Genera (オペレーティング システム)

属

開発者	シンボリックス
書かれた	リスプ
OSファミリー	Lisp マシンOS
作業状態	現在
ソースモデル	ソース利用可能
初回リリース	1982年; 42年前 （1982年）
最終リリース	Portable Genera 2.0.6 / 2024年8月17日; 3か月前 ( 2024-08-17 )
利用可能	英語
プラットフォーム	さまざまなSymbolics Lisp マシン、 DEC Alpha、 x86-64、 Arm64、 Apple Silicon M シリーズ
カーネルタイプ	オブジェクト指向
デフォルトの ユーザーインターフェース	ダイナミック Windows GUI
ライセンス	独自
公式サイト	シンボリックス-dks.com

Genera は、 Symbolicsが作成したLisp マシン用の商用 オペレーティングシステムおよび統合開発環境です。本質的には、 Symbolics がLisp Machines、Inc. (LMI) およびTexas Instruments (TI)と共用していたマサチューセッツ工科大学 ( MIT) AI ラボのLisp マシンで開発された以前のオペレーティングシステムのフォークです。Genera は Symbolics によってOpen Generaとしても販売されており、 Tru64 UNIXを使用するDigital Equipment Corporation (DEC) Alphaプロセッサをベースにしたコンピュータで実行されます。2021 年に、新しいバージョンがPortable Generaとしてリリースされました。これは、Alpha 上の Tru64 UNIX、x86-64およびArm64 Linux上のLinux、 x86-64 および Arm64 ( Apple Silicon M シリーズ)上のmacOSで実行されます。これはプロプライエタリソフトウェアとしてリリースおよびライセンスされています。

Genera は、プログラミング言語Lispをベースにしたオブジェクト指向オペレーティング システムの例です。

Genera は、オブジェクト指向プログラミングを広範にサポートし、さまざまなプログラミング スタイルを組み合わせて、複雑なソフトウェアの増分的かつインタラクティブな開発をサポートします。

Lisp Machineオペレーティングシステムは、Lisp Machine Lispで書かれていました。当初は人工知能（AI）プロジェクトのソフトウェア開発者を対象とした1ユーザーワークステーションでした。 ^[1]システムには、大きなビットマップ画面、マウス、キーボード、ネットワークインターフェイス、ディスクドライブ、拡張用スロットがありました。オペレーティングシステムはこのハードウェアをサポートしており、次のような機能を提供していました。

• フロントエンドプロセッサのコード
• オペレーティングシステムを起動する手段
• 仮想メモリ管理
• ガベージコレクション
• さまざまなハードウェアへのインターフェース: マウス、キーボード、ビットマップ フレーム バッファ、ディスク、プリンタ、ネットワーク インターフェース
• Lisp Machine Lisp 用のインタプリタとネイティブコードコンパイラ
• オブジェクトシステム:フレーバー
• グラフィカルユーザー インターフェイス(GUI) ウィンドウ システムとウィンドウ マネージャー
• ローカルファイルシステム
• Chaosnet (CHAOS) ネットワークのサポート
• Emacs風のエディタZmacs
• Zmailというメールプログラム
• Lispリスナー
• デバッガー​

これはすでに完全な 1 ユーザー Lisp ベースのオペレーティング システムおよび開発環境でした。

MIT Lisp マシン オペレーティング システムは、1970 年代半ばから 1980 年代前半にかけて開発されました。

2006年に、MITのこのLispマシンオペレーティングシステムのソースコードがフリーのオープンソースソフトウェアとしてリリースされました。^[2]

Symbolics は新しいLisp マシンを開発し、 Generaという名前でオペレーティング システムを公開しました。最新バージョンは 8.5 です。Symbolics Genera は 1980 年代初頭から 1990 年代初頭にかけて開発されました。最後の数年間は、開発は主にパッチ作業で、新機能はほとんどありませんでした。

Symbolics 社は、この MIT Lisp マシン オペレーティング システムの基礎に基づいて Genera を開発しました。同社は、オペレーティング システムと階層化ソフトウェアを販売しています。階層化ソフトウェアの一部は、後のリリースで Genera に統合されています。Symbolics 社は、元の MIT Lisp マシンのオペレーティング システム ソフトウェアを改良し、拡張しました。Genera オペレーティング システムは、Symbolics Lisp マシンと Open Genera仮想マシンでのみ使用可能でした。

