Ein Großrechner (Mainframe) ist ein komplexes und umfangreiches Computersystem, das weit über die Kapazitäten eines Personal Computers und meist auch über die der typischen Serversysteme hinausgeht. Typische Einsatzgebiete sind die hochzuverlässige Verarbeitung von Massendaten (z. B. Kundendaten von Versicherungen), Massentransaktionssysteme (z. B. Flugbuchungssysteme, Geldautomaten) oder unternehmenskritischen Daten (z. B. ERP-Systeme). Sie treten wieder in den Vordergrund im Rahmen von Server-Konsolidierungsmaßnahmen und Cloud-Computing.
In einem Großrechner sind aufeinander abgestimmte, robuste und hochgradig redundante Komponenten verbaut. Üblicherweise wird die Wartung dieser Rechner im laufenden Betrieb durchgeführt, auch Hardwareaustausch und Aufrüstungen führen zu keiner Beeinträchtigung oder gar Unterbrechung des Betriebs. Ein Großrechner zeichnet sich vor allem durch seine Zuverlässigkeit und hohe Ein-Ausgabe-Leistung aus. Er kann im Online-Betrieb (Time Sharing) eine große Anzahl von Benutzern bedienen, im Batch-Betrieb aber auch komplizierte und aufwendige Aufgaben durchführen. Die Benutzer erhalten beim Online-Betrieb Zugang zu einem Großrechner über Computer-Terminals. Seit sich Personal Computer (PCs) durchgesetzt haben, werden solche Terminals meistens durch entsprechende Emulationen auf den PCs ersetzt.
Im Gegensatz zu Supercomputern, die auf hohe Rechenleistungen hin entwickelt werden, ist ein Großrechner auf Zuverlässigkeit und hohen Datendurchsatz ausgelegt. Die typischen Anwendungen eines Großrechners sind in Banken, Versicherungen, großen Unternehmen und in der öffentlichen Verwaltung gegeben. Ein relativ neues Einsatzgebiet für Großrechner stellt die Konsolidierung von Serverfarmen dar. Mit einem Großrechner und einem entsprechenden Betriebssystem ist es dabei möglich, viele virtuelle Server zu starten. So können Platz und Strom gespart und die Administration vereinfacht werden. Für viele Aufgaben, bei denen erhöhte Zuverlässigkeit notwendig, ein Großrechner überdimensioniert oder technisch ungeeignet ist, wird auch sogenannte Mittlere Datentechnik benutzt, zum Beispiel auf der Basis von OS/400, VMS, UNIX und immer öfter auch Linux.
z Systems (früher zSeries oder System z) ist die aktuelle Großrechnerarchitektur der Firma IBM. Gegenüber der Vorgängerarchitektur S/390 zeichnet sich z Systems vor allem durch die 64-Bit-Adressierung aus. Ältere Programme, die noch mit 31-Bit- oder 24-Bit-Adressierung laufen, werden ebenfalls noch unterstützt. Im System-Design der IBM z Systems sind alle Komponenten komplett redundant ausgelegt, so dass die Modelle besonders ausfallsicher und zuverlässig sind. Das 'Z' in z Systems steht für „Zero Downtime“. Das aktuelle Modell IBM z13 ist in der Lage mit maximal 85 LPARs verschiedene Betriebssysteme parallel auszuführen. Durch das einzigartige System-Design gelten die IBM Mainframe Rechner weiterhin als besonders skalierbar, besonders sicher und durchsatzstark. Außerdem ist neben den hohen Virtualisierungsraten eine hohe Auslastung des Systems von bis zu 100 % nicht unüblich. Die IBM Mainframe Rechner haben keine eingebauten Festplatten, sondern sind über FICON (Fibre Channel) mit Storage-Servern oder einem SAN verbunden. Bei älteren Systemen war eine Anbindung von Speichersystemen auch über ESCON (Vorgänger von FICON) möglich.
