第 45 章 Unix

作者:不详

1965年时，贝尔实验室(Bell Labs)加入一项由奇异电子(General Electric)和麻省理工学院(MIT)合作的计画；该计画要建立一套多使用者、多任务、多层次(multi-user、multi- processor、multi-level)的MULTICS操作系统。直到1969年，因MULTICS计画的工作进度太慢，该计画就被停了下来。当时，Ken Thompson（后被称为Unix之父）已经有一个称为「星际旅行」的程序在GE-635的机器上跑，但是反应非常的慢，正巧也被他发现了一部被闲置的 PDP-7(Digital的主机)，Ken Thompson和Dernis Ritchie就将「星际旅行」的程序移植到PDP-7上。而这部PDP-7就此在整个计算机历史上留下了芳名。

MULTICS 其实是"MULTiplexed Information and Computing System"的缩写，在1970年时，那部PDP-7却只能支持两个使用者，当时，Brian Kernighan 就开玩笑地戏称他们的系统其实是："UNiplexed Information and Computing System"，缩写为"UNICS"，后来，大家取其谐音，就称其为"Unix"了。1970年可称为是Unix元年。

1971 年，他们申请了一部PDP-11/20，申请的名义是：要发展文书处理系统。该提案被获采纳，他们也发展出了一套文书处理系统 ─ 就是现在Unix操作系统里面文书处理系统(nroff/troff)的前身。有趣的是，没有多久，贝尔实验室的专利部门真的采用了这套系统作为他们处理文件的工具，而贝尔实验室的专利部门也就顺理成章地成为Unix的第一个正式使用者。当时，那部PDP-11／20只有0.5MB磁盘空间。而描述这整个系统的文件被标示为："First Edition"，版本日期是1970年11月。从此以后，Unix的版本就以系统文件的版别来称呼。

发展

Unix操作系统的历史漫长而曲折，它的第一个版本是1969年由Ken Thompson在AT&T贝尔实验室实现的，运行在一台DEC PDP-7计算机上。这个系统非常粗糙，与现代Unix相差很远，它只具有操作系统最基本的一些特性。后来Ken Thompson和Dennis Ritchie使用C语言对整个系统进行了再加工和编写，使得Unix能够很容易的移植到其他硬件的计算机上。从那以后，Unix系统开始了令人瞩目的发展。

由于此时 AT&T还没有把Unix作为它的正式商品，因此研究人员只是在实验室内部使用并完善它。正是由于Unix是被作为研究项目，其他科研机构和大学的计算机研究人员也希望能得到这个系统，以便进行自己的研究。AT&T以分发许可证的方法，对Unix仅仅收取很少的费用，大学和研究机构就能获得Unix的源代码以进行研究。Unix的源代码被散发到各个大学，一方面使得科研人员能够根据需要改进系统，或者将其移植到其他的硬件环境中去，另一方面培养了懂得Unix使用和编程的大量的学生，这使得Unix的普及更为广泛。

由于操作系统的开发相当困难，只有少数的计算机厂商，如 IBM、Digital等大型公司，才拥有自己的操作系统，而其他众多生产计算机的硬件厂商则采用别人开发的操作系统。因为Unix不需要太多的花费，因此很多厂商就选择了Unix作为他们生产的计算机使用的操作系统。他们把Unix移植到自己的硬件环境下，而不必从头开发一个操作系统。

到了 70年代末，在Unix发展到了版本6之后，AT&T认识到了Unix的价值，成立了Unix系统实验室（Unix System Lab,USL）来继续发展Unix。因此AT&T一方面继续发展内部使用的Unix版本7，一方面由USL开发对外正式发行的Unix版本，同时AT&T也宣布对Unix产品拥有所有权。几乎在同时，加州大学伯克利分校计算机系统研究小组（CSRG）使用Unix对操作系统进行研究，因此他们的研究成果就反映在他们使用的Unix中。他们对Unix的改进相当多，增加了很多当时非常先进的特性，包括更好的内存管理，快速且健壮的文件系统等，大部分原有的源代码都被重新写过，以支持这些新特性。很多其他Unix使用者，包括其他大学和商业机构，都希望能得到CSRG改进的Unix系统。因此CSRG中的研究人员把他们的Unix组成一个完整的Unix系统──BSD Unix（Berkeley Software Distribution），向外发行。

BSD Unix在Unix的历史发展中具有相当大的影响力，被很多商业厂家采用，成为很多商用Unix的基础,而AT&T与其同时存在的Unix版本的影响就小得多。同时很多研究项目也是以BSD Unix为研究系统，例如美国国防部的项目─ARPANET，ARPANET今天发展成为了Internet，而BSD Unix中最先实现了TCP/IP，使Internet和Unix紧密结合在一起。

