برامج عامة

Genera هو نظام تشغيل تجاري وبيئة تطوير متكاملة لأجهزة Lisp، من تطوير شركة Symbolics . وهو في الأساس نسخة معدلة من نظام تشغيل سابق كان يُستخدم على أجهزة Lisp التابعة لمختبر الذكاء الاصطناعي في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، والتي كانت Symbolics تستخدمها بالاشتراك مع شركتي Lisp Machines , Inc. (LMI) و Texas Instruments (TI). وقد باعت Symbolics أيضًا Genera تحت اسم Open Genera ، الذي يُشغّل Genera على أجهزة كمبيوتر تعتمد على معالج Alpha من شركة Digital Equipment Corporation (DEC) باستخدام نظام Tru64 UNIX . في عام 2021، صدرت نسخة جديدة باسم Portable Genera ، تعمل على نظام Tru64 UNIX على معالج Alpha، ونظام Linux على معالجات x86-64 و Arm64 ، ونظام macOS على معالجات x86-64 وArm64 ( سلسلة Apple Silicon M ). ويُصدر Genera ويُرخص كبرنامج احتكاري .

يُعد Genera مثالاً على نظام تشغيل كائني التوجه يعتمد على لغة البرمجة Lisp .

يدعم برنامج Genera التطوير التدريجي والتفاعلي للبرامج المعقدة باستخدام مزيج من أساليب البرمجة مع دعم واسع النطاق للبرمجة الموجهة للكائنات .

كُتب نظام التشغيل Lisp Machine بلغة Lisp Machine Lisp . كان عبارة عن محطة عمل أحادية المستخدم، استهدفت في البداية مطوري البرامج لمشاريع الذكاء الاصطناعي . ^{[ 1 ]} احتوى النظام على شاشة عرض كبيرة ، وفأرة، ولوحة مفاتيح، وواجهة شبكة ، ومحرك أقراص، وفتحات للتوسعة. كان نظام التشغيل يدعم هذه المكونات، ووفر (من بين أمور أخرى):

• كود معالج الواجهة الأمامية
• وسيلة لتشغيل نظام التشغيل
• إدارة الذاكرة الافتراضية
• جمع القمامة
• واجهة توصيل لمختلف الأجهزة: فأرة، لوحة مفاتيح، مخزن مؤقت لإطار الصورة النقطية، قرص، طابعة، واجهة شبكة
• مترجم ومترجم لغة الآلة Lisp
• نظام كائنات: النكهات
• نظام نوافذ بواجهة مستخدم رسومية (GUI ) ومدير نوافذ
• نظام ملفات محلي
• دعم شبكة Chaosnet (CHAOS)
• محرر نصوص شبيه بـ Emacs يُدعى Zmacs
• برنامج بريد إلكتروني يُسمى Zmail
• مستمع لغة ليسب
• مصحح الأخطاء

كان هذا بالفعل نظام تشغيل وبيئة تطوير كاملة تعتمد على لغة ليسب، ومخصصة لمستخدم واحد.

تم تطوير نظام تشغيل الآلة MIT Lisp من منتصف السبعينيات إلى أوائل الثمانينيات.

في عام 2006، تم إصدار الشفرة المصدرية لنظام تشغيل الآلة Lisp هذا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كبرنامج مجاني ومفتوح المصدر . ^{[ 2 ]}

طوّرت شركة Symbolics أجهزة Lisp جديدة ونشرت نظام التشغيل تحت اسم Genera . أحدث إصدار هو 8.5. طُوّر نظام Symbolics Genera في أوائل الثمانينيات وأوائل التسعينيات. في السنوات الأخيرة، اقتصر التطوير في الغالب على إضافة تصحيحات، مع وظائف جديدة قليلة جدًا.

طوّرت شركة Symbolics نظام Genera استنادًا إلى نظام تشغيل آلة MIT Lisp. وتبيع الشركة نظام التشغيل والبرمجيات الملحقة به . وقد دُمجت بعض هذه البرمجيات الملحقة في Genera في إصدارات لاحقة. حسّنت Symbolics نظام التشغيل من آلة MIT Lisp الأصلية ووسّعته. كان نظام تشغيل Genera متاحًا فقط لأجهزة Symbolics Lisp والآلة الافتراضية Open Genera .