Symbolics Genera は多くの機能を備えており、Symbolics がこれまでに構築したさまざまなハードウェアのすべてのバージョンをサポートしています。ソース コードは 100 万行を超えます。その数はリリースとインストールされているソフトウェアの量によって異なります。Symbolics Genera は、磁気テープとCD-ROMで公開されました。オペレーティング システムのリリースでは、オペレーティング システムとそのアプリケーションのソース コードの大部分も提供されました。ユーザーは、実行中のオペレーティング システムのすべての部分に自由にアクセスでき、変更や拡張を書き込むことができます。オペレーティング システムのソース コードは、システムに分割されています。これらのシステムには、ソース、バイナリ、およびその他のファイルがバンドルされています。システム構築ツールキット(SCT) は、すべてのシステムの依存関係、コンポーネント、およびバージョンを管理します。システムには、メジャー バージョン番号とマイナー バージョン番号の 2 つの番号があります。メジャー バージョン番号は、システムの完全な構築の数をカウントします。マイナー バージョンは、そのシステムへのパッチの数をカウントします。パッチは、問題を修正したり、特定のバージョンのシステムに拡張機能を提供するためにロードできるファイルです。

Symbolics はOpen Generaというバージョンを開発しました。これには、Genera を DEC Alpha ベースのワークステーションで実行できるようにする仮想マシンと、別売りの Genera 拡張機能やアプリケーション (Symbolics S-Graphicsスイートなど) が含まれていました。また、組み込み用途向けにCommon LispでMinimaという新しいオペレーティング システムを作成しました。最新バージョンはPortable Generaで、仮想マシンがDEC Alphaプロセッサに加えて、 x86-64、Arm64、Apple M1プロセッサに移植されています。仮想マシンは、 Tru64 UNIXに加えて、LinuxやmacOSでも動作します。

オリジナルの Lisp マシン オペレーティング システムは、Lisp Machine Lispで開発され、その Lisp に対するFlavorsオブジェクト指向拡張が使用されました。Symbolics は、Flavors の後継としてNew Flavors を提供しました。後に Symbolics はCommon LispとCommon Lisp Object System (CLOS)もサポートしました。その後、Symbolics Common Lisp は、Genera でソフトウェアを書くためのデフォルトの Lisp 方言になりました。オペレーティング システムのソフトウェアは、主に Lisp Machine Lisp ( ZetaLispという名前) と Symbolics Common Lisp で書かれていました。これらの Lisp 方言は両方とも Genera によって提供されています。また、ソフトウェアの一部は、Flavors、New Flavors、および Common Lisp Object System のいずれかを使用していました。Genera オペレーティング システムの古い部分の一部は、Symbolics Common Lisp および Common Lisp Object system で書き直されました。オペレーティング システムの多くの部分は、ZetaLisp と Flavors (または New Flavors) で書かれたままでした。

Symbolics Genera の初期のバージョンは、Lisp マシン オペレーティング システムのオリジナルのグラフィカル ユーザー インターフェイス(GUI)ウィンドウ システムを使用して構築されました。Symbolics はその後、プレゼンテーション ベースのユーザー インターフェイスを備えたDynamic Windowsというまったく新しいウィンドウ システムを開発しました。^[3]このウィンドウ システムは、1986 年に Genera 7 で導入されました。^[4] Genera の多くのアプリケーションは、ユーザー インターフェイスに Dynamic Windows を使用してきました。最終的に、ウィンドウ システムの一部を他のベンダーによる他の Common Lisp 実装で実行できるようにCommon Lisp Interface Manager (CLIM) として移植する動きがありました。CLIM のバージョンは、 Allegro Common Lisp、LispWorks、Macintosh Common Lispなどで利用できました。オープン ソース バージョンも利用できます( McCLI

