CHIR Rennes (2004) Bétourné

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Titre

Ésope : une étape de la recherche française en systèmes d'exploitation (1968-1972)

Auteurs

Claude Bétournéⁱ, Jean Ferriéⁱⁱ, Claude Kaiserⁱⁱⁱ, Sacha Krakowiak^iv et Jacques Mossière^v.

Affiliations

• i - Université Paul Sabatier, IRIT
• ii - Université des Sciences et Techniques du Languedoc, LIRMM
• iii - Conservatoire National des Arts et Métiers, Cedric
• iv - Université Joseph Fourier, IMAG-LSR et INRIA
• v - Institut National Polytechnique de Grenoble, IMAG-LSR et INRIA

Résumé

Cet article retrace l'histoire d'Ésope, un projet de système d'exploitation en temps partagé, mené à l'IRIA entre 1968 et 1972. Il présente la place d'Ésope dans le contexte national et international de l'époque, résume et commente les principaux choix qui ont guidé sa conception et sa réalisation, et propose une analyse critique des aspects scientifiques du projet, de sa gestion, et de ses retombées.

Résumé (anglais)

This paper is a historical account of the Ésope project, an experimental time-sharing system developed at IRIA between 1968 and 1972. The following aspects are presented: the situation of Ésope in the national and international context of the period; a summary and comment of its main design and implementation decisions; and a critical assessment of the scientific and management aspects of the project, and of its follow-ups.

In

Article publié danns les Actes du 9^ème Colloque sur l'histoire de l'informatique et des télécommunications (CHIR 2004), Rennes, 16-18 novembre 2004

Origines et contexte initial

Le projet Ésope a été lancé en mi-1968, dans une période marquée par une importante transformation du paysage informatique français et par une intense activité de recherche dans le domaine des systèmes d'exploitation. L'orientation du projet a été influencée par ces deux aspects de son contexte initial, que nous rappelons brièvement avant de développer ses motivations et ses objectifs.

Contexte scientifique

La période 1966-68 est une phase cruciale de l'histoire des systèmes d'exploitation. On peut dire qu'en l'espace de 2 ou 3 ans ce domaine passe d'un stade de savoir-faire technique (d'ailleurs fort développé) à celui de discipline scientifique. Pour la première fois, une conférence patronnée par l'ACM s'intitule en 1967 Symposium on Operating Systems Principles ; ce sera la première édition de la série SOSP, aujourd'hui conférence bisannuelle de grand prestige dont la vingtième édition aura lieu en 2005. Le numéro de mai 1968 des Communications of the ACM reprend les meilleures communications de ce symposium. Il contient entre autres l'article de Dijkstra sur le système THE [26], qui aura une influence profonde et durable.

Au cours de ces années auront été élaborés les principes de base de la synchronisation (notion de processus, mécanisme des sémaphores), de l'adressage (segmentation), de la protection (première ébauche des capacités), des systèmes de fichiers hiérarchiques. Les premières mémoires paginées sont apparues, et les déboires des premiers systèmes à mémoire virtuelle avec pagination à la demande (écroulement) commencent à être analysés. On connaît quelques prototypes de recherche : THE, déjà cité, à Eindhoven ; CTSS [19] au MIT, précurseur de Multics [20] en cours de développement ; Genie [39] à Berkeley, bientôt suivi de CAL/TSS, MTS à l'université de Michigan. Le domaine est donc foisonnant, et la mise en forme de ces connaissances nouvelles est elle-même une activité proche de la recherche (voir [22]).

La conception du système Ésope a été influencée par tous ces travaux. Nous y revenons en détail dans la section 2.

Les systèmes industriels qui vont intégrer certains de ces progrès n'auront en revanche pas d'influence sur Ésope : ils utilisent des architectures trop éloignées du Sigma 7 (notre machine, voir 2.1) comme le Burroughs B5500 ou ne sont pas encore dévoilés en 1968. IBM travaille sur CP/67, encore expérimental, qui introduit les concepts de machine virtuelle et d'hyperviseur, et qui sera le support du très populaire CMS, lui-même ancêtre de VM/370. BBN (Bolt Beranek and Newman Inc.) développe Tenex sur un DEC PDP-10 [7]. Bull, en France, prépare l'architecture HB 64 et le système GCOS 64 qui s'inspirent de Multics et qui seront annoncés en 1974. Les premiers Unix apparaissent en 1969 aux Bell Labs sur PDP-7 et PDP-9 ; sur PDP-11, Unix est opérationnel en 1971 dans une version va-et-vient (swapping) à la CTSS, mais nous ne devions le découvrir qu'en 1973, après la fin d'Ésope (SOSP 1973, puis CACM [44]).

Contexte institutionnel et naissance du projet

Le plan calcul avait été lancé en fin 1966, avec l'objectif de doter la France des capacités industrielles lui permettant d'être autonome dans le domaine des ordinateurs moyens. Outre son volet industriel, la Compagnie Internationale pour l'Informatique (CII) issue de la fusion des sociétés CAE et SEA, le plan calcul comportait un volet scientifique, l'Institut de Recherche en Informatique et Automatique (IRIA), qui avait pour mission de développer la recherche, la formation, et la diffusion de la connaissance scientifique et technique dans ses domaines de compétence. Mis en place courant 1967, l'IRIA était organisé en six "Directions de Recherche" largement autonomes. La Direction "Structure et Programmation des Calculateurs", sous la conduite de l'ingénieur en chef du génie maritime Henri Boucher, commençait à recruter ses membres en début 1968.

Le projet initial de la Direction de Recherche était de doter l'IRIA d'un système de calcul interactif (on disait alors "conversationnel") multi-utilisateurs. Il faut se souvenir que ce mode de travail était à l'époque relativement peu développé, et que les terminaux étaient essentiellement des télétypes ; les consoles graphiques étaient une ressource rare, coûteuse, difficile à programmer, et il était prévu que nous en recevions une. Le langage PL/1, considéré à l'époque comme "universel", avait été choisi comme langage unique d'interaction.

La mission étant ainsi fixée, il fallait définir un programme de travail. L'IRIA disposait en mi-1968 d'un ordinateur CAE 90-80, machine de conception ancienne, qui arrivait en bout de course. La machine qui nous était promise, la CII 10070, avait beaucoup plus d'attraits (voir 2.1) ; mais sa date de livraison était incertaine, et éloignée d'au moins un an (elle ne devait arriver en fait que 20 mois plus tard). Son environnement logiciel nous était également inconnu ; nous savions, sans plus de précisions, que la CII travaillait à un système multiprogrammé (mais non en temps partagé), MMP (futur Siris 7).

Les voies d'approche possibles étaient en gros les suivantes.

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