「オペレーティングシステム：なぜエンジニアなのか」

「プログラミング言語の歴史：Fortranがユーザーとコンピューターとの通信をどのように許可したか」という出版物



それから、ほぼ30年前、ジャーナル「Technology and Science」でコラム「ENGINEER AND COMPUTER」をリードしたことを思い出しました。 このセクションの最初の出版物は、「Operating Systems：Why are for an Engineer」という題名のジャーナル7号の記事でした。 また、この記事では、コンピューターを使用して「あなた」に切り替えることができるのはオペレーティングシステムであると述べています。 しかし、一方は他方と矛盾しません。 記事を読んだ後、30年にわたってその関連性を失っていないことに気付きましたが、同時に、情報化の分野で30年前にわが国で起こったことを見ることができます。Linuxはまだではなく、UNIX / UNIXがあり、MS / Dos、および希望が正当化されたかどうか。 国が再び熊手を踏んでいるように思えます。それはIBMのEUコンピューターであり、今日はMicrosoftのMS Windowsでした。 他に注目すべきことは何ですか？ 私の同僚V. Blazhnovはこのシリーズを説明しました。 以下は、この記事の素材であり、イラストはカットされていません。



プログラム可能なすべてのことは、機械で行わなければなりません。 人々はまだプログラムを書くことができないものだけをすべきです。



G.R. グロモフ（National Information Resources：Problems of Industrial Exploitation。M.、Nauka、1985、p。166）。



今日は、「エンジニアとコンピューター」セクションを開きます。 最初の入門記事はUNICSシステムに関するものです。 読者は疑問を抱くかもしれません。なぜ現代のコンピューターのデバイスではなくオペレーティングシステムなのか、なぜプログラミング言語ではなくデバイスを操作するのか？ そして最後に、なぜUNIXシステムであり、他のシステムではありません！ 答えてみてください。



記憶されたプログラムを備えた最初の電子コンピューターが動作を開始した1949年以来、今日までコンピューターは真に大きな飛躍を遂げました。



ライト兄弟の最初の飛行機と同様に、最初のコンピューターでは、人々は奇跡のように見えました。 そして今日、彼らは「コンピューター時代」の始まりについて話している。専門家がコンピューターリテラシーを勉強しなければ、人生に遅れて昇進しないという重大な警告が聞こえている。 エンジニアのデスクトップには、大型コンピューターに接続されたディスプレイ、またはタイプライター、スーパー計算機、情報参照システム、または最高点、または実験設定を制御する手段として機能するパーソナルコンピューター（PC）が表示されます。 米国などの先進国では、現在、従業員10人あたり1つの端末があります。IBM会社のコンピューターユーザーの場合、この数は6であり、IBM会社の会社では、平均して2人の従業員が1つの端末を持っています。



PC市場の到来により、コンピューターの飽和度はさらに高くなります。 米国の大手企業では、1人の科学技術者に1.5台のディスプレイまたはパソコンがすでに必要です。 会社の経営者は、エンジニアの机の上のディスプレイを電話と同様に必要なオフィス機器と考えています。



私たちの国では、これらの数字はまだそれほど印象的ではありませんが、すべての生活圏でのコンピューターの大規模な導入の段階の準備を今すぐ実行する必要があります：学校、高等および中等専門教育機関、生産、および高度なトレーニングコースで。 第12次5カ年計画の長年にわたって、わが国のコンピューター機器の生産は2.3倍に増加し、大学でのみパーソナルコンピューターとディスプレイを備えた約13万人の雇用が創出されます。



現代のエンジニアはコンピューター技術についてどのような知識を持っているべきですか？ ここでは、コンピューターと車の比較が適切です。 何百万人もの人々が車を購入し、そのほとんどが車に関する最も一般的な情報を持っていることがあります。購入時に必要なのは、最高速度、エンジン出力、車室容量、燃料消費量などだけです。



コンピューターでも同じです。 コンピューターを取得する組織、またはパーソナルコンピューターを取得する個人は、主に中央処理装置の速度、RAMと外部メモリの量、接続されているディスプレイの数などに関心があります。 設計局や生産部門で働くエンジニアは、コンピューターの配置方法、その構成に含まれるマイクロ回路、中央処理装置または入出力チャネルの動作についてはあまり気にしません。 彼にとっての主なことは、彼が問題を解決できることです。