يتميز نظام التشغيل Symbolics Genera بالعديد من الميزات ويدعم جميع إصدارات مختلف الأجهزة التي طورتها شركة Symbolics على مر تاريخها. يتجاوز حجم شفرته المصدرية مليون سطر، ويتفاوت هذا العدد حسب الإصدار وكمية البرامج المثبتة. نُشر نظام Symbolics Genera على شريط مغناطيسي وقرص مضغوط . كما وفر إصدار نظام التشغيل معظم شفرته المصدرية وتطبيقاته. يتمتع المستخدم بوصول كامل إلى جميع أجزاء نظام التشغيل قيد التشغيل، ويمكنه إجراء تغييرات وإضافة ملحقات. تُقسم الشفرة المصدرية لنظام التشغيل إلى أنظمة ، وتضم هذه الأنظمة ملفات المصادر والملفات الثنائية وغيرها. تتولى مجموعة أدوات بناء النظام (SCT) إدارة التبعيات والمكونات وإصدارات جميع الأنظمة. لكل نظام رقمان: رقم الإصدار الرئيسي ورقم الإصدار الفرعي. يشير رقم الإصدار الرئيسي إلى عدد عمليات البناء الكاملة للنظام، بينما يشير رقم الإصدار الفرعي إلى عدد التصحيحات التي أُضيفت إليه. التصحيح هو ملف يمكن تحميله لإصلاح المشكلات أو إضافة ملحقات إلى إصدار معين من النظام.

طوّرت شركة Symbolics نسخةً باسم Open Genera ، تضمنت آلةً افتراضيةً تُمكّن من تشغيل Genera على محطات عمل DEC Alpha، بالإضافة إلى العديد من ملحقات Genera وتطبيقاتها التي تُباع بشكلٍ منفصل (مثل حزمة Symbolics S-Graphics ). كما طوّرت نظام تشغيل جديدًا باسم Minima للاستخدامات المدمجة، مكتوبًا بلغة Common Lisp . أما أحدث إصدار فهو Portable Genera ، الذي تم فيه نقل الآلة الافتراضية إلى معالجات x86-64 و Arm64 و Apple M1 ، بالإضافة إلى معالج DEC Alpha . وتعمل الآلة الافتراضية بعد ذلك على أنظمة Linux و macOS ، بالإضافة إلى Tru64 UNIX .

طُوّر نظام تشغيل الآلة الأصلي بلغة Lisp Machine Lisp ، باستخدام امتداد Flavors الموجه للكائنات. وقدّمت Symbolics امتدادًا جديدًا لـ Flavors باسم New Flavors . لاحقًا، دعمت Symbolics أيضًا لغة Common Lisp ونظام كائنات Common Lisp (CLOS). ثم أصبحت Symbolics Common Lisp هي لغة Lisp الافتراضية لكتابة البرامج باستخدام Genera. كُتبت معظم برامج نظام التشغيل بلغة Lisp Machine Lisp (المسماة ZetaLisp ) وSymbolics Common Lisp. تُوفّر Genera هاتين اللغتين. كما استُخدمت أجزاء من البرنامج إما Flavors أو New Flavors أو نظام كائنات Common Lisp. أُعيدت كتابة بعض الأجزاء القديمة من نظام تشغيل Genera بلغة Symbolics Common Lisp ونظام كائنات Common Lisp. بينما بقيت أجزاء كثيرة من أنظمة التشغيل مكتوبة بلغة ZetaLisp وFlavors (أو New Flavors).

بُنيت الإصدارات الأولى من برنامج Symbolics Genera باستخدام نظام واجهة المستخدم الرسومية (GUI) الأصلي لنظام تشغيل Lisp. ثم ​​طورت Symbolics نظام نوافذ جديدًا كليًا يُسمى Dynamic Windows، بواجهة مستخدم تعتمد على العرض التقديمي . ^{[ 3 ]} وقُدِّم هذا النظام مع Genera 7 عام 1986. ^{[ 4 ]} ومنذ ذلك الحين، تستخدم العديد من تطبيقات Genera نظام Dynamic Windows لواجهة المستخدم الخاصة بها . لاحقًا، اتجهت شركات أخرى إلى نقل أجزاء من نظام النوافذ لتشغيلها على تطبيقات Common Lisp أخرى، تحت اسم Common Lisp Interface Manager (CLIM). وتتوفر إصدارات من CLIM (من بين أنظمة أخرى) لـ Allegro Common Lisp و LispWorks و Macintosh Common Lisp . كما يتوفر إصدار مفتوح المصدر ( McCLIM ).

