[論文レビュー] Searching publications on operating systems

C.A. Middelburg|arXiv (Cornell University)|Mar 29, 2010

Scientific Computing and Data Management参考文献 23被引用数 12

ひとこと要約

本稿は、オペレーティング・システムの基礎的文献を体系的に探索するものであり、形式的定義、動機、理論的モデルに焦点を当てる。複数のデータベースを横断的に検索したが、唯一の信頼できる形式的モデル（Yates et al., 2002）しか発見できず、それに基づく本格的な理論は存在しない。これは、オペレーティング・システムの基礎に関する学術文献に深刻な空白が存在することを示している。

ABSTRACT

This note concerns a search for publications in which one can find statements that explain the concept of an operating system, reasons for introducing operating systems, a formalization of the concept of an operating system or theory about operating systems based on such a formalization. It reports on the way in which the search has been carried out and the outcome of the search. The outcome includes not only what the search was meant for, but also some added bonuses.

研究の動機と目的

• オペレーティング・システムの概念を形式的に定義する、もしくはその理論的基盤を提供する出版物を特定すること。
• 形式化に基づく一貫性のあるオペレーティング・システムのモデルや理論が、既存の文献に存在するかを評価すること。
• なぜオペレーティング・システムの概念が学術文献において依然として poorly defined であるのかを調査すること。
• 特にマルチプログラミングやタイムシェアリングといった重要な概念を導入した、歴史的に重要な初期の出版物を特定すること。
• 基礎的OS文献を特定するための検索手法の信頼性と網羅性を評価すること。

提案手法

• Google Scholar、学術データベース（ACM、IEEE、Springer）、文献リポジトリ（DBLP、ACM Guide、CS Bibliography）を用いた複段階の検索を実施。
• 初期の文献を特定するため、歴史的資料として『Communications of the ACM』（1950s–1970s）、ACM SIGOPS Operating Systems Review、SOSPのプロCEEDINGSを優先。
• データベース全体で「operating system」をタイトル、要約、キーワードに含むキーワード検索を実施し、精度を向上。
• Google Scholarでは全文検索を実施したが、ノイズを避けるため最初の1,000件に制限し、連続で500件の関連なし結果が得られた時点で検索を停止。
• 関連する出版物の引用を追跡することで、追加の重要な文献を同定し、網羅的なカバレッジを確保。
• 「supervisor」「monitor」「multiprogramming」などの用語の変遷を分析し、同義語や歴史的用語の変化に対処。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 学術文献に、オペレーティング・システム概念の形式的モデルや定義は存在するか？
• RQ2 形式的モデルに基づく、確立されたオペレーティング・システム理論は存在するか？
• RQ3 なぜオペレーティング・システムの概念は、基礎的コンピュータサイエンスの文献において依然として poorly defined であるのか？
• RQ4 マルチプログラミングやタイムシェアリングといった重要なOS概念を最初に導入した、最も初期の既知の出版物は何か？
• RQ5 標準的な検索手法は、基礎的OS出版物を効果的に検索できるか？

主な発見

• 信頼できる形式的モデルとして、Yates et al. (2002) のモデルのみが、オペレーティング・システム概念のよりどころとして適切な形式化であると特定された。
• この形式的モデルに基づく本格的な理論は、文献において発見されなかった。これは、顕著な研究ギャップを示している。
• 『マルチプログラミング』がプログラミング技法として初めて言及されたのは、1956年のFriendの論文におけるマージソートに関するものである。
• Rochesterの1955年の論文は、短いが明確なマルチプログラミングの例を提示しており、一般的に引用される多くの作品よりも前向きである。
• 『タイムシェアリング』という用語は、1959年以前に、非対話的でプリエンプティブなマルチタスク環境で使用されており、この概念の起源が誤って帰属されている歴史的誤認が生じている。
• Corbató et al. のCTSSは広く最初のタイムシェアリングOSとされているが、そのアイデアは以前に予見されており、Stracheyの1963年論文は、かつて信じられていたようにマルチプログラミングの最初の主要な著作ではない。