OS4000

OS4000は、GEC Computers Limitedが1977 年にGEC DOSの後継として、同社のGEC 4000 シリーズ16 ビット ミニコンピュータ(後に32 ビットミニコンピュータ)向けに導入した独自の オペレーティング システムです。OS4000 は 1990 年代後半まで開発され、それ以降はサポートのみのモードになっています。

GEC 4000 シリーズの最初のオペレーティング システムは、COS (コア オペレーティング システム) とDOS (ディスク オペレーティング システム) でした。これらは基本的に、プロセス制御タイプのアプリケーションの 開発と実行用に設計された、シングル ユーザー マルチタスク オペレーティング システムでした。

OS4000 は 1977 年頃に初めてリリースされました。DOS の多くの部分を再利用しましたが、マルチユーザー アクセス、OS4000 JCLコマンド ライン インタープリター、バッチ処理、OS4000階層ファイル システム(ただし、ディスク上の形式は非階層 DOS ファイル システムに非常に似ています) が追加されました。OS4000 JCL は、ケンブリッジ大学の Phoenixコマンド インタープリター をベースとしていました。

OS4000 Rel 3 は1980 年頃に登場し、Linked-OS (Linked OS4000 オペレーティング システムをサポートし、マルチノード システムの構築を可能にする) が含まれていました。このリリースの主な顧客は、ユニバーシティ カレッジロンドン(Euclid) の中央コンピューティング サービスでした。このサービスでは、ハブ ファイル サーバーと複数のRimマルチアクセス コンピューティング サーバー システムで構成されるマルチノード システムが、100 人を超える同時ユーザーにサービスを提供していました。Linked-OS は、より高い復元力を持つフェイルオーバー プロセス制御システムの構築にも使用されました。

OS4000 Rel 4 は1983 年頃に登場し、ユーザー モジュールの最大数が 150 に増加しました (これも主に University College London Euclid システム用)。また、バッチ処理システムも強化されました。また、32 ビット アドレッシング モードを導入した GEC 4090 プロセッサのサポートも含まれていました。

OS4000 Rel 5 では、大容量ディスクをより簡単に使用できるようにするために、CFSX と呼ばれる OS4000 ファイルシステムの修正バージョンが導入されました。最初の Rel 5 では CFSX ファイルシステムのみがサポートされていましたが、元の CFS1 ファイルシステムのサポートもすぐに再導入されました。

OS4000 Rel 6 では、デュアル プロセッサ システム (GEC 4190D) のサポートが導入されました。

OS4000 は、英国エルストリー ウェイの GEC Computers Borehamwoodオフィスと、ダンスタブルのウッドサイド エステートにある GEC Computers Dunstable開発センターで開発されました。

OS4000 のアーキテクチャは、それが動作するプラットフォームであるGEC 4000 シリーズミニコンピュータの機能に大きく依存しており、これはかなり珍しいものです。これには、プログラム制御では変更できないハードウェア ベースとファームウェア ベースのカーネルを組み合わせたNucleus ^[2]と呼ばれる機能が含まれています。つまり、オペレーティング システム カーネルに通常含まれる機能の多くは、オペレーティング システムの代わりに基盤となるプラットフォームがこれらの機能を実行するため、OS4000 に含める必要がありません。したがって、プラットフォーム上で特権モードコードを実行するための規定はなく、すべての OS4000 オペレーティング システム コードはプロセスとして実行されます。

Nucleus は最大 256 のプロセスをサポートし、固定の優先順位スキームを使用してこれらのプロセスを自動的にスケジュールします。OS4000 はこれらのプロセス内で完全に動作します。一連のシステム テーブルはNucleus を構成するために使用され、これらのシステム テーブルへのアクセスは、新しいプログラムをプロセスにロードしたり、タイム シェアプロセスの Nucleus スケジュールを調整したりなど、Nucleus の構成を変更する必要のあるプロセスに許可できます。システム テーブルは、どのプロセスが相互に通信できるかを Nucleus に伝え、プロセスが作成および破棄されるとき (ユーザーがログインおよびログアウトするときなど) に更新されます。すべての I/O はプロセスから直接実行され、システム テーブルはどのプロセスがどの周辺機器にアクセスできるかを識別し、周辺機器の割り込みを処理します。たとえば、ディスク コントローラのデバイス ドライバはプロセスであり、Nucleus を介してディスク コントローラにコマンドを発行し、ディスク コントローラから Nucleus 経由で返される割り込みを処理する役割を担います。システム テーブルは、プロセスがそのディスク コントローラにアクセスできることを明示的に示します。システム テーブルは、このデバイス ドライバに他の周辺機器へのアクセスを許可しません。プロセスが停止またはクラッシュした場合、Nucleus はシステム テーブルでその所有者プロセスを検索し、そのプロセスに通知します。所有者プロセスは、そのプロセスなしでシステムの実行を継続するか、システムを停止するか ( Unixパニックのように)、またはプロセスの再ロードや再起動などのアクションを実行するかを決定できます。ファイル システム、ストア割り当て、ターミナル ドライバー、タイミング サービスなどの機能も、個別のプロセスとして存在します。