تستخدم النوافذ الديناميكية كائنات مُحددة النوع لعرض جميع البيانات على الشاشة. وتحتفظ جميع المعلومات المعروضة برابطها مع الكائنات المعروضة ( تسجيل الإخراج ). وينطبق هذا على كلٍ من الإخراج النصي والرسومي. أثناء التشغيل، تُحسب العمليات المناسبة لهذه الكائنات بناءً على التسلسل الهرمي للفئات والعمليات المتاحة ( الأوامر ). تُنظم الأوامر في جداول أوامر هرمية ذات معلمات مُحددة النوع. يمكن إدخال الأوامر باستخدام الفأرة (مع الاستفادة القصوى من اختصارات الفأرة )، أو ضغطات المفاتيح، أو عبر واجهة سطر الأوامر. تشترك جميع التطبيقات في تطبيق واحد لمفسر سطر الأوامر، والذي يتكيف مع مختلف أنواع الاستخدام. وتعتمد القدرات الرسومية لنظام النوافذ على نموذج رسومات PostScript .

تعتمد واجهة المستخدم في الغالب على اللونين الأبيض والأسود ، نظرًا لأن هذا ما كانت توفره وحدة التحكم التقليدية. مع ذلك، يتوفر دعم واسع للألوان، باستخدام مخازن إطارات ملونة أو خوادم نظام X Window (X11) التي تدعم الألوان. تستخدم التطبيقات الشاشة بأكملها مع عدة أجزاء، مع إمكانية تصغير حجم النوافذ. يتكيف تخطيط نوافذ التطبيقات مع أحجام الشاشات المختلفة، كما يمكن للتطبيقات التبديل بين تخطيطات الأجزاء المختلفة.

يوفر برنامج Genera قائمة نظام للتحكم في النوافذ، وتبديل التطبيقات، وإدارة نظام النوافذ. كما يمكن التحكم في العديد من ميزات واجهة المستخدم (مثل التبديل بين الأنشطة، وإنشاء الأنشطة، وإيقاف العمليات وبدئها، وغير ذلك الكثير) باستخدام أوامر لوحة المفاتيح.

يُعدّ مُستمع لغة ليسب الديناميكي مثالاً على واجهة سطر أوامر تتمتع بإمكانيات رسومية كاملة ودعم للتفاعل باستخدام الفأرة. يقبل هذا المُستمع تعابير وأوامر ليسب كمدخلات، وتكون مخرجاته حساسة لحركة الفأرة. كما يُمكنه عرض نماذج لإدخال البيانات لمختلف الأوامر المُدمجة.

توفر واجهة المستخدم مساعدة شاملة عبر الإنترنت ومساعدة حساسة للسياق ، وإكمال الخيارات في سياقات مختلفة.

يدعم برنامج Genera توثيقًا إلكترونيًا كاملًا بروابط تشعبية . يُقرأ التوثيق باستخدام برنامج Document Examiner ، وهو متصفح نصوص تشعبية قديم . يعتمد التوثيق على سجلات توثيق صغيرة قابلة لإعادة الاستخدام، ويمكن عرضها أيضًا في سياقات مختلفة باستخدام المحرر ومستمع لغة Lisp. يُنظم التوثيق في كتب وأقسام. كما توفرت نسخ مطبوعة من الكتب بنفس محتوى التوثيق الإلكتروني. تُقدم معلومات قاعدة بيانات التوثيق مع برنامج Genera، ويمكن تعديلها عبر تحديثات تدريجية.

تم إنشاء الوثائق باستخدام تطبيق منفصل لم يكن مرفقًا مع Genera: Symbolics Concordia . يوفر Concordia إضافةً لمحرر Zmacs لتحرير سجلات الوثائق، ومحررًا للرسومات، وعارضًا للصفحات.

توفر الوثائق أدلة المستخدم، وإرشادات التثبيت، ومراجع لمختلف بنيات ومكتبات لغة ليسب.

تعتمد لغة الترميز على لغة ترميز Scribe ويمكن للمطور استخدامها أيضًا.

يدعم برنامج Genera الطباعة على طابعات PostScript، ويوفر قائمة انتظار للطباعة، بالإضافة إلى مترجم PostScript (مكتوب بلغة Lisp).

يدعم برنامج Genera أيضًا بروتوكولات الشبكة المختلفة والتطبيقات التي تستخدمها، كما يدعم بروتوكول TCP/IP بشكل واسع .

يدعم Genera الأجهزة ذات المعالج الواحد مع عدة خيوط (تسمى العمليات ).

