هيليوس (نظام التشغيل)

هيليوس هو نظام تشغيل متوقف ، شبيه بنظام يونكس، مُصمم للحواسيب المتوازية . طُوّر ونُشر بواسطة شركة بيري هيليون سوفتوير . يعتمد في بنيته الأساسية على معالج إنموس ترانسبوتر . تُطبّق نواة هيليوس المصغّرة مساحة أسماء موزّعة وبروتوكول مراسلة، يتم من خلاله الوصول إلى الخدمات. تُمكّن مكتبة توافق POSIX من استخدام برامج تطبيقات يونكس، ويُوفّر النظام معظم أدوات يونكس المعتادة.

بدأ العمل على مشروع هيليوس في خريف عام 1986. ^{[ 1 ]} وقد حدّ من نجاحه الفشل التجاري لجهاز ترانسبوتر، كما أن الجهود المبذولة للانتقال إلى بنى أخرى لم تُكلل بنجاح يُذكر. وتوقفت شركة بيري هيليون عن العمل في عام 1998. ^{[ 2 ]}

كان اسم المنتج هيليوس . ولم تشر شركة بيريهيليون سوفتوير إلى نظام التشغيل باسم هيليوس في المواد التي أنتجتها .

في أوائل ثمانينيات القرن العشرين، انضم تيم كينغ إلى شركة ميتاكومكو قادمًا من جامعة باث ، حاملًا معه بعض حقوق نظام التشغيل TRIPOS . ^{[ 3 ]} حصلت ميتاكومكو على عقد من شركة كومودور للعمل على نظام AmigaOS ، حيث استُمدّ مُكوّن AmigaDOS من TRIPOS. في عام 1986، غادر كينغ ميتاكومكو ليؤسس شركة بيريهليون سوفتوير ، وبدأ بتطوير نظام تشغيل متوازٍ، استهدف في البداية سلسلة معالجات INMOS Transputer . وسّع نظام هيليوس استخدام TRIPOS لبنية تمرير الرسائل خفيفة الوزن لتشمل الأجهزة المتوازية المتصلة بالشبكة.

كان الإصدار التجاري الأول من هيليوس 1.0 في صيف عام 1988، تلاه الإصدار 1.1 في خريف عام 1989، ثم الإصدار 1.1a في أوائل عام 1990، ثم الإصدار 1.2 في ديسمبر من العام نفسه، تلاه تحديثان 1.2.1 و1.2.2. وشكّل الإصدار 1.3 ترقيةً كبيرةً تضمنت العديد من التحسينات على الأدوات والمكتبات والخوادم وبرامج التشغيل . وكان آخر إصدار تجاري هو الإصدار 1.3.1. لاحقًا، منح تيم كينغ ونيك غارنيت الإذن بنشر المصادر بموجب رخصة جنو العمومية العامة الإصدار 3. [ ^{4 ] كان} من المخطط أن يتضمن الإصدار التجريبي هيليوس 1.4 ألفا دعمًا لأنظمة OpenLook و OpenMotif و KDE و Gnome ، بالإضافة إلى دعم X11R6 لأنظمة Transputer و Linux و Solaris و Windows . إلا أن هذا الإصدار لم يُستكمل. ^{[ 5 ]}

صُمم نظام هيليوس لشبكة من عدة عُقد ، متصلة عبر روابط اتصالات متعددة عالية النطاق الترددي. يمكن أن تكون العُقد عبارة عن عُقد معالجة مُخصصة، أو معالجات مزودة بأجهزة إدخال/إخراج. قد تتكون الأنظمة الصغيرة من جهاز كمبيوتر أو محطة عمل مُضيفة متصلة بمجموعة من عُقد المعالجة، بينما قد تحتوي الأنظمة الأكبر على مئات عُقد المعالجة المدعومة بعُقد مُخصصة للتخزين أو الرسومات أو محطات المستخدم .

تتطلب شبكة هيليوس عقدة خادم إدخال/إخراج واحدة على الأقل قادرة على توفير خادم نظام ملفات ، وخادم وحدة تحكم ، والتحكم في إعادة ضبط عقد المعالجة. عند التشغيل، يتم تهيئة نواة هيليوس من خادم الإدخال/الإخراج إلى الشبكة. يتم تشغيل كل عقدة باستخدام مُحمِّل صغير للمرحلة الأولى يقوم بدوره بتنزيل النواة وتهيئتها. بمجرد التشغيل، تتواصل العقدة مع جيرانها، وتقوم بتشغيلهم بدورهم عند الحاجة.

تتكون نواة هيليوس من النواة والمكتبات وخدمة التحميل وخدمة إدارة المعالج.

من أبرز ميزات نظام هيليوس نظام الأسماء الموزع. تُطبّق شبكة هيليوس مساحة أسماء موحدة، مع عقدة جذر افتراضية، وعقد هيكلة شبكة افتراضية اختيارية، وعقد لكل معالج، ومساحات أسماء للمعالجات الفرعية تُوفّرها الخدمات. تُشبه الأسماء تلك الموجودة في أنظمة يونكس ، حيث تُستخدم الشرطة المائلة للفصل بين عناصر التسمية النصية والحرفية.