而 AT&T的Unix系统实验室，同时也在不断改进他们的商用Unix版本，直到他们吸收了BSD Unix中已有的各种先进特性，并结合其本身的特点，推出了Unix System V版本之后，情况才有了改变。从此以后，BSD Unix和Unix System V形成了当今Unix的两大主流，现代的Unix版本大部分都是这两个版本的衍生产品。

Unix的版本号表示方式比较复杂，各种不同的Unix版本有自己的版本标识方式，如最早AT&T开发的内部Unix使用简单的顺序号来标识版本，从V 1到V 7。

BSD使用主版本加次版本的方法标识，如4.2BSD，4.3BSD，在原始版本的基础上还有派生版本，这些版本通常有自己的名字，如4.3BSD-Net/1，4.3BSD-Net/2。

AT&T使用罗马数字来标识他们的对外发布的Unix版本，用Release来表示次版本。如System V Release 4（简写为SVR4）标识AT&T的Unix System V的第四次发布的版本。

其他商业公司的 Unix使用自己的版本标识，如Sun的Solaris 2.6，IBM的AIX 4.0等。

虽然 AT&T的Unix System V也是非常优秀的Unix版本，但是BSD Unix在Unix领域内的影响更大。AT&T的Unix系统实验室一直关注着BSD的发展，在1992年，Unix系统实验室指控BSDI── 一家发行商业BSD Unix的公司，违反了AT&T的许可权，发布自己的Unix版本，并进一步指控伯克利计算机系统研究组泄漏了Unix的商业机密（此时的 4.3BSD中来自AT&T Unix的代码已经不足10%）。这个官司影响了很多Unix厂商，使他们不得不从BSD Unix转向Unix System V,以避免法律问题。以至于当今大多数商业Unix版本都是基于Unix System V的。

这件有关 Unix版权的案子直到Unix系统实验室被AT&T卖给了Novell公司后才得以解决，Novell不打算陷入这样的法律纷争中，因此就采用了比较友好的做法。伯克利的CSRG被允许自由发布BSD，但是其中来自于AT&T的代码必须完全删除。因此CSRG就对他们最新的4.4BSD 进行了修改，删除了那些来自于AT&T的源代码，发布了4.4 BSD Lite版本（该系统是不完整的，尤其对于英特尔386体系的计算机系统）。由于这个版本不存在法律问题，4.4BSD Lite成为了现代BSD系统的基础版本。

Novell的比较友善的做法还不止对BSD，他把自己的Unix改名为Unixware，而将Unix商标赠送给X/Open── 一个由众多Unix厂家组成的联盟，这样这个联盟内的所有成员均可使用Unix商标。从此之后，Unix不再是专有产品的名字了。同时，由于BSD系统已经十分成熟，作为对操作系统进行研究的目标已经达到，伯克利计算机系统研究组（CSRG）在发布了4.4BSD-lite2之后就解散了，小组的科研人员有些进入了Unix商业公司，有些继续进行其他计算机领域的研究。此时，严格意义上的Unix System V和BSD Unix都不复存在了，存在的只是他们的各种后续版本。

回顾 Unix的发展，可以注意到Unix与其他商业操作系统的不同之处主要在于其开放性。在系统开始设计时就考虑了各种不同使用者的需要，因而Unix被设计为具备很大可扩展性的系统。由于它的源码被分发给大学，从而在教育界和学术界影响很大，进而影响到商业领域中。大学生和研究者为了科研目的或个人兴趣在 Unix上进行各种开发，并且不计较金钱利益，将这些源码公开，互相共享，这些行为极大丰富了Unix本身。很多计算机领域的科学家和技术人员遵循这些方式，开发了数以千计的自由软件，包括FreeBSD在内。正因为如此，当今的Internet才如此丰富多采，与其他商业网络不同，才能成为真正的全球网络。开放是Unix的灵魂，也是Internet的灵魂。

由于 Unix的开放性，另一方面就使得存在多个不同的Unix版本。由于不同的Unix使用稍有差别的文件、目录结构，提供略有不同的系统调用，因此对系统管理、以及为Unix开发可移植的应用程序带来一定的困难。例如System V和BSD的很多系统调用就存在不同。在Unix历史发展中也存在将Unix完全统一的努力，例如POSIX规范就是各个Unix厂商经过协商，达成的 Unix操作系统应该遵循的一套基本系统调用的规定。然而由于存在多个Unix系统，各个厂商的意见很不统一，因此POSIX规范制定的很宽松，甚至 Windows NT中也存在一个POSIX子系统。事实上，只要各个Unix之间协调发展，不故意为了商业目的而人为的制造系统差异，就能够保持各个Unix之间不致具有太大的差别，保持Unix系统的多样性比只有唯一的一个Unix系统更能够促进技术的进步和发展，企图人为的统一Unix的想法只能是某一个Unix厂商的一厢情愿。

