تم تقديم مشروع DBOS (نظام التشغيل الموجه إلى DBMS)، لتطوير نظام تشغيل جديد لتشغيل التطبيقات الموزعة القابلة للتطوير. من الميزات الخاصة للمشروع استخدام نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) لتخزين التطبيقات وحالة النظام، بالإضافة إلى تنظيم الوصول إلى الحالة فقط من خلال المعاملات. ويتم تطوير المشروع من قبل باحثين من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعتي ويسكونسن وستانفورد، وجامعة كارنيجي ميلون، وجوجل وفي إم وير. يتم توزيع العمل بموجب ترخيص معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
يتم وضع مكونات التفاعل مع المعدات وخدمات إدارة الذاكرة ذات المستوى المنخفض في النواة الدقيقة. تُستخدم الإمكانات التي توفرها النواة الدقيقة لإطلاق طبقة نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS). تتفاعل خدمات النظام عالية المستوى التي تتيح تنفيذ التطبيق فقط مع نظام إدارة قواعد البيانات الموزع ويتم فصلها عن النواة الدقيقة والمكونات الخاصة بالنظام.
إن البناء فوق نظام إدارة قواعد البيانات الموزع يجعل من الممكن جعل خدمات النظام موزعة في البداية وغير مرتبطة بعقدة محددة، وهو ما يميز DBOS عن أنظمة المجموعة التقليدية، حيث تقوم كل عقدة بتشغيل مثيلها الخاص من نظام التشغيل، وفوقها منفصلة يتم إطلاق برامج جدولة الكتلة وأنظمة الملفات الموزعة ومديري الشبكات.
تجدر الإشارة إلى أن استخدام أنظمة إدارة قواعد البيانات الموزعة الحديثة كأساس لـ DBOS، وتخزين البيانات في ذاكرة الوصول العشوائي ودعم المعاملات، مثل VoltDB وFoundationDB، يمكن أن يوفر أداءً كافيًا للتنفيذ الفعال للعديد من خدمات النظام. يمكن لنظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) أيضًا تخزين بيانات الجدولة ونظام الملفات وIPC. وفي الوقت نفسه، تتميز أنظمة إدارة قواعد البيانات بأنها قابلة للتطوير بشكل كبير، وتوفر العزلة الذرية والمعاملات، ويمكنها إدارة بيتابايت من البيانات، وتوفير أدوات للتحكم في الوصول وتتبع تدفقات البيانات.
من بين مزايا البنية المقترحة التوسع الكبير في القدرات التحليلية وتقليل تعقيد التعليمات البرمجية بسبب استخدام الاستعلامات العادية لنظام إدارة قواعد البيانات في خدمات نظام التشغيل، والتي يتم من خلالها تنفيذ المعاملات والأدوات لضمان درجة عالية من الأداء. يتم تنفيذ التوفر (يمكن تنفيذ هذه الوظيفة على جانب نظام إدارة قواعد البيانات مرة واحدة واستخدامها في نظام التشغيل والتطبيقات).
على سبيل المثال، يمكن لبرنامج جدولة المجموعة تخزين معلومات حول المهام والمعالجات في جداول نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) وتنفيذ عمليات الجدولة كمعاملات عادية، وخلط التعليمات البرمجية الحتمية وSQL. تسهل المعاملات حل المشكلات مثل إدارة التزامن واسترداد الفشل لأن المعاملات تضمن الاتساق واستمرارية الحالة. في سياق مثال المجدول، تسمح المعاملات بالوصول المتزامن إلى البيانات المشتركة وتضمن الحفاظ على سلامة الحالة في حالة الفشل.
يمكن استخدام آليات التسجيل وتحليل البيانات التي يوفرها نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) لتتبع الوصول والتغييرات في حالة التطبيق والمراقبة وتصحيح الأخطاء والحفاظ على الأمان. على سبيل المثال، بعد اكتشاف الوصول غير المصرح به إلى النظام، يمكنك تشغيل استعلامات SQL لتحديد مدى التسرب، وتحديد جميع العمليات التي تنفذها العمليات التي حصلت على حق الوصول إلى المعلومات السرية.
كان المشروع قيد التطوير منذ أكثر من عام وهو في مرحلة إنشاء نماذج أولية للمكونات المعمارية الفردية. حاليًا، تم إعداد نموذج أولي لخدمات نظام التشغيل التي تعمل فوق نظام إدارة قواعد البيانات، مثل FS وIPC والمجدول، ويجري تطوير بيئة برمجية توفر واجهة لتشغيل التطبيقات المعتمدة على FaaS (الوظيفة كـ- أ-الخدمة) نموذج.
تخطط المرحلة التالية من التطوير لتوفير مجموعة برامج كاملة للتطبيقات الموزعة. يتم استخدام VoltDB حاليًا كنظام إدارة قواعد بيانات في التجارب، ولكن المناقشات جارية حول إنشاء طبقة خاصة بنا لتخزين البيانات أو تنفيذ القدرات المفقودة في أنظمة إدارة قواعد البيانات الحالية. إن مسألة المكونات التي يجب تنفيذها على مستوى النواة والتي يمكن تنفيذها فوق نظام إدارة قواعد البيانات هي أيضًا قيد المناقشة.
المصدر: opennet.ru