車とコンピューターの類推を続けましょう。 人が車を運転できるようにするには、運転ルールと道路のルールを勉強する必要があります。 運転の規則を知らないと、あなたは出発せず、交通規則の知識と遵守なしで運転すると、事故につながる可能性があります。



同様のルールは、コンピューターを使い始めた人なら誰でも知っておくべきです。 コンピューターは、論理、メモリー、表示などの多くの機能要素で構成される複雑な技術システムです。 コンピューターは、ディスプレイや他の外部デバイスと通信して情報を交換したり、必要なプログラムを入力して実行したりすることはできません。



「モーター」（中央処理装置）を除く車のようなコンピューティングマシンは、「ステアリング」を必要とします。これにより、ノードの調整された機能を確保し、人々がそれらを使用できるようになります。 このようなコンピューターの「ステアリング」（オペレーティングシステム（OS））は、コンピューターテクノロジーの分野で最も顕著な成果の1つであり、コンピューターの機能と範囲を新たに見ることができました。 今日のオペレーティングシステムはコンピューターと切り離せないものであり、その自然な継続であり、マシンがどこで終了し、オペレーティングシステムがどこから開始するかを判断するのが難しい場合があります。



オペレーティングシステムはシステムプログラマーによって開発され、コンピューターの機能を制御するための複雑なアルゴリズムを実装するプログラムの組織化されたコレクションです。 実際、これらのプログラムはユーザーからコンピューターの複雑さを隠しています。 マシンを操作するには、特定の言語の対話形式でユーザーに提供されるOSの機能を知るだけで十分です。 OSとプログラミング言語との相互作用の言語が互いに共通点がないことを直ちに予約してください。 オペレーティングシステムとの対話の言語は、単なるコマンドセットです。



ユーザーがディスプレイキーボードでそれらを入力すると、特定のプログラムの実行、ドキュメントの準備と印刷、他のユーザーとのやり取り、データバンク内の情報の表示、算術計算の実行、最後に入力、送信、 OSに含まれている高水準プログラミング言語の1つで書かれたプログラムをデバッグします。



これらのオペレーティングシステムコマンドのリストは、コンピューターの「運転規則」を構成し、それらのアプリケーションの規則と機能は、システムの「トラフィック規則」です。 前者の知識がなければ、コンピューターで作業することはできません。また、後者に違反すると、たとえば本当に必要なプログラムが破壊されるなど、「事故」に​​つながる可能性があります。 私たちのセミナーの目標は、OSの仕組みを学ぶことではなく、システムプログラマの特権であるということです。 以降の一連の出版物では、オペレーティングシステムがユーザーに提供する機会と、それらを実践する方法について説明します。



しかし、なぜ高レベルのプログラミング言語だけでなく、まだオペレーティングシステムなのでしょうか？ いくつかの理由があります。 今日、コンピューター運用の開始からほぼ40年後、すべての大学、そして現在は学校で、コンピューターサイエンスとコンピューター技術の基礎を学び、主に少なくとも1つの高レベル言語でプログラミングを教えられます。プログラミング技術の教育について、プログラミング文学がマスエディションで発行され、さまざまな出版社によって発行された場合、ほぼすべての発行されたジャーナルで、プログラミングが教えられた枠組み内で、受け入れられたときに、 ユニバーサルコンピュータリテラシーを達成するための国家プログラムは、少なくとも1つのプログラミング言語の高レベルを把握していないか（少なくとも子供や孫に）関連文献に家を持っていないだろうエンジニアを想像することは困難です。



一方、プログラミングをマスターしたがオペレーティングシステムを知らないエンジニアは、暗い夜に懐中電灯を持ち、それをオンにする方法を理解し忘れたという理由で迷子になった人のようです。 OSとのやり取りの言語を知らないと、エンジニアはプログラムを作成したとしても、それをどう処理するか想像できません。マシンのメモリへの入力方法、形式、安全性の確保方法、実行方法などです。



