Singularity

  關於大爆炸宇宙論的時空起點Singularity以及黑洞中心點Singularity，請參見奇點

Singularity Project

Singularity after boot-up.
開發者	Microsoft
當前版本	2.0（2008年11月14日）
許可協議	Microsoft Research License
網站	Microsoft Research Singularity Project

Singularity，一種實驗性操作系統，在2003年至2010年間由微軟研究院設計、發展出來。該操作系統的核心、驅動程式以及應用程序都以「受控代碼」寫成。系統「Singularity」在設計上完全改頭換面，不再以其性能為標準，而以系統穩定性作為首要標準。

Singularity操作系統會在系統構建、編寫程式等應用微軟最先進的技術，例如Singularity的核心技術之一：軟件獨立進程（Software Isolated Processes，SIP）將採用型別安全的編程語言以及精簡的指令完成，保證系統運作之間的高度獨立性。SIP保證每個程序、驅動程式以及系統擴展組件都在獨立的SIP內運行，並不允許互相共享內存或修改自身代碼，能夠使系統的穩定性增強。

微軟將會在近期公布更多Singularity的詳細技術資料。

Singularity的低級x86中斷以匯編語言和C語言寫成。一旦這些代碼完成工作，它將調用核心，核心的運行時代碼和垃圾收集器用C♯語言寫成並在非安全模式下運行。Singularity的硬件抽象層用C++語言寫成並運行在安全模式下。並且也有部分C代碼負責調試工作。計算機的BIOS只在16位元真實模式自舉階段被調用；一旦系統進入32位元模式，Singularity將永遠不再調用BIOS，而改以調用以Sing♯寫出的設備驅動代碼。當安裝時，通用中間語言形態的opcode將藉由Bartok編譯為x86形態的opcode。Bartok是一種以C#寫成的早期優化編譯器。

源代碼和／或磁盤鏡像將在工程完成時可用。

設計

Singularity是一個微內核操作系統；無論如何，不似過去的微內核，Singularity的不同組件不在單獨的地址空間（進程）內運行，而是每個軟件獨立進程（SIP）分配到一個獨立的單一地址空間。這些SIP的行為類似普通進程，但SIP將不會在任務調度時請求開銷懲罰（overhead penalty）。系統的保護由不變式（invariants）集提供，比如內存不變式將維護內存內兩個SIP間沒有交互參照（或循環的內存指針）。這項規則將在應用程序安裝階段進行檢查，並且不得違反，否則Singularity將禁止安裝（注意：Singularity系統中安裝完全由操作系統管理）。

大部分不變式依賴於帶有安全機制語言的使用，如Java語言或C#，這些語言擁有垃圾收集機制，沒有專斷指針並且代碼可以輯由某種計算機安全策略得以驗證。

版本歷史

• 2007年：Singularity 1.0
• 2007年3月：Singularity 1.1
• 2008年12月14日：Singularity 2.0

參見

• Sing♯
• Spec♯

外部連結

• 官方主頁（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Singularity Design Motivation (pdf)
• Detailed overview of the Singularity project (pdf)
• Channel9 thread, with interview of Jim Larus and Galen Hunt（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• The JX Operating System (pdf)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），another operating system similar in concept