ダイナミック ウィンドウは、画面へのすべての出力に型付きオブジェクトを使用します。表示されるすべての情報は、表示されるオブジェクト (出力記録) との接続を維持します。これは、テキスト出力とグラフィカル出力の両方で機能します。実行時に、これらのオブジェクトに適用可能な操作は、クラス階層と使用可能な操作 (コマンド) に基づいて計算されます。コマンドは、型付きパラメータを含む階層型 コマンド テーブルに編成されます。コマンドは、マウス (マウス コーディングを多用)、キーストローク、およびコマンド ライン インターフェイスを使用して入力できます。すべてのアプリケーションは、さまざまな使用方法に適応する 1 つのコマンド ライン インタープリタ実装を共有します。ウィンドウ システムのグラフィカル機能は、PostScriptグラフィック モデルに基づいています。

ユーザー インターフェイスは、ハードウェア コンソールが通常提供していたモノクロ(白黒) がほとんどです。ただし、カラー フレーム バッファーやカラー サポート付きのX Window System (X11) サーバーを使用することで、カラーも幅広くサポートされています。アクティビティ(アプリケーション) は、複数のペインを含む画面全体を使用しますが、ウィンドウを小さくすることもできます。これらのアクティビティ ウィンドウのレイアウトは、さまざまな画面サイズに適応します。アクティビティは、さまざまなペイン レイアウトを切り替えることもできます。

Genera には、ウィンドウの制御、アプリケーションの切り替え、ウィンドウ システムの操作を行うためのシステム メニューが用意されています。ユーザー インターフェイスの多くの機能 (アクティビティ間の切り替え、アクティビティの作成、プロセスの停止と開始など) も、キーボード コマンドで制御できます。

ダイナミックLisp リスナーは、完全なグラフィック機能とマウスベースのインタラクションのサポートを備えたコマンド ライン インターフェイスの例です。入力として Lisp 式とコマンドを受け入れます。出力はマウスに反応します。Lisp リスナーは、さまざまな組み込みコマンドのデータを入力するためのフォームを表示できます。

ユーザー インターフェイスは、広範なオンライン ヘルプとコンテキストに応じたヘルプを提供し、さまざまなコンテキストでの選択を完了します。

Genera は、完全にハイパーリンクされたオンライン ドキュメントをサポートしています。ドキュメントは、初期のハイパーテキストブラウザーであるDocument Examinerで読み取られます。ドキュメントは、エディターや Lisp リスナーを使用してさまざまなコンテキストで表示することもできる、再利用可能な小さなドキュメント レコードに基づいています。ドキュメントは、ブックとセクションに整理されています。ブックは、オンライン ドキュメントと同じ内容の印刷版でも提供されていました。ドキュメントデータベース情報は、Genera とともに提供され、増分パッチで変更できます。

ドキュメントは、Genera に同梱されていない別のアプリケーション、Symbolics Concordiaを使用して作成されました。Concordia は、ドキュメント レコードの編集、グラフィック エディター、およびページ プレビューアー用のZmacsエディターの拡張機能を提供します。

ドキュメントには、さまざまな Lisp 構成要素とライブラリのユーザー ガイド、インストール ガイドライン、リファレンスが記載されています。

マークアップ言語はScribeマークアップ言語に基づいており、開発者も使用できます。

Genera は、PostScript プリンタへの印刷をサポートし、印刷キューと PostScript インタープリタ (Lisp で記述) も提供します。

Genera は、さまざまなネットワーク プロトコルとそれらを使用するアプリケーションもサポートしています。TCP /IPを幅広くサポートしています。

Genera は、複数のスレッド (プロセスと呼ばれる) を備えた 1 つのプロセッサ マシンをサポートします。

Genera は、フル GC、インプレース GC、増分 GC、エフェメラル GC など、さまざまな種類のガベージ コレクション(GC) をサポートしています。エフェメラル コレクターは物理メモリのみを使用し、メモリ管理ユニットを使用して物理メモリ内の変更されたページに関する情報を取得します。コレクターは世代を使用し、仮想メモリは領域に分割されます。領域には特定の種類のオブジェクト (文字列、ビットマップ、パス名など) を含めることができ、各領域は異なるメモリ管理メカニズムを使用できます。

