المعالجة المُجمَّعة. توفّر الحواسيب المركزية إمكانية مشاركة البيانات والتحكم في الوصول إلى الموارد وتوزيعها على المستخدمين بفعالية.
بالرغم من امتلاكها لقدرة معالجة عالية، إلا أن الحواسيب المركزية تتميز عن الخوادم والحواسيب الفائقة في طبيعة استخدامها وتصميمها.
- تتميز الخوادم بحجمها الصغير وتخصّصها في أداء مهام محددة بدقة. أما نظام الحاسوب المركزي، فيتميز بقوته الكبيرة وقدرته على إتاحة الوصول السريع إلى البيانات المحفوظة.
- تُعد الحواسيب الفائقة أنظمة قوية مصممة لمعالجة العمليات الحسابية المعقدة ذات الفاصلة العائمة بكفاءة وعلى نطاق واسع. في كثير من الحالات، تتفوق الحواسيب الفائقة على الحواسيب المركزية من حيث قوة المعالجة. في المقابل، يتعامل الحاسوب المركزي مع ملايين العمليات البيانية الصغيرة بشكل فوري وفي الوقت الحقيقي.
ما هي آلية عمل الحاسوب المركزي؟
تعتمد بنية الحواسيب المركزية الحديثة على مكونات مخصصة من الأجهزة والبرمجيات تعمل بشكل متكامل لتقديم أداء عالٍ وموثوق في معالجة البيانات. تشمل الحواسيب المركزية الحديثة المكونات الرئيسية التالية.
وحدات المعالجة المركزية (CPUs)
في المراحل الأولى، كانت الحواسيب المركزية تعتمد على وحدة المعالجة المركزية (CPU) واحدة فقط. أما الحواسيب المركزية الحديثة، فهي تعتمد على أنوية متعددة للمعالجة، كل منها مخصص لتنفيذ مهام معينة.
معالج دعم النظام (SAP)
يقوم معالج دعم النظام (SAP) بتمرير البيانات بين الأجهزة المختلفة، مما يتيح لوحدة المعالجة المركزية (CPU) التركيز على عمليات المعالجة الأساسية.
وحدة التحكم
تستخدم الحواسيب المركزية وحدة التحكم لتنظيم الاتصال بين المعالجات، وقنوات الإدخال والإخراج، وسائر الأجهزة المرتبطة بالنظام.
بطاقات واجهات الإدخال والإخراج (I/O)
يقوم الحاسوب المركزي بإرسال البيانات إلى الأجهزة المرتبطة به عبر عدة بطاقات واجهة الإدخال والإخراج. إذا تعطلت بطاقة الإدخال/الإخراج، تتولى بطاقة أخرى المهمة لتجنّب انقطاع العمليات.
مساحة التخزين
تقوم أنظمة الحواسيب المركزية بتخزين ومعالجة كميات هائلة من البيانات على محركات الأقراص الثابتة، مما يضمن سرعة الوصول إليها والتحكم الصارم في صلاحيات الوصول.
تقنيات إنشاء المجموعات
يمكن لأنظمة الحواسيب المركزية المتعددة أن تعمل معًا لتعزيز قوة المعالجة. يتيح هذا الإعداد للنظام توزيع البيانات على كل حاسوب مركزي على حدة لتسريع عملية المعالجة.
أنظمة تشغيل متعددة
بفضل تقنيات المحاكاة الافتراضية، يمكن للحاسوب المركزي تشغيل أكثر من نظام تشغيل في آنٍ واحد. تُمكّن الأجهزة الافتراضية من توزيع الموارد بشكل فعّال على أعباء العمل والتطبيقات داخل كل بيئة افتراضية.
نظام إدارة قواعد البيانات
تحتوي الحواسيب المركزية على نظام لإدارة قواعد البيانات يتيح لها تخزين البيانات والتحكم بها ومشاركتها مع أجهزة متعددة.
في أي مجالات تُستخدم الحواسيب المركزية عادةً؟
تُعد تقنية الحواسيب المركزية مثالية للتطبيقات التي تحتاج إلى نقل بيانات بشكل موثوق وفوري ومتزامن. فيما يلي بعض التطبيقات الشائعة للحواسيب المركزية.
