Mach


Mach — микроядро операционной системы, разработанное в Университете Карнеги — Меллона при проведении исследовательских работ в области операционных систем, главным образом распределённых и параллельных вычислений. Это один из самых первых примеров микроядра, но до сих пор он является стандартом для других подобных проектов.

Проект существовал с 1985 по 1994 годы и был закончен выпуском Mach 3.0. Несколько исследовательских групп продолжили разработку Mach; например, Университет Юты некоторое время вёл проект Mach 4[2]. Mach разрабатывался как замена ядру BSD UNIX, поэтому не было необходимости в разработке нового операционного окружения. Дальнейшие научно-исследовательские работы по проекту Mach, похоже, закончены; несмотря на это, Mach и его производные используются в ряде коммерческих операционных систем, например, NeXTSTEP, наиболее заметной из которых является macOS, в которой используется ядро XNU, вобравшее в себя Mach 2.5. Система управления виртуальной памятью Mach была перенята разработчиками BSD в CSRG и используется в современных UNIX-системах, производных от BSD, например, FreeBSD. Ни macOS, ни FreeBSD не сохранили микроядерной архитектуры, используемой в Mach, хотя macOS предлагает для использования в приложениях микроядерную систему межпроцессного взаимодействия и примитивы управления.

Mach является логическим продолжением ядра Accent[en], также разработанного в Carnegie Mellon University. Ведущий разработчик проекта Ричард Рашид с 1991 года работает в Microsoft в подразделении Microsoft Research. Ещё один из основных разработчиков, Аветис Теванян, работал главой отдела разработки программ в NeXT, затем, до марта 2006, - главой отдела перспективных программных технологий в Apple.

Так как Mach был спроектирован как быстрая замена традиционному ядру Unix, мы рассмотрим в основном отличия Mach от Unix. Стало понятным, что Unix-концепция «всё — файл» больше не работает на современных системах, но такие системы, как Plan 9 от Bell Labs, всё же пытаются следовать по этому пути. Разработчики Mach заметили негибкость такого подхода, и предположили, что другой уровень виртуализации может заставить систему «работать» снова.

Одна из важнейших абстракций в Unix — это конвейеры (pipe). Что похоже на конвейеры и позволит на более общем уровне сделать доступным различные перемещения информации между программами? Такая система может существовать, используя межпроцессное взаимодействие (IPC) — похожий на конвейеры принцип организации взаимодействия процессов, позволяющий перемещать любую файлоподобную информацию между двумя программами. В то время как во многих системах, включая различные Unix, уже несколько лет существовали различные реализации IPC, они были предназначены для специальных целей и не могли обеспечить того, что создатели Mach от них ждали.