そして3番目の、おそらく最も重要な理由。 最新のオペレーティングシステムは、15、10、5年前のコンピューターで動作するパンチカード指向のシステムとは大きく異なります。 最新のオペレーティングシステムは、主にディスプレイを介してユーザーがマシンと対話するために設計された対話型システムです。 最新のシステムには、プログラミングなしで使用できるさまざまな汎用ソフトウェアツール（いわゆるユーティリティ）が含まれています。 それらを習得し、コンピューターを使用することのすべての利点を実現すると、人はプログラミングがはるかに簡単になります。



このようなOSツールには、さまざまなドキュメントの準備、修正、および複製が簡単で簡単なテキストエディターが含まれています。 他のユーザーと情報を交換できるメール。 いわゆるファイルシステムとデータベース管理システム。これらに基づいて、情報検索システムやその他の多くのシステムを構築できます。 プログラミングの方法がわからなくても、既成のプログラムを仕事で使用できます。 しかし、ここではOSの知識なしではできません。プログラムをマシンのメモリに入力する方法、実行する方法、初期データを準備する場所と方法、カウントの結果を保存する場所と方法-これらはすべて現代のコンピューターの「コントロールレバー」です。



そして最後に、なぜUNIXシステムなのか？ 最近まで、各タイプのコンピューターについて、独自のオペレーティングシステムが開発されました：SMコンピューターのRV OS、EUコンピューターのEU DOSおよびEU OS、PCのMS / DOSおよびSR / M-異なる言語の対話、システム機能の実行要求、ディレクティブ入出力、つまり、異なるコンピューターには独自の「制御レバー」がありました。 コンピューターの世代交代が5〜7年ごとに発生すること、エンジニアが支援のために大型コンピューターとパーソナルコンピューターの両方に頼らなければならないこと、エンジニアが自分がやりたいプログラムの大きなライブラリ（たとえば、シミュレーション）があることを考慮すると、任意のコンピューターで使用し、新しいマシンに切り替えるときに保存すると、このようなさまざまなマシン、そして最も重要なオペレーティングシステムを見ると、それがどれほど恐ろしいものであるかが明確になります。 多くの場合、複数のOSが同じタイプのマシン向けであっても、ユーザーのシステムとのやり取りの言語に大きな違いがあります。



このすべてが、あるシステムから別のシステムへの移行中のプロのプログラマーでさえも、深刻な再訓練を必要とするという事実につながりました（そして今でも頻繁につながります）。 新しいOSでは、ユーザープログラムの転送にさらに多くのオーバーヘッドが伴うため、通常のエンジニアによる作業は不可能になります。



遅かれ早かれ、標準化はオペレーティングシステム（プログラミング言語とコンピューターネットワークで既に行われているように）、および主にシステムとの対話の言語に適用されるべきです。



モバイルオペレーティングシステムが登場し、すべての種類のコンピューター（大規模および個人）で動作し、対話の統一された言語を持っていることが想定されていました。 このようなOSは現在UNICSシステムになっており、8Oが始まって以来、アプリケーション数を着実に「標準デファクト」グローバルコンピュータ業界全体のレベルにまで高めてきました。 たとえば、日本では、UNICSシステムが第5世代コンピューターの標準オペレーティングシステムとして主要な候補と見なされています。

UNIXシステムと互換性のあるオペレーティングシステムは、我が国で作成されているか、作成されています。 これは、SMコンピューター用のインストルメンタルモバイルオペレーティングシステムINMOS、EUコンピューター用のモバイルオペレーティングシステムMOS、SMコンピューター、EUコンピューターおよびPC用のインタラクティブモバイルオペレーティングシステムDEMOSです。 第12次5カ年計画では、UNIXタイプのモバイルオペレーティングシステムが、すべてのタイプおよびクラスの家庭用コンピューターに実装されます。



したがって、統一された「ステアリング制御」、またはむしろUNICSシステムとの対話言語を習得したユーザーが、あるコンピューターから別のコンピューターに簡単に切り替えて、さまざまなコンピューターで正常に動作できるように、前提条件が作成されました。