Genera は、大きなファイル用の FEP ファイル システムと、多数の小さなファイル用に最適化されたLisp Machine ファイル システム(LMFS) の2つのファイル システムを実装しています。これらのシステムでは、ファイルの異なるバージョンも維持されます。ファイルが変更されても、Genera は古いバージョンを保持します。Genera は、NFS、FTP、HFS、CD-ROM、テープ ドライブなどの他のローカルおよびリモート ファイル システムへのアクセスも提供し、読み取りおよび書き込みが可能です。

Genera はネットブートをサポートしています。

Genera は、Symbolics のStatice オブジェクト データベース用のクライアントを提供します。

Genera は、条件システム(例外処理)を広範に使用してあらゆる種類のランタイム エラーを処理し、これらのエラーの多くから回復することができます。たとえば、ネットワーク接続に障害が発生した場合、ネットワーク操作を再試行できます。アプリケーション コードは実行を継続します。エラーが発生すると、ユーザーには、通知されたエラーに固有の再起動メニュー (中止、再試行、続行オプション) が表示されます。

Genera には広範なデバッグ ツールがあります。

Genera は実行中のシステムのバージョンをワールドに保存できます。これらのワールドは起動することができ、保存されたすべてのデータとコードが含まれます。

Symbolics は、Genera で使用するための いくつかのプログラミング言語を提供しました。

• ZetaLisp、Lisp Machine Lisp の Symbolics バージョン
• Common Lispのいくつかのバージョン: Symbolics Common Lisp、Future Common Lisp (ANSI Common Lisp)、CLtL1
• Symbolics Pascal、 Lisp で書かれたPascalのバージョン(Lisp ソースは Genera ディストリビューションに含まれています)
• Symbolics C、 Lisp で書かれたCのバージョン(Lisp ソースは Genera ディストリビューションに含まれています)
• Symbolics Fortran、Lisp で書かれたFortranのバージョン(Lisp ソースは Genera ディストリビューションに含まれています)

Symbolics Common Lisp は、Common Lisp 標準のほとんどを非常に多くの拡張機能とともに提供しており、その多くは ZetaLisp から来ています。

• Symbolics Prolog、Lispで書かれ統合されたPrologのバージョン
• Symbolics Ada、Lispで書かれたAdaのバージョン

これらのプログラミング言語の実装が Lisp システムの動的機能の一部 (ガベージ コレクションやデータへのチェックされたアクセスなど) を継承し、増分ソフトウェア開発をサポートしていることは注目に値します。

サードパーティの開発者は、OPS5などのプログラミング言語や、 IntelliCorp のKnowledge Engineering Environment (KEE) などの開発ツールも提供しました。

Symbolics Genera にはいくつかのアプリケーションが付属しています。アプリケーションはアクティビティと呼ばれます。アクティビティの一部を以下に示します。

• Zmacs、Emacsのようなテキストエディタ
• カレンダー機能も備えたメールリーダーZmail
• ファイルシステムメンテナンスツールを備えたファイルシステムブラウザ
• コマンドラインインターフェースを備えたLispリスナー
• ドキュメントを閲覧するためのドキュメント検査ツール
• ソフトウェアをインストールするには配布を復元します。
• 配布システム、ソフトウェア配布を作成する
• Peek でシステム情報 (プロセス、ウィンドウ、ネットワーク接続など) を調べます
• デバッガ
• ネットワーク内のオブジェクト (ユーザー、コンピューター、ファイル システムなど) に関する情報にアクセスするための名前空間エディター
• チャットクライアントConverse
• ターミナル
• Lispデータ構造を参照するためのインスペクタ
• 通知
• ユーザーインターフェースを設計するためのFrame-Up
• Flavor Examiner は、Lisp の Flavor オブジェクト指向拡張のクラスとメソッドを検査します。

Symbolics は、Symbolics Genera 上で実行されるいくつかのアプリケーションを販売しました。

• ドキュメント制作スイート、Symbolics Concordia
• Symbolics Joshua、エキスパートシステムシェル
• Symbolics Macsyma、コンピュータ代数システム
• チップ設計ツール「Symbolics NS」
• ニューラルネットワーク開発ツール、Symbolics Plexi
• Symbolics S-Graphics、ツール スイート: S-Paint、S-Geometry、S-Dynamics、S-Render
• シンボリックス S-ユーティリティ: S-Record、S-Compositor、S-Colorize、S-Convert
• Symbolics Scope、Pixar Image Computerによるデジタル画像処理
• オブジェクトデータベース、Symbolics Statice

