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Unix 操作系統(tǒng)的發(fā)展歷史Multics 聯(lián)合項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)1965 年，一個(gè)工作組在聯(lián)合計(jì)算機(jī)會(huì)議上提出了他們關(guān)于新操作系統(tǒng)的想法。 該小組由麻省理工學(xué)院 (MIT)、通用電氣和貝爾實(shí)驗(yàn)室 (Bell Labs) 或 AT&T（自 2016 年起隸屬于諾基亞研發(fā)部門）的員工組成。 他們將操作系統(tǒng)命名為 Multiplexed Information and Computing Service，簡稱 Multics。 他們追求全新的方法，Multics 是最早允許多個(gè)用戶通過共享底層處理器的計(jì)算時(shí)間在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)工作的系統(tǒng)之一。Multics 工作組需要一臺(tái)具有特定要求的計(jì)算機(jī)來啟動(dòng)他們的項(xiàng)目：一方面，它必須具有格式清晰的指令，以便能夠使用 IBM 用于開發(fā)的高級編程語言 PL/I。 另一方面，它必須支持計(jì)劃中的多用戶操作和異步工作，以最大限度地減少內(nèi)存管理中的性能損失。 為此，選擇了通用電氣的 GE-635 和后來的 GE-645。 開發(fā)是在多用戶系統(tǒng) CTSS 上進(jìn)行的，該系統(tǒng)早在 1960 年代由麻省理工學(xué)院開發(fā)，并且已經(jīng)啟動(dòng)并運(yùn)行。 PL/I 編譯器開發(fā)的延遲、財(cái)務(wù)瓶頸、內(nèi)部分歧和不斷增長的外部壓力最終導(dǎo)致貝爾實(shí)驗(yàn)室于 1969 年退出該項(xiàng)目。Multics 成為 UnixMultics 在麻省理工學(xué)院得到進(jìn)一步開發(fā)，后來在被通用電氣收購后（直到 1986 年），由霍尼韋爾國際公司在霍尼韋爾 6180 機(jī)器上進(jìn)行商業(yè)分發(fā)。 然而，當(dāng)時(shí)在貝爾實(shí)驗(yàn)室工作的計(jì)算機(jī)科學(xué)家肯·湯普森 (Ken Thompson) 無法放棄多用戶系統(tǒng)：他與丹尼斯·里奇 (Dennis Ritchie) 和 AT&T 的一個(gè)小團(tuán)隊(duì)一起，開始規(guī)劃自己的系統(tǒng)，基于 多元學(xué)原理。 但最初證明尋找合適的計(jì)算機(jī)是徒勞的——由于貝爾實(shí)驗(yàn)室拒絕購買合適的副本，開發(fā)人員開始在便條紙和黑板上記錄他們的筆記和計(jì)劃文件系統(tǒng)的進(jìn)度。最后，為計(jì)劃中的項(xiàng)目購置了一臺(tái)來自 Digital Equipment Corporation (DEC) 的二手 PDP-7 小型計(jì)算機(jī)。 這個(gè)“只有”墻上單元大小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與 GECOS（通用電氣綜合操作系統(tǒng)）一起運(yùn)行，從那時(shí)起它就作為開發(fā)平臺(tái)。 有價(jià)值的軟件工具，如命令行 (SH) 和編輯器 (ED) 以及現(xiàn)有的紙質(zhì)文件系統(tǒng)得到了快速開發(fā) – 最初仍然使用匯編語言（面向硬件，但對人類進(jìn)行了簡化）。 由于新的操作系統(tǒng)只允許兩個(gè)用戶同時(shí)在一個(gè)進(jìn)程上工作（不像 Multics），所以團(tuán)隊(duì)根據(jù)模板將其命名為 Unics。 由于 GECOS 中文件名長度的限制，最終決定使用 Unix。