IBM 操作系统

IBM 创建的操作系统名为 IBM i，代表“集成”，用于 IBM Power Systems。该系统于 1988 年首次发布时名为 OS/400，是当时 IBM AS/400 系列系统中唯一的操作系统。2004 年，它更名为 i5/OS，2008 年再次更名为 IBM i。

它在 System/38 CPF OS 的基础上进行了改进，并兼容 System/36 SSP 和 AIX 程序。它继承了 System/38 平台的一些独特特性，例如基于对象的引用和单层存储的执行方式，提供硬件独立性的机器接口（Machine Interface），以及操作系统与关系型数据库的紧密集成。

架构

最初的 IBM i 操作系统，即 OS/400，分为两个层次：与硬件无关的扩展控制程序设施（XPF）和与硬件相关的系统许可内部代码（SLIC）。两者之间由一个称为技术无关机器接口（TIMI）的硬件覆盖层隔开。后续版本在 OS 中增加了更多层次，包括支持 System/36 SSP 程序的先进 36 机器环境，以及称为可移植应用程序解决方案环境（Portable Application Solutions Environment，以前称为 Private Address Space Environment）的 AIX 兼容层。

在宣传和文献中，IBM 经常使用替代名称来指代 TIMI、SLIC 和 XPF。例如，IBM i 7.4 的文献分别将它们称为 IBM i 操作系统、IBM i 许可内部代码和 IBM i 机器接口。

特点

1. 数据库管理

IBM i 随附的集成关系型数据库现称为 IBM Db2 for IBM i。该数据库是在非关系型 System/38 数据库的基础上开发的，支持关系结构和 SQL。最初，该数据库没有名称，只称为“信息基础辅助”。1994 年，为了表明它具有与 IBM 现有业务数据库相似的功能，将其命名为 DB2/400。尽管名为 Db2，但 Db2 for IBM i 并非独立产品，它具有与 IBM i 的 SLIC 层深度集成且代码库完全不同的特性，与其他平台的 Db2 不同。

IBM i 提供了两种访问集成数据库的方法：一是依赖于 System/38 数据库访问架构的“原生”接口，二是 SQL。原生接口包括 OPNQRYF 命令或 QQQQRY 查询 API，以及用于定义模式的数据描述规范（DDS）语言。Db2 for i 的某些功能，如面向对象数据库管理，无法通过原生接口访问，需要使用 SQL。IBM i 上有两种不同的查询优化器：CQE 和 SQL 查询引擎。它们包含在 SLIC 中，并配有查询分发器，该分发器确定哪种优化器最适合给定类型的查询。因此，分布式数据管理体系结构（DDM）和分布式关系数据库体系结构设计（DRDA）分别通过原生接口和 SQL 提供远程管理。

通过一个名为 IBMDB2I 的存储引擎，为 MySQL 和 MariaDB 创建的应用程序可以利用 Db2 for i 作为备份存储。其他开源数据库，如 PostgreSQL、MongoDB 和 Redis，已迁移到 IBM i 平台。这些数据库在 PASE 环境中运行，与计算机 OS 的集成关系型功能无关。

2. 网络

除了专有的 IBM 系统网络体系结构（SNA）外，IBM i 还提供 TCP/IP 网络。过去，IBM i 系统可以通过连接到系统的 Twinax 电缆的 IBM 5250 终端进行访问和控制。如今，由于专用接口设备的减少，通常使用 5250 终端模拟器来访问 IBM i 系统。IBM 为 IBM i 提供了两种终端模拟器解决方案。

IBM i Access Client Services 是基于 Java 应用程序的，适用于 Linux、macOS 和 Windows 操作系统，提供 5250 仿真。IBM i Access for Web/Mobile 提供基于 Web 的 5250 仿真。IBM 还提供了一个名为 IBM Navigator for i 的基于 Internet 的管理门户和一个效率分析工具。