いくつかの企業が Symbolics Genera 用のアプリケーションを開発し、販売しました。例をいくつか挙げます。

• Ascent Technology Gatekeeper、空港と航空会社向けのルールベースのリソース管理ツール
• 自動推論ツール (ART)、Inference Corporation のエキスパート システム シェル
• ICAD、3DパラメトリックCADシステム
• イラスト、グラフィックエディター
• IntelliCorp のエキスパート システム シェルであるKnowledge Engineering Environment (KEE)
• カーネギー グループのエキスパート システム シェルである Knowledge Craft
• シーメンスの機械翻訳システム「Metal」

• Genera は、デバイス ドライバー、ガベージ コレクション、プロセス スケジューラ、ネットワーク スタックなどのすべての低レベル システム コードを含め、ZetaLisp と Symbolics Common Lisp を使用して完全に Lisp で記述されています。
• ソースコードは 100 万行を超える Lisp ですが、再利用が広範に行われているため、提供される関数と比較すると比較的コンパクトです。ユーザーが検査したり変更したりすることもできます。
• オペレーティングシステムは主に、Flavors、New Flavors、CLOSを使用したオブジェクト指向スタイルで書かれています。
• Document Examinerで読める豊富なオンラインドキュメントがあります
• ダイナミックウィンドウはプレゼンテーションベースのユーザーインターフェースを提供します
• ユーザーインターフェースは、ローカル（LispマシンおよびMacIvories）およびリモート（X11を使用）で使用できます。
• 開発者グループはネットワーク環境で共同作業できる
• 中央の名前空間サーバーは、マシン、ユーザー、サービス、ネットワーク、ファイルシステム、データベースなどのディレクトリを提供します。
• オペレーティング システムの変更に対する保護はほとんどありません。システム全体に完全にアクセスでき、変更可能です。

Genera の制限は次のとおりです:

• Symbolics Lisp マシンまたは Open Genera エミュレーターでのみ実行されます。
• 一度にログインできるのは 1 人のユーザーのみです。
• 一度に実行できる Lisp システムは 1 つだけです。データとコードはアプリケーションとオペレーティング システムで共有されます。ただし、1 つの DEC Alpha 上で Open Genera の複数のインスタンスを実行できます。
• 開発は 1990 年代半ばに事実上停止しました。

• 1982年 – リリース78
• 1982年 – リリース210
• 1983 – リリース 4.0
• 1984 – リリース 5.0
• 1985年 – リリース6.0、Symbolics Common Lisp、Ephemeral Object Garbage Collector、Document Examinerを導入
• 1986年 – Genera 7.0、ダイナミックウィンドウを導入
• 1990年 – Genera 8.0、CLOSを導入
• 1991年 – Genera 8.1、CLIMを導入
• 1992 – ジェネラ 8.2
• 1993 – ジェネラ 8.3
• 1993年 – Open Genera 1.0、仮想Lispマシンを導入
• 1998 – オープンジェネラ 2.0
• 2021 – Portable Genera 2.0、仮想Lispマシンが追加プラットフォームに移植されました

x86-64またはarm64 Linux、Apple M1 MacOSで実行できるOpen Generaの安定版がリリースされ^[5]、Portable Generaに名前が変更されました。

x86-64 Linuxで実行できるOpen Generaのハッキングバージョンが存在する。^{[6] [7]}

• 公式サイト
  • Symbolics Genera 統合開発環境
  • 「シンボリックスの技術概要」
  • 「Genera Concepts」は、Symbolics の Genera 入門の Web コピーです。
• Symbolics ソフトウェア ドキュメント (bitsavers.org)
• Generaのスクリーンショットのページ
• 受賞歴のあるSymbolics Document Examinerのスクリーンショット
• 「Symbolics 仮想 Lisp マシン、または Dec Alpha をプログラム可能なマイクロエンジンとして使用する」
• 「2013 シンボリックス プログラマー Kalman Reti によるビデオ デモ」