戴夫·卡特勒:构建了两个统治世界操作系统的男人
一位同事曾将戴夫·卡特勒(Dave Cutler)与Unix的关系描述为一种近乎个人竞争的关系,称其为“他的莫里亚蒂”——卡特勒本人对这个竞争系统的评价更为直白,将其斥为“由博士委员会设计的垃圾操作系统”。这种蔑视并非空谈。当他说出这句话时,卡特勒已经在数字设备公司(Digital Equipment Corporation,简称DEC)构建了一个占主导地位的操作系统,并随后在微软构建了第二个完全独立的操作系统,如今两者以某种后继形式在数亿台机器上运行。
从杜邦到DEC
大卫·尼尔·卡特勒(David Neil Cutler Sr.)于1942年3月13日出生在密歇根州兰辛,并在附近的德威特长大。他凭借学术和体育奖学金就读于奥利弗学院,并于1965年毕业,获得数学和物理学学位。他的第一份工作是在杜邦公司,负责使用IBM的GPSS-3模拟语言进行实时过程控制系统的工作——这是一种实用且并不光鲜的工程工作,但却激发了他对操作系统终身的痴迷。他于1971年加入位于马萨诸塞州梅纳德总部的数字设备公司。
构建VMS
在DEC,卡特勒很快成为公司最重要的工程师之一。他领导了用于PDP-11小型机的紧凑型实时操作系统RSX-11M的开发,随后从1975年开始,与迪克·赫斯特维特(Dick Hustvedt)和彼得·利普曼(Peter Lipman)一起领导了“星光”(Starlet)项目,旨在为DEC的新型VAX-11/780超级小型机构建VAX/VMS操作系统。VMS成为小型机时代的主导操作系统,在整个20世纪80年代支撑了数千个组织的科学、工程和商业计算基础设施,其架构——进程调度、虚拟内存管理、从一开始就内置而非事后添加的安全模型——成为随后几十年严肃操作系统设计的参考点。1981年,卡特勒在西雅图地区创立了DEC工程实验室,该实验室后来生产了MicroVax I,这是第一台VAX架构微处理器计算机,将VMS的血统扩展到了一类更便宜的新型硬件中。
PRISM与转投微软
20世纪80年代中期,卡特勒指导了DEC的PRISM项目,旨在构建一种新的基于RISC的处理器架构,以及一个名为MICA的下一代操作系统。当DEC管理层在1988年取消PRISM项目时——其底层的RISC工作后来成为DEC Alpha处理器家族的基础——卡特勒因沮丧而离开公司,并带着他的大部分工程团队加入了微软。
从零开始构建Windows NT
在微软,从1988年10月开始,卡特勒受命设计一个真正新颖、可移植、安全且支持多架构的操作系统,而不是继续扩展老旧的基于DOS的Windows系列——这就是后来成为Windows NT的项目。卡特勒带来了直接源自VMS的设计直觉:分层内核架构、允许同一核心系统在截然不同的处理器家族上运行的硬件抽象层、适当的抢占式多任务处理,以及从底层内置于内核的安全模型。Windows NT于1993年发布,其架构成为并至今仍是此后每一个主要Windows版本的基石——Windows 2000、XP、Vista、7、8、10和11在内核层面都是卡特勒团队构建的系统的直接后裔。他随后领导了NT向DEC自己的Alpha处理器以及后来的AMD 64位AMD64架构的移植工作,这些工作支撑了Windows XP Professional x64和Windows Server 2003 SP1 x64。
数十年后仍在构建
卡特勒并没有退居二线担任虚职。从2006年起,他致力于微软的Live平台,随后成为2008年宣布的Azure云计算平台的首席架构师——在行业迫切需要时,将操作系统级的工程准则引入了云基础设施设计。2012年,年逾七旬的他加入了Xbox团队,帮助为Xbox One主机构建了一个基于Hyper-V的优化主机操作系统,这意味着一位工程师的活跃技术工作,毫不夸张地说,跨越了从20世纪70年代初的实时小型机到2010年代的云管理程序和游戏机。
内核之外的生活
在操作系统之外,卡特勒追求竞技赛车,从1996年到2002年参加了大西洋锦标赛系列赛,最好成绩是2000年在密尔沃基英里赛道获得的第八名——同事们注意到,这种对速度和精度的追求反映了他的工程气质。他对自己工程文化的总结——“说到底,说的远比做的多”——经常被前同事引用,作为对他那种执着于执行的管理风格的恰当概括。
为什么戴夫被称为天才
卡特勒的天才案例对于软件工程师来说异常具体:在四十多年的职业生涯中,他被认为生产了大约八个商业上成功的操作系统,这在行业历史上几乎是无与伦比的产出,其中两个——VMS和Windows NT——各自独立地成为了各自时代的主导系统。构建一个基础性的、被广泛采用的操作系统足以确保大多数工程师的声誉;在相隔十五年的时间里,在两家不同的公司,在硬件和市场约束截然不同的情况下构建两个,这是同类机构不会轻易给出的那种可重复的、可验证的成就。他于1994年入选美国国家工程院,并于2007年获得美国国家技术与创新奖章(美国政府为工程成就颁发的最高荣誉之一),这反映出他的声誉不仅仅是互联网传说,而是该国最正式的工程机构所共有的判断。
诚实的复杂之处在于,卡特勒的天才在技术上是狭窄的,甚至是激进的,而不是广泛或外交倾向的;他公开蔑视Unix以及以要求苛刻、有时尖刻的管理而闻名的声誉,在同事的赞誉中得到了充分记录,而且与更公开的科技人物不同,他刻意保持低调,这意味着他的名声,无论多么应得,总是集中在那些确切了解构建操作系统内核意味着什么的工程师之间,而不是普通大众之间。
遗产
Windows NT的内核架构在其发布三十多年后,仍然是世界上大多数个人和企业计算机运行操作系统的核心,而VMS的设计血统在DEC和后来的HP硬件中持续了数十年,并继续影响着计算机科学课程中教授的操作系统理论。卡特勒拥有二十多项专利,即使在八十多岁时,他仍然是一位活跃的微软高级技术研究员,其职业生涯的纯粹持续时间和在计算时代中反复的相关性,在行业历史上几乎没有真正的并行案例。