Nucleus はセグメント化されたメモリシステムを実装しており、プロセスはシステム テーブルによって定義されたメモリ セグメントにアクセスできます。このメモリ テーブルは OS4000 によって管理されます。OS4000 は、ストア常駐メモリと、オーバーレイと呼ばれるディスクにバックアップされた仮想メモリの両方を処理するメモリ システムを提供します。オーバーレイはセグメント レベルで実行されます。OS4000 は DOS からグループ化されたセグメントも継承しており、セグメントのグループは 1 つのグループとしてオーバーレイおよび取得されますが、この機能は OS4000 ではほとんど使用されませんでした。プロセスは常駐セグメントとオーバーレイ可能なセグメントを任意に組み合わせて使用​​できますが、リアルタイム タスクを実行するプロセスは通常、常駐セグメントのみを使用するように設計されています。

OS4000 は、ハードリアルタイムプロセスからソフトリアルタイム、タイムシェア、バックグラウンドまで、同一システム内で完全に混合されたプロセス スケジューリング セットをサポートします。OS4000 には完全なプログラム開発およびテスト/デバッグ機能も含まれているため、プロセス制御や高速 (当時) データ通信などのリアルタイム アプリケーションをすべて 1 つのシステム内で開発および展開するには、OS4000 が理想的でした。

OS4000 は独自のファイルシステムを使用します。このファイルシステムはエクステント ベースで、ブロック サイズは可変です。つまり、256 バイトから 16,384 バイトまでの 256 バイトの倍数で、異なるブロック サイズを使用して異なるファイルを作成できます。

ファイルを作成すると、最初のディスク割り当てが指定され、必要に応じてその後の割り当てが許可されます。ほとんどのファイルには個別の（断片化された）割り当てが与えられますが、連続した（単一の固定サイズ）割り当てでファイルを作成することもできます。 ^{[3] [4]}

ファイルシステムは階層構造になっており、コンポーネントは 8 文字までに制限され、" ." (ピリオド) がコンポーネントの区切り文字として使用されます。OS4000 JCL では、ファイル パス コンポーネントの文字は大文字と数字のみに制限されています。各ファイル パスはコンテキスト ポインターで始まります。コンテキスト ポインターは、ファイルシステム内の位置を参照する名前で、その後に 0 個以上のカタログ(Unixディレクトリに相当)が続き、最後にファイル名が続きます。システム上の各ディスクには、別個の独立したファイルシステムが含まれており、ディスクのボリューム名は、その最上位レベルのカタログまたはマスター カタログの名前と同じです。OS4000 に必要な特定のファイルを含むボリューム名を持つディスクが 1 つマウントされている必要がありますSYSTEM。大規模なシステムでは、通常、ユーザー ファイル、データ ファイルなどを含む追加のディスクがありますがSYSTEM、スペースが許せば、これらはすべてディスク上に共存できます。各ユーザーには、それぞれがファイルシステム上のカタログを指す初期コンテキスト ポインターのセットが与えられ、ユーザーは初期コンテキスト ポインターの下のファイルシステム階層のみを参照できます。システムは通常、 に保存されているシステム実行可能ファイルを除き、権限のないユーザーが他のユーザーのファイルやシステムのファイルを参照できないように構成されています。SYS慣例により、 と呼ばれる領域はPOOLすべてのユーザーが利用でき、ファイルの転送/共有が可能になります。

ファイルの所有者のアクセス権は、他のユーザーのアクセス権とは異なります。

OS4000 ファイルシステム内のファイルはタイプ分けされています。つまり、ファイルシステムは複数の異なるタイプのファイルを保持でき、コンテンツがどのように構造化されているかを理解します。最も一般的なのは、レコード構造を含む論理ファイルです。これらはシーケンシャルファイルとランダムファイルに分割され、ランダム ファイルではすべてのレコードの長さが同じであるため、レコード番号をシークできます。最後に、テキストファイルとバイナリファイルが区別されます。これは主に、テキスト データを必要とするアプリケーションが誤ってバイナリ ファイルを使用することを防ぐためです。この結果、 3 つの文字で識別される論理ファイル タイプのセットが生成されます。たとえば、論理シーケンシャル テキストは LST です。論理ファイルタイプは LST、LSB、LRT、LRB です。論理ファイルとは逆のものが物理ファイルで、一度にブロック単位でアクセスされ、物理ランダム バイナリ (PRB) ファイルと呼ばれます。ファイル タイプ PST、PSB、PRT も理論的には存在しますが、PRB と同じ機能があり、一般的には使用されません。さらに、 ISAMファイルであり、常にキー フィールドでソートされているように見える論理索引順次 (LIS) ファイル タイプと、 OS4000 NFSサーバーをより適切にサポートするためにリリース 6.5 で追加されたバイト ストリーム(BYT) ファイル タイプがあります。CAT ファイル タイプはカタログを保持するために使用されます。これは実際には LSB ファイルと同じですが、ファイル システム自体によってのみ変更できます。