يدعم Genera عدة أنواع مختلفة من جمع البيانات المهملة (GC): جمع البيانات المهملة الكامل، وجمع البيانات المهملة في مكانها، وجمع البيانات المهملة التزايدي، وجمع البيانات المهملة المؤقت. يستخدم جامع البيانات المهملة المؤقت الذاكرة الفعلية فقط، ويستعين بوحدة إدارة الذاكرة للحصول على معلومات حول الصفحات المتغيرة في الذاكرة الفعلية. يستخدم جامع البيانات المهملة الأجيال، ويتم تقسيم الذاكرة الافتراضية إلى مناطق. يمكن أن تحتوي المناطق على كائنات من أنواع معينة (سلاسل نصية، صور نقطية، مسارات ملفات، ...)، ويمكن لكل منطقة استخدام آليات مختلفة لإدارة الذاكرة.

يُطبّق نظام Genera نظامي ملفات : نظام FEP للملفات الكبيرة، ونظام LMFS المُحسّن للتعامل مع العديد من الملفات الصغيرة. ويحتفظ هذان النظامان بنسخ مختلفة من الملفات. فإذا تم تعديل ملف، يحتفظ Genera بالنسخ القديمة. كما يُتيح Genera الوصول إلى أنظمة ملفات أخرى، محلية وبعيدة، بما في ذلك: NFS وFTP وHFS وأقراص CD-ROM ومحركات الأشرطة ، والقراءة والكتابة إليها .

يدعم Genera خاصية التشغيل عبر الشبكة.

يوفر Genera عميلًا لقاعدة بيانات كائنات Statice من Symbolics.

تستخدم Genera نظام الشروط (معالجة الاستثناءات) على نطاق واسع للتعامل مع جميع أنواع أخطاء وقت التشغيل، وهي قادرة على التعافي من العديد منها. على سبيل المثال، تسمح بإعادة محاولة عمليات الشبكة في حال انقطاع الاتصال؛ وسيستمر تشغيل كود التطبيق. عند حدوث أخطاء، يُعرض على المستخدمين قائمة بخيارات إعادة التشغيل (إلغاء، إعادة المحاولة، متابعة) الخاصة بالخطأ المُشار إليه.

يحتوي برنامج Genera على أدوات تصحيح أخطاء شاملة.

يمكن لبرنامج Genera حفظ نسخ من النظام قيد التشغيل في عوالم افتراضية . يمكن تشغيل هذه العوالم، وعندها ستحتوي على جميع البيانات والتعليمات البرمجية المحفوظة.

قدمت شركة Symbolics العديد من لغات البرمجة لاستخدامها مع Genera:

• زيتا ليسب ، النسخة الرمزية من لغة ليسب ماشين ليسب
• لغة Common Lisp في عدة إصدارات: Symbolics Common Lisp، وFuture Common Lisp (ANSI Common Lisp)، وCLtL1
• Symbolics Pascal، وهي نسخة من لغة باسكال مكتوبة بلغة ليسب (يتم تضمين مصدر ليسب في توزيعة Genera)
• Symbolics C، وهي نسخة من لغة C مكتوبة بلغة Lisp (يتم تضمين مصدر Lisp في توزيعة Genera)
• Symbolics Fortran، وهي نسخة من لغة Fortran مكتوبة بلغة Lisp (يتم تضمين مصدر Lisp في توزيعة Genera)

توفر لغة Symbolics Common Lisp معظم معيار Common Lisp مع العديد من الإضافات، والعديد منها يأتي من ZetaLisp.

يأتي برنامج Symbolics Genera مزودًا بالعديد من التطبيقات. تُسمى التطبيقات بالأنشطة . بعض هذه الأنشطة:

• Zmacs ، محرر نصوص يشبه Emacs
• Zmail، قارئ بريد إلكتروني يوفر أيضًا تقويمًا
• مستعرض نظام الملفات مزود بأدوات لصيانة نظام الملفات
• مستمع لغة ليسب بواجهة سطر أوامر
• مدقق المستندات لتصفح المستندات
• قم باستعادة التوزيعة لتثبيت البرنامج.
• أنظمة التوزيع، لإنشاء توزيعات البرامج
• ألقِ نظرة سريعة لفحص معلومات النظام (العمليات، النوافذ، اتصالات الشبكة، ...)
• مصحح الأخطاء
• محرر مساحة الأسماء للوصول إلى معلومات حول الكائنات الموجودة في الشبكة (المستخدمين، وأجهزة الكمبيوتر، وأنظمة الملفات، ...)
• كونفرس، برنامج دردشة
• صالة
• أداة الفحص، لتصفح هياكل بيانات لغة ليسب
• إشعارات
• برنامج Frame-Up، لتصميم واجهات المستخدم
• أداة فحص النكهات، لفحص فئات وأساليب امتداد النكهات الموجه للكائنات في لغة ليسب