有时为了避免法律纠纷，表明自己的程序代码是完全重写的，一个软件厂商会故意将一些函数声明的与其他系统的中的同类函数不同，例如使用不同的函数参数或改变函数参数的顺序等。 Unix System V中的很多系统调用与BSD Unix不同的部分原因也在于此。这些差异人为造成了不同系统的源程序的差异。

UNIX家谱

UNIX的历史开始于1969年ken Thompson，Dennis Ritchie（即著名的K&G，C语言的发明人）与一群人在一部PDP-7上进行的一些工作，后来这个系统变成了UNIX。它主要的几个版本为：

V1（1971）：第一版的UNIX，以PDP-11/20的汇编语言写成。包括文件系统，fork、roff、ed等软件。

V4（1973）：以C语言从头写过，这使得UNIX修改容易，可以在几个月内移植到新的硬件平台上。最初C语言是为UNIX设计的，所以C与UNIX间有紧密的关系。

V6（1975）：第一个在贝尔实验室外（尤其是大学中）广为流传的UNIX版本。这也是UNIX分支的起点与广受欢迎的开始。1.xBSD（PDP-II）就是由这个版本衍生出来的。

V7（1979）：在许多UNIX玩家的心目中，这是“最后一个真正的UNIX，”这个版本包括一个完整的K&R C编译器，Bourne shell。V7移植到VAX机器后称为32V。

目前开发UNIX（System V）的公司是Unix System Laboratories (USL)。USL本为AT&T所有，1993年初被Novell收购。Novell于1993年末将UNIX这个注册商标转让给X/Open组织。

目前为止，UNIX有两大流派：那就是AT&T发布的UNIX操作系统System V与美国加州大学伯克利分校发布的UNIX版BSD（Berkeley Software Distribution）。SVR4是两大流派融合后的产物。1991年底，与System V针锋相对的开放软件基金会(Open Software Foundation)推出了OSF/1。

现在几种主要的UNIX版本

AIX：IBM的UNIX，是根据SVR2（最近已经出到SVR3.2）以及一部分BSD延伸而来，加上各种硬件的支持。具备特有的系统管理（SMIT）。
386BSD：Jolitz从Net/2 software移植过来的。支持Posix，32位。
FreeBSD：1.x从386BSD 0.1而来，FreeBSD 2.x版是用4.4BSD lite改写。
HP-UX（HP）：旧系统是从S III（SVRx）发展面来，现在是由SVR2（4.2BSD）发展而来，目前是10.x版。
Linux(x86)：遵从POSIX，SYSV及BSD的扩展
OSF/1（DEC）：DEC对OSF/1的移植。
SCO UNIX（x86）：SVR3.2，目前影响较大的PC UNIX。
SunOS（680x0，Sparc，i386）：根据4.3BSD，包含许多来自System V的东西。Sun的主要成果在于：NFS，OpenLook GUI标准，现演变为Solaris 。
Ultrix(DEC)：根据4.2BSD再加上许多4.3BSD的东西。
Xenix(x86)：Intel硬件平台上的UNIX，以SVR2为基础，由微软推出。在中国使用较广泛。

附录: Unix 时代的开创者 Ken Thompson

自图灵奖诞生以来，其获得者一直都是计算机领域的科学家与学者，而在所有这些届的图灵奖中只有唯一的一届有个例外，那就是Ken Thompson与Dennis M. Ritchie，他们都是计算机软件工程师。

Ken Thompson，1943年出生于美国新奥尔良。1960年，Ken进入加州大学伯克利分校主修电气工程。1965年从伯克利毕业后，又花了一年的时间在该校取得了电子工程硕士的学位。不知道是时代造就英雄，还是英雄顺应时代而生，在Ken读书期间，正好赶上了计算机时代蓬勃发展的起步阶段，自小喜欢电气的Ken接触到计算机后，立即完全沉迷了进去，从1962年的开始，他就在学校的计算机中心找到份工作，专门负责程序的编写。这也为其后他一手开创的 Unix时代奠定了良好基础。