ファイルとカタログに加えて、3 種類のシンボリック リンクがあります。参照 (REF) は、同じファイル システムまたは別のファイル システム内の初期コンテキスト ポインターを通じて REF の作成者が参照できる別のファイルまたはカタログを指すように作成できます。オフ ディスク ポインター (ODP) は参照に似ていますが、初期コンテキスト ポインターを通じて参照できないファイルまたはカタログを指すように作成できます。また、ODP の作成は、システム管理者のみが実行できる特権操作です。OS4000 NFS サーバーをより適切にサポートするために、Rel 6.5 で Unix スタイルのシンボリック リンク (カタログに格納される任意のテキスト) のサポートが追加されましたが、シンボリック リンクは NFS クライアントからのみ作成でき、NFS クライアントからのみ表示できます。

OS4000 は、非階層型の一時ファイル システムも提供します。これは、CAT、REF、ODP、およびシンボリック リンクを除き、永続ファイル システムとまったく同じ種類のファイルをサポートします。ファイルの内容は専用の一時ファイル ディスク領域に保存されますが、ファイルのメタデータはメモリに保存されます。ログインした各ユーザーには、他のログイン ユーザー (同じユーザー名を持つ別のログイン ユーザーも含む) が参照できないプライベート一時ファイル名前空間があります。ユーザーの一時ファイルは、ユーザーがログアウトすると削除されます (システムが再起動されると暗黙的に削除されます)。一時ファイル名はパーセント " %" またはアンパサンド " &" で始まり、8 文字までに制限されます。

以下は、短いマルチアクセス ログイン セッションを示しています。

この場合、ユーザーはSMANログインしてEXAMINEコマンドを発行しました。その後、非アクティブ状態によりセッションがタイムアウトになりました。

ユーザーがログインすると、OS4000 JCL コマンド インタープリターSYS.COMMがユーザーのCOMMプロセスにロードされ、起動されます。これは、ターミナルからコマンドを読み取ります。 には、いくつかのシステム コマンドが組み込まれていますSYS.COMM。 組み込まれていないコマンドの場合、実行可能なバイナリ ファイルがプロセスにロードされUSERて実行され、テキスト JCL ファイルはそれ自体によって直接開かれ、処理されますSYS.COMM。 通常、ユーザーには、AIDA信頼できるデバッグ プログラムのみをロードするために使用される特権プロセスも取得されます。

リアルタイム プロセス コントロールは、導入されている OS4000 システムの半分以上を占めています。これらのシステムのうち、鉄鋼生産が大きな割合を占めています。これらのリアルタイム プロセス コントロール システムの以前のバージョンは、DOS から OS4000 にアップグレードされました。^{[引用が必要]}

X.25 パケット スイッチは、システムのかなりの部分を占めています (ただし、以前の GEC X.25 パケット スイッチは、 DOS と OS4000 の中間の簡易版オペレーティング システムであるNOSと呼ばれる特別なオペレーティング システムを実行していました)。

民間指揮統制システム、例：緊急電話オペレーターと消防署を接続する消防サービス制御システム。

Prestel (英国) および他の多くの国で使用されている公共のVideotexシステム、および多くの民間のViewdataシステム。

多くの教育および研究機関で使用されているマルチユーザー ミニコンピュータ。

OS4000はGECシリーズ63ミニコンピュータに移植され、 OS6000として知られるようになりました。^[5]これにはソフトウェアNucleusエミュレーションの追加が必要でしたが、これはGECシリーズ63ハードウェアの機能ではありませんでした。GECコンピュータはOS6000を廃止し、ソースコードは主なユーザーであるDaresbury Laboratoryに提供され、2つのGECシリーズ63システムの寿命中、OS4000のリリースに合わせて維持され続けました。

• GEC 4000 シリーズミニコンピュータ
• バベッジ（プログラミング言語）
• GECコンピューターズ株式会社

• Burren, JW (1989)。プロジェクト UNIVERSE: 高速コンピュータ ネットワーキングの実験。オックスフォード: クラレンドン プレス。ISBN 0198537239。
• ラヴィントン、SH（2011）。『動く標的：エリオット・オートメーションと英国におけるコンピュータ時代の幕開け、1947-67年』ロンドン：シュプリンガー。ISBN 9781848829336。

• GEC 4000 ファミリー、Which Computer?、1979 年 5 月
• コンピューティングの歴史センター
• Bullet III - 英国ネットワークの歴史の一部