• تمت كتابة Genera بالكامل بلغة Lisp، باستخدام ZetaLisp و Symbolics Common Lisp، بما في ذلك جميع أكواد النظام منخفضة المستوى، مثل برامج تشغيل الأجهزة، وجمع البيانات المهملة، وجدولة العمليات، ومكدسات الشبكة، وما إلى ذلك.
• يتجاوز حجم الكود المصدري مليون سطر من لغة ليسب، ولكنه مع ذلك مضغوط نسبيًا مقارنةً بالوظائف المتاحة، وذلك بفضل إعادة الاستخدام المكثفة. كما أنه متاح للمستخدمين للاطلاع عليه وتعديله.
• تمت كتابة نظام التشغيل في الغالب بأسلوب البرمجة الكائنية باستخدام Flavors و New Flavors و CLOS
• يحتوي على وثائق شاملة متاحة عبر الإنترنت يمكن قراءتها باستخدام برنامج Document Examiner
• توفر النوافذ الديناميكية واجهة مستخدم قائمة على العرض التقديمي
• يمكن استخدام واجهة المستخدم محليًا (على أجهزة Lisp وأجهزة MacIvory) وعن بعد (باستخدام X11).
• يمكن لمجموعات المطورين العمل معًا في بيئة شبكية
• يوفر خادم مساحة الأسماء المركزي دليلاً للأجهزة والمستخدمين والخدمات والشبكات وأنظمة الملفات وقواعد البيانات وغير ذلك.
• لا توجد حماية تُذكر ضد تغيير نظام التشغيل. النظام بأكمله قابل للوصول والتغيير بشكل كامل.

تشمل حدود Genera ما يلي:

• يعمل فقط على أجهزة Symbolics Lisp أو محاكي Open Genera.
• لا يمكن تسجيل دخول أكثر من مستخدم واحد في نفس الوقت.
• لا يمكن تشغيل سوى نظام Lisp واحد في الوقت نفسه. وتتشارك التطبيقات ونظام التشغيل البيانات والتعليمات البرمجية. ومع ذلك، يمكن تشغيل عدة نسخ من Open Genera على جهاز DEC Alpha واحد.
• توقف التطوير فعلياً في منتصف التسعينيات.

• 1982 – الإصدار 78
• 1982 – الإصدار 210
• 1983 – الإصدار 4.0
• 1984 – الإصدار 5.0
• 1985 – الإصدار 6.0، الذي يقدم لغة Symbolics Common Lisp، وجامع البيانات المهملة للكائنات المؤقتة، وفاحص المستندات
• 1986 – Genera 7.0، يقدم النوافذ الديناميكية
• 1990 – Genera 8.0، يقدم CLOS
• 1991 – Genera 8.1، يقدم CLIM
• 1992 – Genera 8.2
• 1993 – Genera 8.3
• 1993 – Open Genera 1.0، الذي قدم آلة ليسب الافتراضية
• 1998 – أوبن جينيرا 2.0
• 2021 – تم نقل برنامج Portable Genera 2.0، وهو برنامج Virtual Lisp Machine، إلى منصات إضافية

تم إصدار نسخة مستقرة من Open Genera يمكن تشغيلها على x86-64 أو arm64 Linux و Apple M1 MacOS ^{[ 5 ]} وتم تغيير اسمها إلى Portable Genera.

توجد نسخة معدلة من برنامج Open Genera يمكن تشغيلها على نظام لينكس x86-64 . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

• الموقع الرسمي
  • بيئة التطوير المتكاملة للرموز العامة
  • "ملخص فني للرموز"
  • نسخة إلكترونية من "مفاهيم عامة" لمقدمة Symbolics إلى Genera
• وثائق برنامج Symbolics متوفرة على موقع bitsavers.org
• صفحة تحتوي على لقطات شاشة من Genera
• لقطات شاشة من برنامج فحص المستندات الرمزي الحائز على جوائز
• "آلة Symbolics الافتراضية بلغة Lisp، أو استخدام Dec Alpha كمحرك دقيق قابل للبرمجة"
• "عرض فيديو توضيحي لعام 2013 من إعداد مبرمج لغة سيمبولكس، كالمان ريتي"