しかし、標準化の必要性だけでUNICSシステムの現象を説明することは完全に真実ではありません。 原則として、オペレーティングシステムは、通常のコンピューターユーザーの問題からはほど遠いプロのプログラマーの大規模なチームによって作成されます。したがって、主にコンピューターの最大能力を「絞り出す」方法に関心があります。適用されます。



この規則の成功した例外はUNIXオペレーティングシステムでした。これは他のシステムとは異なり、当初から一般ユーザーのニーズを考慮して設計されたものです。 UNICSシステムの単純さと可視性における重要な役割は、2人が実際にその開発に参加したという事実によって果たされました。 蓄積された経験と多くの新しく有益なアイデアを考慮に入れることで、著者は「すべてが独創的でシンプル」という原則を完全に満たす根本的に新しいOSを作成することができました。 OS / 360オペレーティングシステム（EU OSを読む）のアンチテーゼになりました。多くのシステムプログラマーは、普通のユーザーは言うまでもなく、折ec主義とかさばりのために「それ自体」です。 UNIX OSは、他のOSと同様に複雑なソフトウェアシステムであるという事実にもかかわらず、「主婦のためのシステム」と呼ばれることが多い-それとの対話の言語は非常に単純です。



UNIXシステムの主要な動作モードはダイアログです。 従来のシステム（EU OSなど）とは異なり、UNICSシステムでは、コンピューター開発への困難な道のりでエンジニアにさらなる困難をもたらしたタスク管理言語は見つかりません。



日常業務でUNIX OSを使用するには、プログラミング言語を知っている必要はありません。システムには、実質的な支援を提供できる幅広い汎用プログラム（ユーティリティ）があります。 システムの「ステアリング」を習得すると、優れたアシスタントが得られ、さまざまなドキュメントを開発、編集、再現する機会が与えられます。 何かを忘れず、やがて時事問題を思い出させる電子秘書になります。 エンジニアリング計算とデータバンクの作成に役立ちます。 UNIX OSの利用可能な手段により、他のユーザーと通信を交換し、電話会議を行うことができます。 システムの操作を開始するには、5〜10個の単純なコマンドを習得するだけで十分です。



しかし、科学技術革命の時代では、エンジニアはプログラミングなしではできません。 今日、新しい車、地下鉄、住宅地の設計に使用されているプログラムは、技術プロセスを制御し、明日は絶望的に時代遅れになる可能性があります：より正確な計算方法、新しい材料が登場し、都市計画の要件または地下鉄の敷設条件が変更され、科学者は新しい技術を生み出しました。 これらの条件下でエンジニアは何をすべきですか？ 自分の問題を十分に抱えているプログラマーに走り、長い間問題の本質を説明し、最終的にはエンジニアが必要としないプログラムを手に入れるために？ エンジニアの机には、プログラムの作成とデバッグを支援する「スマート」なPCがありますが、これはすべてです。



今日は、プログラミングが専門家の特権であり、エンジニアの背中がプログラマーによってコンピューターから切り離されていた時代を過ぎました。 そして、ここで車との類似性を描くことができます。 すべての車の所有者がプロのドライバーを雇う状況を想像してください。 あなたは言うだろう：「不条理！」。



そして、あなたの問題から遠く離れた人に目を向けるために、手元にコンピュータを持ち、問題の声明を明確に知っている不条理ではありませんか？ ここでのUNIXシステムは、エンジニアに非常に貴重なサービスを提供します。 C、Fortran、Pascalのプログラミングシステムが含まれており、プログラムを準備およびデバッグするためのシンプルで便利なツールがあります。



UNICS OSコースが、コンピュータテクノロジーの分野での知識を深め、実践にうまく応用できることを願っています。 コースの一環として、モスクワ地域とEUの国内モバイルオペレーティングシステムに焦点を当てます。



公開サイクルでは、システムとのユーザーインタラクションの編成、ドキュメントの準備、情報および参照システムの作成、電子メール、Fortran、Pascal、C言語でのプログラミングに関する問題を検討する予定です。 また、EU OS用のFortranおよびPascalで以前に開発されたプログラムを、さらに使用するためにUNICSシステムに転送する問題を検討する予定です。



V. ORLOV、技術科学候補、主任研究員



以上です。 この30年間、私たちの世界で根本的に変わったことは何でしょうか！