操作系统的好日子不多了

 
  操作系统的好日子不多了

屈延文

　　经常听说，it行业进入了“后操作系统时代”，具体含义是什么呢？

　　我们知道，计算机操作系统在很长一段时间内作为it系统的五大支持环境而存在：

　　·软件的运行支持环境

　　·系统的管理支持环境

　　·系统的应用支持环境

　　·系统的开发支持环境

　　·系统的集成支持环境

　　计算机操作系统既然作为上述五个方面的支持环境，当然操作系统就作为系统的平台。操作系统作为it的平台和it建设的基础，it的发展需要操作系统标准和规范。各主要计算机厂商的操作系统间的明显差别严重阻碍了it技术和产业的发展，是当前it系统“烟囱林立”的根本原因，是阻碍系统资源和信息重用、共享、交换、协同和互联、互通与互操作的根本原因，也是it产品成本居高不下的主要原因。业界有识之士，为unix的统一也曾付出巨大的努力，虽然国际标准化组织提出了posix操作系统标准，但是计算机厂商的unix操作系统依然千差万别。microsoft公司又提出windows序列和nt操作系统，扩大了操作系统的分离，构成了目前开放操作系统两大派系的局面，并且在低端系统上，操作系统被microsoft公司垄断。

　　发展是硬道理，垄断厂商把持it发展命运的局面必须改变，寻求新的解决方案。分解操作系统的功能，降低操作系统平台地位，使之成为核心部件，把操作系统的原有的上述五大支持环境中的物理和虚拟意义上的支持服务保留在操作系统内部，而把支持意义上的较高层环境移交给新的信息平台结构，全面实现网络中心的信息应用平台，部件实现“即插即用”体系结构才是新的出路。从这个意义上来看，分解microsoft公司是整个it技术和产业发展的需要，远不是美国司法部对microsoft公司有意见。美国国防部的dii coe计划，已经埋下了分解microsoft公司伏笔，更重要的是，与美国在经济全球化和在军事上称霸世界的战略目标相违背。但是，microsoft公司的历史功绩还是应当被人们记住的，microsoft公司的ole应当被认为是最了不起的计划。因为microsoft公司是最早实现公共操作环境的网络信息平台的，从这一点来看，分解microsoft公司似乎存在某种不公平，但是这个公共操作环境的网络信息平台不能为microsoft公司独有。dii coe要比ole做出更大的发展，ole从规模上与dii coe是无法比拟的。

　　信息基础设施

　　提起dii coe，则要从信息基础设施（gii、nii、dii、fii）说起。信息基础设施（information infrastructure)是20世纪90年代提出的概念。信息基础设施是指信息范围内的跨领域、支持承载服务的公共环境的建设，包括通信、网络系统、操作系统、公共操作、应用支持服务和信息安全，包括软硬件的设施。

　　信息基础设施从全球讨论，称之为gii，目前主要讨论通信网络、电视网络和计算机网络的多网融合发展。gii主要在一些国际标准化组织中进行研究。

　　信息基础设施从国家讨论，称之为nii，目前也是主要讨论通信网络、电视网络和计算机网络的多网融合发展。

　　信息基础设施从金融领域讨论，称之为fii，主要是指fii coe与金融联合技术体系结构（jta）的研究。概念具体，具有很好的可操作性、标准和规范特性。

　　信息基础设施从国防领域讨论，称之为dii，美国国防部dii概念要比nii概念具体得多，具有很好的可操作性、标准和规范特性，主要是指dii coe与国防部联合技术体系结构（jta）的研究。

　　美国国防部的公共操作环境的网络信息平台技术采用了如下一些标准和规范概念。

　　1、posix：portable operating system for information exchange(信息交换可移植操作系统）；

　　2、dod tafim：technical architecture framework for information management(信息管理技术体系结构框架）；

　　3、dod jta:joint technical architecture（联合技术体系结构）；

　　4、dod uis：user interface specification(用户接口规范）；

　　5、dii coe:common operating environment（公共操作环境）。

　　联合技术体系

　　结构（jta）

　　在冷战后，为了实现美军在全球联合作战的需要，在海湾战争的启发下，为了最大限度地发挥士兵在全球任何地方，任何时间的作战能力和效能，改善作战决策能力，大幅度降低作战成本和减低军费预算，克服各军种/兵种的信息系统难于互联、互通和互操作的性能，消除信息系统“烟囱林立”和信息孤岛现象。如图1所示：

 
　　图1 信息系统“烟囱林立”

　　美国国防部认为建立国防部范围内的联合技术体系结构非常必要。建立美国国防部联合技术体系结构（joint technical architecture:jta)于1996年正式提出其v1.0版，于1998年升级为v2.0版。向信息产业界，尤其it技术和产品的供应商发布了发展的信息，在开发新的产品时，必须遵守jta的要求，美国国防部才有可能采购其产品。

　　所谓的技术体系结构是确保系统一致性规定的规则和要求，技术体系结构标识出各个服务、接口、标准以及它们之间的关系，技术体系结构是系统工程规范的基础、公共部件构件系统的依据和开发产品的基线、系统实现的指南。

　　jta是在tafim（信息管理的技术体系结构）的框架（应用实体软件、应用程序接口（api）、应用平台实体、外部环境接口（eei)和外部环境）和过程的基础上，为tafim的信息处理、信息传输、信息模型与信息交换、人机接口和信息系统安全制定标准的，是军用信息系统的标准和规范的最小集合，具有强制性。