1966年离开校园的Ken加入了贝尔实验室。那时的计算机系统还是批处理的天下，程序员只能在又慢又笨重大型机上工作，一般来讲是先将程序卡片装入设备，然后再等1个小时再过来取回运算的结果，其效率之低可想而知。应市场的需要，当时贝尔实验室与麻省理工学院以及通用电气公司联合开发了一个多用户分时操作系统，取名为Multics(多路信息计算系统)，Ken当时就是这个系统的开发人员之一，在开发Multics的期间，Ken创造出了名为 Bon的编程语言。可惜因为这个系统不但开发周期长，成本高，而且庞大而缓慢，市场前景完全不被看好，最后贝尔实验室从这个项目中撤了出来。这对于Ken 而言，简直是个巨大的不幸，因为他自己用写的一个“star travel”游戏就是完全基于Multics的，退出Multics项目意味着Ken将没有机器可以再玩这个游戏了。

面对此情此景，Ken作为一个创造者的本性立即体现了出来，于是他决定自己写一个操作系统来满足他玩游戏的需要，说干就干，Ken找到了一台废弃已久的老式PDP-7，并在这台机器上重写了他的游戏。在这个过程中，Ken有了一个主意，要开发一个全新的操作系统。利用PDP-7上的汇编语言，Ken 只花了一个月就编写完了操作系统的内核，在这个一个月中，他一周一个内核，一个文件系统，一个编辑器和一个编译程序的完成。做完这个系统后，Ken将其命名为UNiplexed Information and Computing System，缩写为 UNICS，后来做了一下改动，称为UNIX，在开发第一版Unix的过程中，Ken还开发出一种新的语言，即C语言的前身——B语言，这种语言简洁明了，接近于硬件语言，第一版的Unix就是基于B语言来开发的。

Unix的出现开始虽然并不为大家所看好，但是却引起了贝尔实验室另一位同事的注意，这就是Dennis M. Ritchie，于是Dennis主动加入了进来共同完善这个系统。至此一场轰轰烈烈的Unix的传奇时代才真正的拉开了序幕。1972年，他们联手将 Unix移植到当时最先进的大型机PDP-2上，由于Unix是如此的简洁、稳定与高效，以至于当时大家都放弃了PDP-2上自带的DEC操作系统，而完全改用Unix，这时的Unix已经开始走向成熟了。在1973年之前Unix还不太为外界所知，到同年10月，Unix在IBM举办的操作系统原理专题研讨会上被提及，当Ken和Dennis在会上宣读论文并展示Unix后，整个会场轰动了，大家都立即涌上来索取这种新型的操作系统的程序。随着Unix 的需求量的日益增加，Ken与Dennis决定将Unix进一步改写，以便可以移植到各种不同的硬件系统，由于Unix的原码中不少是用汇编完成，不具备良好的移植性，正好Dennis在1973年在B语言的基础上开发出了C语言，C语言灵活，高效性，与硬件无关，并且不失其简洁性，正是Unix移植所需要的法宝，于是旧版的Unix与C语言完美结合在一起产生了新的可移植的Unix系统。随着Unix的广泛使用，C语言也成为了当时最受欢迎的编程语言一直到延续至令。

说到Unix与C语言，还有一段小故事，当时安装了Unix的PDP-11被放在贝尔实验室供大家使用，有一天大家伙发现Ken总是可以得到最高的权限轻松进入他们的帐户，在贝尔实验室这种高人云集的地方，这简单是太不能容忍了，于是有若干高人跳了出来，仔细分析Unix代码，找到后门，修改后再重新编译整个Unix，当所有人都以为这个世界应该从此清静了的时候，却发现Ken还是很容易就取得了他们的帐户权限，为此大家郁闷不已。至到很多年后，Ken才道出其中的原委，原来代码里确实存在后门，不过并不在Unix代码中，而是藏在编译Unix的编译器里，每次编译器编译时就会自动加入后门代码，而当时整个贝尔实验室都用的是Ken所写的C编译器。

由于Unix与C语言的深远影响，1983年美国计算机协会将当年的图灵奖破例颁给了作为软件工程师的Ken与Dennis，并在当年还决定新设立一个奖项――软件系统奖，以奖励那些优秀的软件开发者，当然首个软件系统奖也是非他们两人莫属了。

虽然Unix与C语言让Ken与Dennis功成名就，但是他们两人都没有走那些IT史上自己创业的通用套路，而是一直留在贝尔实验室从事其喜爱的软件开发工作。到了2000年12月时，Ken正式退休，离开了工作了几十年的贝尔实验室开始享受他晚年的时光，但是Ken怎么能闲得下来呢，于是他干脆将他的另一个爱好：飞机，变成正式的职业，成为了一名专职的飞行员。至此，他所开创的Unix时代已经完全与他无关了。