تنفيذ العمليات المالية
تعتمد البنوك والمؤسسات المالية مثل شركات التأمين والاستثمار على الحواسيب المركزية لتخزين بيانات المعاملات ومعالجتها واسترجاعها. فعلى سبيل المثال، عندما تسحب المال من جهاز صراف آلي (ATM)، يفحص الحاسوب المركزي قاعدة بياناته للتأكد من صلاحية المعاملة قبل تنفيذها.
إجراء التحليلات الإحصائية الشاملة
تمكّن الحواسيب المركزية من تنفيذ نماذج تعلم الآلة وتحليلات تنبؤية وتحليلات إحصائية أخرى لاستخلاص المعلومات من البيانات غير المنظمة. فعلى سبيل المثال، تعتمد إحدى الجامعات على حاسوب مركزي لاستلام طلبات المتقدمين وتخزينها، ثم تستخدم الذكاء الاصطناعي (AI) لتصفية المرشحين المحتملين.
تخطيط موارد المؤسسات
تعتمد غالبية حلول تخطيط موارد المؤسسات (ERP) حتى الآن على الحواسيب المركزية في عمليات معالجة البيانات وإدارتها. توفّر الحوسبة المركزية وصولًا موثوقًا إلى البيانات، وتتيح ربط نظام ERP بأنظمة مؤسسية أخرى. تلتزم بعض القطاعات الصناعية، بموجب القوانين، بتخزين البيانات الحساسة محليًا باستخدام حلول تخزين الحواسيب المركزية.
تنفيذ عمليات سلسلة الكتل
رغم أن تقنية سلسلة الكتل نشأت في مجال العملات الرقمية، إلا أنها بدأت تُعتمد في قطاعات متنوعة مثل التجزئة والطاقة والرعاية الصحية. تتيح لك تقنيات سلسلة الكتل إنشاء سجلات دائمة يصعب التلاعب بها، مما يضمن سلامة المعاملات. لتحقيق هذا الهدف، تعتمد الأنظمة على تخزين آمن وموثوق به، وهو ما توفره الحواسيب المركزية.
أعباء عمل الذكاء الاصطناعي المولّد
تدعم البنية الحديثة للحواسيب المركزية تدريب نماذج اللغة الكبيرة وتخصيصها وتشغيلها لتلبية احتياجات تطبيقات الذكاء الاصطناعي. فعلى سبيل المثال، تستطيع شركة تجارة إلكترونية استخدام حاسوب مركزي لتشغيل روبوت دردشة يعتمد على الذكاء الاصطناعي. ما يمنح روبوت الدردشة إمكانية الوصول الفوري إلى بيانات النشاط التجاري واستخدامها لتقديم ردود مخصصة أثناء التفاعل مع العملاء.
ما هي الطرق المختلفة لتحديث أنظمة الحواسيب المركزية عند نقلها إلى بيئة السحابة؟
تحديث الحواسيب المركزية هو عملية ترحيل البيانات وأعباء العمل من بنية الحواسيب المركزية إلى بيئة قائمة على السحابة. يمكن أن يتضمن هذا التحديث ترحيل جميع أعباء العمل إلى السحابة أو تنفيذ بيئة هجينة تجمع بين النظامين. غالبًا ما تُدرج عمليات التحديث ضمن إطار مبادرات التحول الرقمي الشاملة.
تعتمد العديد من المؤسسات حتى اليوم على حواسيب مركزية تم إنشاؤها باستخدام مكونات برمجية ومادية لم تعد مواكبة للتطور. تمثل الحواسيب المركزية عبئًا من حيث تكاليف الصيانة والحماية والتوسّع. من هنا تأتي أهمية تحديث أعباء العمل على الحواسيب المركزية لتحقيق وفورات في التكاليف وتحسين الصيانة وتعزيز قابلية التوسع.
بناءً على متطلبات العمل، تتوفر طرق متعددة لترحيل تطبيقات الحواسيب المركزية والتحقق من صحتها وتحديثها.