　　信息管理的技术体系结构框架（tafim）

　　建立联合技术体系结构和最终实现公共操作环境的网络信息平台已是it技术发展新概念，在此首先得从信息管理的角度，而不是从开发者的角度建立技术体系结构概念框架。从模型上和概念上明确建设的目标和任务。信息管理的技术体系结构框架（dod technical architecture framework for information management:dod tafim)则是为建议联合技术体系结构和最终实现公共操作环境的网络信息平台建立概念和模型的。

 
　　图2 系统的引用模型

　　tafim是美国国防部于20世纪90年代初提出的一项计划，1994年正式提出v2.0版，七卷组成。1995年提出v3.0版草案，于1996年通过，八卷组成。该系统的引用模型如图2所示。

　　整个信息系统被划分成五个部分：应用实体软件、应用程序接口（api）、应用平台实体、外部环境接口（eei）和外部环境。

 
　　图3 网络中心概念

　　所谓信息平台概念是在现代软件工程的概念上建立的，实施最大限度的软件和系统资源的重用，启动数据共享工程（shade），把真正与领域业务需求有关的部分提取出来，把信息基础设施与公共应用支持开发成平台。其外部环境包括通信网络传输系统、数据交换网络的传输系统和用户设备。

　　图中，eei的服务主要包括：通信服务、信息交换服务和用户接口服务。应用基础平台与应用支持平台之间的api服务主要包括四个方面：通信服务、信息交换服务、用户接口服务和系统服务。

　　在其通信视图模型中，网络中心的概念如图3所示。

　　图中显示了tafim的结构、平台与部件概念。部件是相对于平台而言，平台是相对于部件而言。部件是服务与接口所组成，部件之间的引用关系是api，trm与iso网络协议和通信协议之间的关系在图中可见，trm是网络中心的概念。

　　建立公共操作环境的网络信息平台的必要性和可行性，在tafim中所提供的八大理由足以体现出来。

　　1、tafim采用了一致性用户接口、集成化应用和数据共享工程（shade），将使用户的生产力得到有效提高。

　　2、tafim充分采用了公共开发、公共开放系统环境、使用产品、软件重用、资源共享等技术原则，大大提高了开发工作效率。

　　3、tafim充分采用了可移植性、可延伸性等技术原则，显著改善了系统可移植性。

　　4、tafim采用了公共基础设施、标准化的技术原则，显著改善了系统互操作性。

　　5、tafim采用了可交换部件、非厂商规范，促进厂商的非依赖性。

　　6、tafim采用了减少重复、减少软件维护成本、减少培训成本，从而降低了整个生存期成本。

　　7、tafim采用了统一的安全认证、一致性的安全接口、支持单平台不同信息域的同时处理、支持分布式系统不同信息域的同时处理、支持使用公共用户通信系统等技术原则，从而有效地改善了系统的安全性。

　　8、tafim采用了一致性管理接口、管理标准化、减少操作管理和维护成本等技术原则，显著改善了系统的可管理性。

　　结束语

　　我国的一些企业和公司把linux开发的重要性提高到重走microsoft公司开发windows和nt操作系统的老路的高度，打着linux旗号重走操作系统是it的平台和it核心的老路。这些企业和公司忘记了互联网时代总技术要求的背景。如果把linux的开发当成公共操作环境的网络信息平台的一个部件来开发，才放对了企业产品的位置。应当提请人们注意的是，最近oracle公司的产品，摆对了位置，没有重走老路，在打破microsoft公司的操作系统垄断方面，做出了具有明显效益的成果。

　　在it行业的发展中，笔者几乎伴随国内计算机技术的整个发展过程。60年代，计算机硬件是核心，从事计算机cpu和存储器的设计最时髦；70年代，搞计算机的体系结构最时尚，cpu和存储器成为计算机的部件；70年代后期和80年代，整个it行业进入系统集成，搞操作系统和软件工程时髦起来，甚至进入操作系统时代，操作系统是it的核心与平台，1980年在美国国防部的支持与参与下，推动了ada程序设计语言的巨大软件工程计划，为后来的软件开发工具的发展提供了原动力；1987年，也是在美国国防部的支持和参与下，推动了计算可视化计划，使it进入了18个月芯片速度翻一番的时期，当时人们称之为计算机的第二次革命，到现在几乎所有的软件都是可视化的，使计算机辅助设计，以及仿真与模拟达到了空前美好的境界，虚拟现实得到了应用；90年代开始进入网络时代（也是基于当时美国国防部的tcp/ip网络），互联网飞速发展。又是在美国国防部的支持和参与下，推出了公共操作环境的网络信息平台计划，把操作系统降级为部件，企图最大限度降低it成本和大规模提高it产业的生产力。在这个发展过程中，我们除了看到了美国国防部把握it发展的能力外，我们还看到许多优秀的技术被淘汰，dec公司是最有技术的公司，其操作系统vms完美之极，ibm的vm操作系统也是人世间的佳作，但都逐步被人们遗忘。我们应当记住一条真理，不管人们如何喜欢什么概念，什么技术，什么产品，只要它阻碍了生产力的发展，就会被淘汰。