Ohjelmakoodin ajaminen ilman käyttöjärjestelmää

Abstract

Tämä opinnäytetyö tutkii, mitä vaihtoehtoja on olemassa ohjelmakoodin ajamiselle ilman käyttöjärjestelmää käyttötapauksissa, joissa täysimittaisen käyttöjärjestelmän ajaminen voidaan nähdä käytössä olevien resurssien hukkaamisena. Opinnäytetyö alkaa katsauksella käyttöjärjestelmien historiaan, jonka perusteella tehdään päätelmiä siitä, miten ja miksi on päädytty nykytilanteeseen, jossa käyttöjärjestelmän ohittamista ei voida edes harkita muissa kuin hyvin erityislaatuisissa tilanteissa. Samalla vastataan kysymyksiin miksi ja minkälaisissa käyttötarkoituksissa ja ympäristöissä käyttöjärjestelmän ohittaminen voisi olla hyödyllistä.

Vaihtoehtoja arvioiden opinnäytetyössä ehdotetaan tekniseksi ratkaisuksi unikerneleitä ja kirjastokäyttöjärjestelmiä. Unikernelit juontavat juurensa 90-luvulla ideoidusta eksokerneliarkkitehtuurista ja muistuttavat joiltain osin, kuten yhtenäisen muistiavaruutensa osalta, vanhanaikaisia 80- ja 90-luvulla käytössä olleita käyttöjärjestelmiä, kuten DOS:ia. Unikerneleiden lupaus on, että valmiista ja hyväksi todetuista käyttöjärjestelmäytimistä, kuten Linuxista, voidaan automatisoidusti eristää jonkin tietyn ohjelman tarvitseman toiminnot, ja sisällyttää ne ohjelmaan itseensä kirjaston muodossa.

Opinnäytetyössä tehdyn tutkimuksen perusteella työn empiirisen osion kohteeksi valittiin Unikraft-unikernelikehityspaketti, johon kuuluvia esimerkkisovelluksia työssä kokeillaan käytännössä. Tarkoituksena on selvittää, miten käytännöllisiä unikernelit ovat, ja kuinka paljon vaivaa ja tietotaitoa ne käyttäjältä vaativat ollakseen hyödyllisiä. Tutkimuksen edetessä unikernelit paljastuvat keskeneräiseksi, joskin lupaavaksi, teknologiaksi, jota kannattaa pitää silmällä varsinkin uutena työkaluna modernien tietoverkkojen toteuttamisessa.