إعادة التصميم
تُشغّل معظم تطبيقات الحواسيب المركزية باستخدام لغات برمجة تقليدية مثل COBOL وPL/I. سبقت هذه اللغات ظهور عصر الحوسبة السحابية الحديثة بسنوات طويلة. نتيجة لذلك، فإن التطبيقات القديمة للحواسيب المركزية تحتاج إلى إعادة هيكلة الشيفرة البرمجية للاستفادة الكاملة من مزايا الحوسبة السحابية.
تشمل عملية إعادة هيكلة التطبيق كتابة التطبيق الخاص بالحاسوب المركزي من الصفر قبل نقله إلى البيئة السحابية. فمثلًا، من الممكن تحويل برمجيات الحاسوب المركزي المبنية بلغة COBOL إلى تطبيق قائم على الخدمات المصغّرة بلغة Java.
الترحيل إلى السحابة
عملية الترحيل إلى السحابة تتيح نقل تطبيق الحاسوب المركزي إلى السحابة دون الحاجة إلى تعديل جوهري في قاعدة الأكواد البرمجية. قد تختار الترحيل إلى السحابة لتجنّب تعطيل التطبيقات الحيوية مع تمكين النمو المستقبلي وقابلية التوسع والابتكار.
الغرض من الترحيل إلى السحابة هو الاحتفاظ بالتطبيق الأصلي للحاسوب المركزي كما هو، وتفعيله ضمن بيئة سحابية متوافقة. مما يتيح للمستخدمين الاستفادة من التطبيق دون انقطاع، في الوقت الذي تُجري فيه فرق التطوير عمليات التحديث بشكل تدريجي.
النسخ المتماثل للبيانات ونقل الملفات
تقوم الحواسيب المركزية بمعالجة بيانات تتطلب قدرًا عاليًا من العمليات الحسابية. إلا أن عتاد الحواسيب المركزية قد لا يتمكن دائمًا من مواكبة متطلبات المعالجة واسعة النطاق.
يتيح تكرار بيانات الحاسوب المركزي ونقل الملفات إلى السحابة لفرق البرمجيات الاستفادة من إمكانات التخزين السحابي، بما في ذلك قواعد البيانات ومخازن البيانات المركزية ومستودعاتها. كما يوفّر تخزين البيانات في السحابة إمكانيات مرنة للتعافي من الكوارث والوصول إلى البيانات والتحكم فيها على مستوى جميع مصادر البيانات.
اختبارات التطبيق
يوفّر اختبار التطبيق وسيلة لمطوري البرمجيات للتأكد من أداء تطبيق الحاسوب المركزي بشكل سليم بعد نقله إلى السحابة. تكمن أهمية الاختبار في التأكد من أن سلوك التطبيق يظل متسقًا قبل عملية الترحيل إلى السحابة وبعدها.
يعتمد مطورو البرمجيات على أدوات اختبار مؤتمتة لمقارنة أداء التطبيق على الحاسوب المركزي مع أدائه في بيئة السحابة.
كيف تسهم AWS في دعم مبادراتك لتحديث أنظمة الحواسيب المركزية (Mainframe)؟
تُعد AWS Mainframe Modernization خدمة مُدارة تساعدك في ترحيل وتحديث تطبيقات الحواسيب المركزية في موقعك إلى بيئة تشغيل سحابية أصلية ومدارة بالكامل على AWS. توفر AWS Mainframe Modernization حلولًا شاملة لتحديث وترحيل وتشغيل واختبار وإدارة تطبيقات الحواسيب المركزية في بيئة السحابة.
AWS Transform for mainframe هي أول خدمة ذكاء اصطناعي مستقل فعَّالة لتحديث أحمال عمل الحاسب المركزي على نطاق واسع. تعمل الخدمة على تبسيط المراحل الأساسية للتحديث بدءًا من التحليل الأولي والتخطيط وحتى إعادة هيكلة الأكواد والترحيل مما يقلل الجداول الزمنية للتحديث من سنوات إلى شهور ويقلل من تكاليف الكمبيوتر المركزي المستمرة.
يمكنك البدء في تحديث الحواسيب المركزية على AWS عبر إنشاء حساب مجاني الآن.