يتولى خادم الشبكة إدارة نطاق الأسماء ، والذي يبدأ تشغيله بواسطة خادم الإدخال/الإخراج بمجرد بدء تشغيل النواة على أول عقدة متصلة بها. يستخدم خادم الشبكة خريطة شبكة مُقدمة لتخصيص أسماء المعالجات وتهيئة برامج تشغيل الأجهزة في عقد محددة من الشبكة. تتضمن النواة مُحلل أسماء، وتُدير ذاكرة تخزين مؤقتة محلية لمسارات الأسماء التي تم تحليلها مسبقًا.

الخوادم هي عمليات هيليوس تُطبّق بروتوكول الخادم العام ، عادةً بدعم من مكتبة الخادم. يُشابه بروتوكول الخادم من حيث المفهوم واجهة برمجة تطبيقات نظام الملفات الافتراضي (VFS) في يونكس ، وهو أقرب إلى بروتوكول 9P في بلان 9. يتطلب هذا البروتوكول أن تُمثّل الخوادم مواردها كملفات، مع عمليات فتح/قراءة/كتابة/إغلاق موحدة. على غرار أدوات مثل /proc في بلان 9 وأنظمة التشغيل الأخرى الشبيهة بيونكس ، تُمثّل الموارد مثل الملفات وأجهزة الإدخال/الإخراج والمستخدمين والعمليات كملفات افتراضية في مساحة الاسم التي تُديرها العملية المُشرفة عليها.

تتضمن الخوادم الرئيسية في نظام هيليوس كلاً من مُحمِّل النظام، ومدير المعالج، وخادم الشبكة، بالإضافة إلى مدير الجلسات، وخادم النوافذ، وخادم الملفات. وتشمل الخوادم الأخرى خوادم لوحة المفاتيح، والماوس، و RS-232 ، و Centronics (المدمجة في خادم الإدخال/الإخراج الخاص بالمضيف)، وخادم البيانات الفارغة (على غرار /dev/null في أنظمة يونكس )، وخادم التسجيل (على غرار syslog في أنظمة يونكس ).

من وجهة نظر المستخدم، فإن نظام هيليوس يشبه إلى حد كبير نظام يونكس. يتم توفير معظم برامج الأدوات المساعدة المعتادة، وبعضها مزود بامتدادات تعكس إمكانية تشغيل عدة أجهزة.

ما قد لا يكون واضحًا للوهلة الأولى هو أن نظام هيليوس يُوسّع مفهوم أنابيب يونكس إلى لغة تُسمى لغة توزيع المكونات (CDL). في لغة توزيع المكونات، يُطلق على مسار أوامر يونكس النموذجي ، مثل الأمر more ، اسم " مجموعة مهام" ، ويتم توزيعه بشفافية من قِبل خادم إدارة مجموعات المهام على وحدات المعالجة المركزية المتاحة. تُوسّع لغة توزيع المكونات صيغة يونكس التقليدية بإضافة عوامل تشغيل إضافية للأنابيب ثنائية الاتجاه، وعوامل تشغيل مزارع العمليات المتسلسلة والمتوازية، وموازنة الأحمال، وإدارة الموارد.

يمكن كتابة تطبيقات هيليوس باستخدام لغات C و C++ و FORTRAN و Modula-2 . وتساعد مكتبة POSIX في نقل برامج يونكس الحالية، وتوفر بيئة مألوفة للمبرمجين.

صُمم نظام هيليوس في الأساس للاستخدام مع أنظمة ترانسبوتر. وهو متوافق مع منتجات من شركات مصنعة مختلفة، بما في ذلك أنظمة TRAM من INMOS، و Meiko CS ، وParsytec MultiCluster وSuperCluster، وTelmat T.Node. ولعل محطة عمل أتاري ترانسبوتر كانت أبرز أجهزة هيليوس، على الأقل خارج الأوساط الأكاديمية.

يمكن تشغيل Helios على T4xx و T8xx، و 32 بت Transputers (ولكن ليس طرازات T2xx 16 بت ) ويتضمن برامج تشغيل الأجهزة لمختلف أجهزة SCSI و Ethernet و الرسومات من Inmos و Transtech وغيرها.

في إصداراته اللاحقة، تم نقل برنامج هيليوس إلى معالج الإشارات الرقمية TI TMS320C40 وإلى بنية ARM ، ^{[ 6 ]} وهي البنية المستخدمة في جهاز Active Book اللوحي. ^{[ 7 ]}

• شركة بيريهيليون للبرمجيات (1989). نظام التشغيل هيليوس . برنتيس هول إنترناشونال (المملكة المتحدة) المحدودة. رقم ISBN 0-13-386004-3.
• برنامج بيريهيليون (1991). نظام التشغيل المتوازي هيليوس . برنتيس هول إنترناشونال (المملكة المتحدة) المحدودة. رقم ISBN 0-13-381237-5.

• الصفحة الرئيسية لرام ميناكشيسوندارام على موقع ترانسبوتر، مؤرشفة بتاريخ 16 يوليو 2012 على موقع Wayback Machine.
• مكتبة هيليوس Transputer.net