不得不說的 Unix
【内容摘要】
- Unix誕生于1969年，此後快速被廣泛應用；
- Unix一開始是開源的，後來AT&T收回版權，并且不公開源代碼；
- Unix的代碼是由90%的C語言和10%的彙編組成；
- Unix後來的兩大分支：AT&T的System V和BSD。
由于早期的計算機并不像現在的個人計算機一樣普遍，隻有極少數人才有機會接觸到，并且當時的計算機架構很難使用，操作接口麻煩。是以在1965年前後，由貝爾實驗室（Bell）、麻省理工學院（MIT）及通用電氣公司（GE）共同發起了Multics的項目，Multics（全稱：MULTiplexed Information and Computing System）是一個全面的、通用的分時作業系統，Multics項目的目的是想讓大型主機可以同時提供300台以上的終端機連接配接使用的目标。
可是，到了1969年前後，項目進度落後，資金也短缺，在認為Multics項目不可能成功之後，貝爾實驗室退出了該項目的研究工作。最終Multics項目還是成功地開發出了他們的系統，Multics系統雖然後來沒有受到很大的重視，但是該項目培養出了很多優秀的人才，包括Ken Thompson、Dennis Ritchie、Joe Ossanna、Douglas McIlroy、Peter Neumann、Stan Dunten、Rudd Canaday等等。
圖1. Multics 分時作業系統的曆史
參與Multics項目的工程師們調回貝爾實驗室後，面對實驗室落後的仍以批處理工作的計算機環境，他們非常懷念Multics。其中一位工程師Ken Thompson，他因為想移植一套名為“太空旅遊”的遊戲，希望開發一個小的作業系統以供使用。1969年8月，萬般無奈的Thompson在庫房裡發現了一個閑置的PDP-7，剛好此時處于休假期并且他的妻兒探親去了，于是Thompson有了額外的一個月時間實施他的計劃。經過4個星期的奮鬥，以彙編語言寫出了一組核心程式，還包括一些核心工具程式，以及一個小的檔案系統。在作業系統、Shell程式、編輯器和彙程式設計式上，他各花了一周時間。
由于當時Thompson從Multics項目中獲得想法，将Multics龐大而複雜的系統進行簡化，于是同實驗室的朋友都戲稱這個系統為Unics（該系統就是Unix的原型）。
Thompson的這個檔案系統有兩個重要的概念，分别是：
- 所有的程式或系統裝置都是檔案。
- 不管建構編輯器還是附屬檔案，所寫的程式隻有一個目的，就是要有效地完成目标。
這些概念在後來對于Linux的開發有相當重要的影響。這也就是著名的KISS（keep it simple, stupid）原則，即“簡單原則”——盡量用簡單的方法解決問題，這是“Unix哲學”的根本原則。
圖2. 最初運作Unix系統的DEC PDP-7
由于Thompson寫的Unics實在太好用了，是以在貝爾實驗室内部廣為流傳，并且多次經過改版。但是因為Unics是以彙編語言寫的，高度依賴硬體，是以每次安裝到不同的機器上都需要重新編寫彙編語言。于是Thompson與Ritchie合作想将Unics改用更進階的程式語言來編寫，進而提高可移植性。他們先選擇了BCPL(簡稱B語言)，然後又嘗試PASCAL,發現編譯出來的核心性能都不是很好，因為這些語言都不太貼近硬體操作。于是，兩人（主要是Dennis Ritchie）決定自己開發一套新的語言：這就是大名鼎鼎的 C 語言。
圖3. Ken Thompson（坐着）和Dennis Ritchie在PDP-11前工作
1973年，Dennis Ritchie 用C 語言重寫與編譯Unics的核心，最後發行出Unix的正式版本。“重寫”說起來簡單，實際上并不是簡單的彙編到C語言的翻譯，這裡邊包含了很多的發明和創造。在此期間引入的“pipe”（管道）功能後來成為了Unix的一大優勢，這種功能使得程式間輸出結果的傳遞非常容易。管道的概念是貝爾實驗室的Douglas McIlroy發明的，後被很多作業系統大量拷貝，其中包括Unix的所有變體、Linux、DOS和Windows。
重寫過的Unix很快就流行起來，此後便一直應用于生産領域。40多年過去了，雖然出現了很多的類Unix系統（例如Linux），但是他們都繼承了Unix 中的基本思想，并且發揚光大。著名的類Unix系統包括Berkeley Unix、Minix、Linux、AIX、A/UX、HP-UX以及Solaris，蘋果的Mac OS X則是基于Berkeley Software Distribution（簡稱BSD）Unix。
圖4. 1998年被授予國家科技獎章（左起分别是Thompson、Ritchie和克林頓）
Unix是以C語言寫成的，理論上是具有可移植性的，隻要獲得Unix的源碼，并且針對大型主機的特性加以修改，就可能将Unix移植到另一台不同的主機上。
1973年以後，Unix開始與學術界合作開發，其中最重要的是與加州大學伯克利分校（Berkeley）的合作。伯克利大學的Bill Joy在移植Unix的過程中加入了很多工具軟體與編譯程式，最終将它命名為Berkeley Software Distribution (BSD)。BSD是Unix很重要的一個分支。同時Bill Joy也是Sun這家公司的創辦者。Sun公司即是以BSD開發的核心進行自己的商業Unix版本的開發的。（後來可以安裝在x86硬體架構上面FreeBSD即是BSD改版而來！）
由于Unix的高度可移植性與強大的性能，加上當時并沒有版權的糾紛，是以讓很多商業公司開始了Unix作業系統的開發。但每一家公司自己出品的Unix雖然在架構上大同小異，但是卻僅能支援自身的硬體，是以，早些年的Unix隻能與伺服器（Server）或者大型工作站（Workstation）劃上等号。直到1979年，AT&T推出了System V第七版Unix，才支援x86架構的個人計算機系統。後來因為AT&T出于商業考慮，想将Unix的版權收回去，是以在第七版System V中特别提到了“不可對學生提供源碼”的嚴格限制。
目前被稱為純種UNIX的指的就是System V和BSD這兩套。
圖5. 類Unix系統家譜