一种新的操作系统设计

我一直在试图利用程序语言的设计原理，设计一种超越“Unix 哲学”的操作系统。这里是我的设想：

• 这种系统里面的程序间通信不使用无结构的字符串，而是使用带有类型和结构的数据。在这样的系统里面，Unix 和其它类似操作系统（比如 Windows）里的所谓“应用程序”的概念基本上完全消失。系统由一个个很小的“函数”组成，每个函数都可以调用另外一个函数，通过参数传递数据。每个函数都可以手动或者自动并发执行。用现在的系统术语打个比方，这就像是所有代码都是“库”代码，而不存在独立的“可执行”文件。

• 由于参数是一个数据结构，而不是字符串，这避免了程序间通信繁琐的“编码”和“解码”过程。使得“进程间通信”变得轻而易举。任何函数都可以调用另一个函数来处理特定类型的数据，这使得像 “OLE 嵌入”这样的机制变得极其简单。

• 所有函数由同一种先进的高级程序语言写成，所以函数间的调用完全不需要“翻译”。

• 由于这种语言不允许应用程序使用“指针运算”，应用程序不可能产生 segfault 一类愚蠢的错误。

• 由于没有指针运算，系统不再需要现代处理器提供的“内存映射”机制，以及 TLB。这使得内存访问效率大幅提高。而且简化了处理器的设计。

• 操作系统使用与应用程序相同的高级语言写成（可能需要支持一些“特权操作”），至于“系统调用”，只不过是调用另外一个函数。

• 操作系统的“shell”，不过是一个这种高级语言的 REPL。用户可以在终端输入各种函数调用，从而启动进程的运行。

• 系统不需要 SQL，不需要关系式数据库。所有的数据都作为“对象”，保存在一个分布式的数据空间。

• 系统不需要“文件系统”。所有的数据，在合适的时候被自动同步到磁盘，并且进行容错处理，所以即使在机器掉电的情况，绝大部分的数据和进程能够在电源恢复后自动继续运行。

• 程序员和用户完全不需要知道“数据库”或者“文件系统”的存在。程序假设自己拥有无穷大的空间，可以任意的构造数据。

• 为了减少数据的移动，系统根据数据的位置，选择： 1）迁移数据，或者 2）迁移处理数据的“进程”。程序员不需要使用 MapReduce，Hadoop 等，就能进行大规模并行计算。

我曾经以为我是第一个想到这个做法的人。可惜的是调查之后发现，很多人早就已经做出了类似的系统（虽然限于应用场景，没有对把它用于分布式计算）。Lisp Machine 似乎是其中最接近的一个。Oberon 是另外一个。IBM System/38 是类似系统里面最老的一个。