エントロピーを増大させないオペレーティングシステムの提案

点击翻译按钮获取中文摘要

コンピュータが生活基盤として多用されるようになると、その信頼性(Dependability)が非常に重要になる。なぜなら、ある一つのソフトウェア故障が、われわれの生活に重大な支障をきたすからである。本研究は、コンパイラや検証器、また開発手法や検証技法で取り除くことのできないソフトウェアバグを対象とし、オペレーティングシステム技術の研究開発を行った。このようなソフトウェアバグは障害として表出する条件が不確定である。われわれはシステム内で条件が整っていく様子をエントロピーの増大とみなし、エントロピーの増大を防ぐ手法を検討した。第一の手法として、マイクロカーネルアーキテクチャを採用した。これは先行研究によって明らかにされていることだが、マイクロカーネルアーキテクチャはデバイスドライバやファイルシステムなどのサブシステムをユーザ空間で動作させるため、サブシステムの障害によってカーネルが停止することはない。通常、マイクロカーネルアーキテクチャにおいては、各サブシステムを独立のプロセスとして堅牢性を高めることができる。われわれはこの特徴を生かし、ファイルシステムやデバイスドライバなどを独立したプログラムとして開発した。第二の手法として、サブシステムの構築方法を検討した。従来のプログラミング手法はエラーメッセージの処理は前提としていても、障害復旧を前提としていない。つまり、カーネルによって強制的に停止されてしまう。われわれは各サブシステムに障害復旧を前提とするプログラミングを推奨するフレームワークを開発した。