Фрэнк Солтис

Фрэнк Солтис (англ. Frank Soltis, полное имя — Фрэнк Джеймс Солтис, род. 1940) — американский учёный в области компьютерных наук, инженер и архитектор вычислительных систем, наиболее известный как один из главных разработчиков архитектуры IBM System/38 и её преемника — IBM AS/400. Солтис является автором концепции «объектно-ориентированной архитектуры» для мейнфреймов и мини-компьютеров, а также пионером в области внедрения виртуализации и интегрированных баз данных на уровне операционной системы.

Биография

Фрэнк Солтис родился в 1940 году в США. О его ранних годах известно немного. Он получил степень бакалавра по математике и магистра по компьютерным наукам в Университете Миннесоты. В 1967 году Солтис начал работать в компании IBM в лаборатории в Рочестере, штат Миннесота. Начав с должности инженера-программиста, он быстро перешёл к проектированию системного программного обеспечения.

В 1970-х годах Солтис возглавил группу разработчиков, работавших над проектом «Future System» (FS) — перспективной архитектурой, которая должна была заменить существующие мейнфреймы IBM System/370. Хотя проект FS был закрыт в 1975 году из-за технических сложностей и высокой стоимости, многие его идеи легли в основу более поздних разработок. В частности, концепция «объектно-ориентированного» хранения данных и виртуализации ресурсов была реализована в системе IBM System/38, анонсированной в 1978 году.

Солтис стал главным архитектором System/38. Он разработал её уникальную архитектуру, которая включала в себя:

• Интегрированную реляционную базу данных (встроенную в операционную систему).
• Объектно-ориентированное управление памятью и устройствами (все ресурсы системы представлялись как объекты).
• Виртуальную память с единым адресным пространством.
• Машину промежуточного кода (MI — Machine Interface), которая отделяла прикладное программное обеспечение от аппаратной платформы.

После успеха System/38 Солтис стал ключевым архитектором её преемника — IBM AS/400, анонсированного в 1988 году. AS/400 унаследовала и развила все ключевые особенности System/38, став одной из самых успешных и долгоживущих платформ в истории вычислительной техники. Солтис оставался в IBM до выхода на пенсию в 2000-х годах, продолжая консультировать по вопросам архитектуры и развития платформы IBM i (современное название операционной системы AS/400).

Архитектурные концепции

Объектно-ориентированная архитектура System/38 и AS/400

Фрэнк Солтис был одним из первых, кто применил принципы объектно-ориентированного программирования на уровне архитектуры компьютера. В System/38 и AS/400 все ресурсы — файлы, программы, устройства, пользователи — представлялись как объекты. Каждый объект имел строго определённый тип и набор разрешённых операций. Доступ к объектам контролировался на уровне операционной системы, что обеспечивало высокую безопасность и целостность данных.

Машина промежуточного кода (MI)

Ключевым нововведением, разработанным Солтисом, стала машина промежуточного кода (Machine Interface, MI). Прикладные программы для System/38 и AS/400 компилировались не в машинный код конкретного процессора, а в универсальный промежуточный код (MI-код). Этот код затем интерпретировался или транслировался в машинные команды на уровне микропрограммного обеспечения. Это позволяло:

• Переносить программное обеспечение между разными поколениями аппаратного обеспечения без перекомпиляции.
• Внедрять новые процессоры (например, переход от CISC-процессоров к RISC-процессорам PowerPC) без изменения прикладного ПО.
• Обеспечивать обратную совместимость на десятилетия.

Интегрированная база данных

В отличие от большинства других компьютерных систем того времени, где база данных была отдельным приложением, в System/38 и AS/400 реляционная база данных была встроена непосредственно в операционную систему. Это давало ряд преимуществ:

• Упрощение администрирования (не нужно было устанавливать и настраивать отдельный СУБД).
• Повышение производительности за счёт прямой интеграции с файловой системой и менеджером памяти.
• Гарантированная целостность данных на уровне системы.

Влияние на индустрию

Архитектура, разработанная Фрэнком Солтисом, оказала значительное влияние на развитие вычислительной техники, хотя многие её идеи не были широко растиражированы за пределами платформы IBM i. Тем не менее, её можно считать предшественницей современных концепций:

• Виртуализация: Машина промежуточного кода фактически реализовывала аппаратную виртуализацию на уровне процессора, позволяя запускать старые программы на новом «железе».
• Объектно-ориентированное программирование: Хотя System/38 появилась до того, как ООП стало мейнстримом, её архитектура была одной из первых коммерческих реализаций объектно-ориентированного подхода на уровне операционной системы.
• Интегрированные среды: Идея встраивания базы данных в ОС позже была частично реализована в таких продуктах, как Microsoft SQL Server (начиная с версии 2000) и Oracle Database (на некоторых платформах), но ни одна из них не достигла такой степени интеграции, как в IBM i.

Критика

Архитектура Солтиса также подвергалась критике. Основные замечания касались:

• Закрытости: Система была полностью проприетарной и привязана к аппаратному обеспечению IBM. Сторонние разработчики не могли создавать операционные системы или низкоуровневое ПО для этой платформы.
• Сложности: Концепция объектов и машины промежуточного кода была сложна для понимания программистами, привыкшими к традиционным архитектурам (например, Unix).
• Производительности: В некоторых задачах, особенно в научных расчётах, архитектура MI уступала по производительности прямым машинным кодам, так как добавляла дополнительный уровень абстракции.

Интересные факты

• Фрэнк Солтис является автором нескольких книг по архитектуре AS/400, в том числе «Inside the AS/400» (1995) и «Fortress Rochester: The Inside Story of the IBM iSeries» (2001), которые считаются каноническими источниками по истории и устройству платформы.
• Несмотря на то, что System/38 была коммерчески не очень успешной (было продано всего несколько тысяч систем), она заложила основу для AS/400, которая стала одной из самых продаваемых платформ IBM в сегменте среднего бизнеса.
• Солтис был удостоен звания IBM Fellow — высшего технического звания в компании, которое присваивается за выдающиеся достижения в области науки и техники.

Источники

• Soltis, Frank G. Inside the AS/400. — Duke Press, 1995. — ISBN 978-1882419661.
• Soltis, Frank G. Fortress Rochester: The Inside Story of the IBM iSeries. — 2001.
• IBM Corporation. IBM System/38 Functional Reference Manual. — 1978.
• Статьи и интервью Фрэнка Солтиса в журналах «Computerworld» и «IBM Systems Magazine».