Một phần lịch sử máy tính hấp dẫn đã xuất hiện từ kho lưu trữ kỹ thuật số sau ba thập kỷ. Một nhà phát triển đã thành công trong việc hồi sinh Unite, một hệ điều hành thời gian thực ban đầu được tạo ra vào đầu những năm 1990 như một giải pháp thay thế cho cả Linux và MINIX. Dự án này đã nằm im lìm trên các ổ cứng từ năm 1994, giờ đây đã được đưa trở lại cuộc sống nhờ công nghệ máy ảo hiện đại.
Yêu cầu hệ thống:
- Kiến trúc: chỉ hỗ trợ chế độ bảo vệ 32-bit i386
- Mô phỏng: Đã được thử nghiệm trên Linux sử dụng VirtualBox và QEMU
- Phân phối: Có sẵn qua torrent dưới dạng ảnh đĩa hoàn chỉnh
- Phương thức khởi động: Ảnh đĩa mềm với hỗ trợ ổ cứng
Tầm nhìn ban đầu đằng sau Unite
Unite ra đời trong cuộc tranh luận nổi tiếng năm 1992 giữa Andrew Tanenbaum và Linus Torvalds về kiến trúc kernel. Trong khi Tanenbaum ủng hộ thiết kế microkernel thay vì monolithic kernel, nhà phát triển tin rằng các hệ thống microkernel hiện có như MINIX chưa đủ tiên tiến. Lấy cảm hứng từ QNX, một hệ điều hành thời gian thực thương mại, Unite được thiết kế để chứng minh rằng microkernel có thể vừa đáng tin cậy vừa nhanh chóng.
Quá trình phát triển ban đầu diễn ra trong những hoàn cảnh đầy thử thách. Làm việc với tài nguyên hạn chế và các công cụ gỡ lỗi thô sơ, nhà phát triển phải khởi động lại máy tính thủ công mỗi vài phút khi hệ thống gặp sự cố. Điều này trở nên thường xuyên đến mức cuối cùng một bàn đạp chân đã được kết nối để tránh việc phải liên tục chui xuống gầm bàn để nhấn nút reset.
Sự quan tâm của cộng đồng đối với các hệ điều hành thay thế
Việc hồi sinh này đã khơi dậy các cuộc thảo luận về tình trạng hiện tại của sự đa dạng hệ điều hành. Nhiều nhà phát triển bày tỏ sự thất vọng với sự thống trị của Linux trong các hệ thống nhúng, đặc biệt là đối với các thiết bị Internet of Things nơi mà bảo mật là yếu tố quan trọng. Cộng đồng thấy giá trị trong việc khám phá các kiến trúc microkernel, đặc biệt cho các ứng dụng yêu cầu thời gian phản hồi được đảm bảo.
Tuy nhiên, một số thành viên cộng đồng chỉ ra những thách thức thực tế. QNX hiện đại vẫn có sẵn cho việc sử dụng của những người đam mê, mặc dù các thay đổi giấy phép trước đây đã khiến các nhà phát triển cảnh giác với việc phụ thuộc vào các giải pháp thương mại. Những người khác gợi ý rằng các dự án như seL4 đã giải quyết nhu cầu về các hệ điều hành an toàn, tối giản.
Kiến trúc kỹ thuật và tính liên quan hiện đại
Unite hoạt động như một hệ thống chế độ bảo vệ 32-bit với 16 mức độ ưu tiên cho việc lập lịch tác vụ thời gian thực. Thiết kế microkernel có nghĩa là mọi thứ ngoại trừ việc truyền thông điệp cốt lõi và lập lịch đều chạy ở chế độ người dùng, làm cho hệ thống có tính mô-đun cao và chịu lỗi tốt. Các trình điều khiển thiết bị và dịch vụ hệ thống có thể được sửa đổi hoặc thay thế mà không ảnh hưởng đến kernel.
Quá trình hồi sinh mất khoảng hai tuần, được hỗ trợ bởi các tệp nhị phân được bảo quản và một image boot floppy. Công nghệ máy ảo hiện đại đã làm cho việc gỡ lỗi dễ dàng hơn đáng kể so với môi trường phát triển ban đầu. Hệ thống hiện chạy thành công trên QEMU và VirtualBox, mặc dù một số thành phần như mạng và giao tiếp nối tiếp vẫn cần được hoàn thiện.
Tính năng kỹ thuật:
- Hệ điều hành thời gian thực với 16 mức độ ưu tiên
- Kiến trúc microkernel lấy cảm hứng từ QNX
- Môi trường phát triển tự lưu trữ
- Bao gồm trình biên dịch C và C++
- Chế độ đồ họa với trình quản lý cửa sổ
- Hệ thống tập tin dựa trên MINIX
Thách thức và triển vọng tương lai
Dự án phải đối mặt với một số hạn chế phản ánh cả tuổi tác của nó và sự phức tạp của việc phát triển hệ điều hành. Hỗ trợ mạng vẫn chưa hoạt động, và trình điều khiển chuột phụ thuộc vào giao tiếp cổng nối tiếp không hoạt động trong các môi trường mô phỏng hiện tại. Trình soạn thảo văn bản có vấn đề về tính ổn định, mặc dù một trình soạn thảo thay thế từ thời đại ban đầu vẫn hoạt động bình thường.
Bất chấp những thách thức này, nhà phát triển đã công khai mã nguồn hệ điều hành cốt lõi trong phạm vi công cộng, khuyến khích những người khác thử nghiệm và xây dựng dựa trên công việc này. Sự tách biệt rõ ràng giữa kernel và các thành phần không gian người dùng làm cho nó trở thành một nền tảng thú vị cho mục đích giáo dục và phát triển hệ thống nhúng.
Micro Kernel rất thú vị để hack: mọi thứ ngoại trừ tác vụ truyền thông điệp cốt lõi và bộ lập lịch đều là chương trình chế độ người dùng và bạn có thể thay đổi nó dễ dàng như bạn có thể thay đổi bất kỳ chương trình nào khác.
Dự án đóng vai trò như một hiện vật lịch sử và một nền tảng tiềm năng cho sự phát triển trong tương lai. Trong khi các hệ thống 32-bit phần lớn được giới hạn trong các ứng dụng nhúng ngày nay, các khái niệm microkernel cơ bản vẫn có liên quan đối với các hệ thống thời gian thực và quan trọng về an toàn hiện đại.
Tham khảo: The Unite Real Time Operating System