3. 编程

IBM 为 IBM i 提供了多种编程语言，包括 RPG、控制语言 (CL)、C、C++、Java、EGL、COBOL 和 REXX。过去曾提供 Smalltalk、PL/I、Pascal 和 BASIC 编译器，但后来已停用。通过使用集成语言环境（ILE），可以将用 C、C++、COBOL、RPG 和 CL 编写的应用程序，以及用其他 ILE 语言生成的应用程序链接到单个可执行文件中。

PASE 的代码最初必须在 AIX 机器上编译。OS/400 V5R2 版本发布后，这一限制被取消，因为现在可以在 PASE 中使用 IBM XL 语言套件编译程序。此后，GCC 和其他编译器也被移植到了 PASE。

编程开发管理器（PDM）和源代码编辑器实用程序（SEU）是 IBM i OS 顶层操作的开发工具示例。此外，IBM 还提供 IBM Rational Developer for i，这是一个基于 Eclipse 的集成开发环境，在开发者工作站而非 IBM i 上运行。在基于 Eclipse 的 IDE 之前，IBM 曾为 OS/2 提供基于 WorkFrame/2 的 CODE/400 IDE，并为 Microsoft Windows 提供 VisualAge IDE。

除了标准的 EBCDIC 字符编码外，IBM i 还支持 ASCII、UCS-2 和 UTF-16 字符编码。

4. 存储

为了最大限度地减少存储设备故障的影响并加快恢复速度，IBM i 系统中的磁盘驱动器可以被组织成辅助存储池（ASP）。万一发生磁盘故障，只需恢复包含故障单元的池中的数据即可。通过将性能特征相似的对象（例如日志接收器）分组到其各自的池中，还可以利用 ASP 来提高性能。

每个磁盘驱动器都会自动分配到 Pool 1。IBM i 池在概念上类似于 Unix/Linux 中的卷组，但在 IBM i 中，通常所有磁盘驱动器都分配给一个 ASP。

5. 安全性

IBM i 的安全性定义基于“权限”（Authorities），即执行某项操作的授权。用户可以被授予对自己的权限（用户资料）、对组织的权限（组帐户）或对组中所有人的权限（公共权限）。通过将相关对象分组到授权列表中，可以在权限列表上授予对单个对象的权限，而该列表又将权限授予列表中的每个对象。

用户资料可用的标准权限由与该用户资料相关的用户类别决定。五种常见的用户类别按权限递增顺序排列：桌面用户、网络管理员、计算机开发者、安全管理员和安全官。IBM i 中的每个用户类别都有一个初始用户配置文件；安全官的基本帐户配置文件 QSECOFR，与 Unix 等操作系统的 root 帐户最相似。

可以为 IBM i 选择五种安全级别设置之一，这些设置决定了 OS 安全措施的强制执行严格程度。

• 级别 10：用户可以完全使用计算机系统，无需密码即可登录。每次用户使用不熟悉的用户名登录时，都会自动创建一个新的用户帐户。
• 级别 20：使用已建立的客户配置文件登录信息登录后，访客将几乎完全控制系统。只能创建或修改被授权管理其配置文件的用户配置文件。可以创建仅允许执行特定操作或访问特定对象的有限访问帐户。
• 级别 30：将强制执行权限，这意味着没有权限访问某个对象的人将无法访问它。
• 级别 40：只有操作系统代码才能访问可能影响整个系统的应用程序和 MI 指令。
• 级别 50：引入安全日志的审计，并进行必要的系统修改，使其符合 TCSEC C2 标准。

前三个类别与 CPF 安全级别和原始 OS/400 版本相对应。OS/400 V1R3 引入了安全级别 40，该级别现在是 OS 的基线安全级别。为了适应级别 40，必须移除 System/38 的能力寻址体系结构，该体系结构曾包含在以前的 OS/400 版本中。在 OS/400 获得 TCSEC C2 安全认证后，V2R3 引入了安全级别 50。