先是 B，然后是 C：Unix 獲得了自己的高級編程語言在貝爾實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)編寫了 Unix 和其他一些基本程序之后，是時(shí)候用不太復(fù)雜的變體替換用于此目的的匯編語言了。 然而，開發(fā)已有的 IBM 語言 Fortran 的計(jì)劃在短時(shí)間內(nèi)就被否決了。 相反，工作開始于他們自己的語言，并且強(qiáng)烈面向 PL/I（Multics 語言）和麻省理工學(xué)院開發(fā)的 BCPL（基本組合編程語言）。 隨后，Ritchie 和他的同事們用這種語言重寫了一些系統(tǒng)工具，直到他們最終在 1970 年收到了一臺(tái)新的 PDP-11 計(jì)算機(jī)，并再次被迫重新考慮他們的技術(shù)。 這是因?yàn)樾碌南到y(tǒng)架構(gòu)不像 PDP-7 計(jì)算機(jī)和編程語言 B 那樣是面向字的，而是面向字節(jié)的。在接下來的兩年里，貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了 C 的后繼者，其語法和其他特性可以在許多現(xiàn)代編程語言中找到，如 c++、JavaScript、PHP 或 Perl。 當(dāng) 1973 年語言足夠成熟時(shí)，開發(fā)團(tuán)隊(duì)開始用 C 語言重寫完整的 Unix 內(nèi)核。結(jié)果由 Unix 團(tuán)隊(duì)在 1970 年代中期發(fā)布。 由于 AT&T 當(dāng)時(shí)不允許銷售任何軟件，作為國家控制的電信行業(yè)，Unix（版本 6）是一個(gè)多用戶系統(tǒng)，也允許同時(shí)進(jìn)行多個(gè)進(jìn)程，免費(fèi)提供給所有感興趣的大學(xué) – 包括一個(gè) C 編譯器，這使得該系統(tǒng)幾乎可以在所有平臺(tái)上使用。硬件友好和開源：Unix 征服了開發(fā)者場景隨著面向教育機(jī)構(gòu)的 Unix 軟件的發(fā)布，新操作系統(tǒng)的成功迅速變得越來越明顯，最初只是編程界的一個(gè)玩具。 在此期間，IBM 大型機(jī)和 PDP 機(jī)器上的常見工作流程繼續(xù)在 RSX-11、RT-11 或 IST 等本地系統(tǒng)上運(yùn)行。 然而，對于開發(fā)者而言，內(nèi)核和單個(gè)應(yīng)用程序提供的源代碼的價(jià)值不僅僅是一種學(xué)習(xí)效果：Unix 對硬件的低要求及其高可用性鼓勵(lì)了實(shí)驗(yàn)和進(jìn)一步開發(fā)，這尤其受到了 加州大學(xué)伯克利分校（湯姆森以前的家鄉(xiāng)大學(xué)）- 盡管他在 1976 年在其新成立的計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院擔(dān)任客座教授這一事實(shí)可能發(fā)揮了重要作用。當(dāng)時(shí)的兩名研究生 Bill Joy 和 Chuck Haley 改進(jìn)了 Thompson 開發(fā)的 Pascal 系統(tǒng)，并用 ex 編寫了一個(gè)全新的文本編輯器 – vi 的前身，今天仍然可以在 unixoid 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)安裝中找到它。 1977 年，在 Joy 的指導(dǎo)下，出現(xiàn)了 Unix 的修改變體，其中包含迄今為止所做的改進(jìn)和進(jìn)一步發(fā)展。 Berkeley Software Distribution (BSD)，后來將 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議集成到 Unix 宇宙中，并首次能夠滿足自由操作系統(tǒng)的要求（得益于其自身的 BSD 許可證），并被認(rèn)為 成為迄今為止最重要的 Unix 修改之一。80 年代：商業(yè)化和 Unix 戰(zhàn)爭在接下來的幾年里，越來越多的修改被開發(fā)出來，包括那些專注于其他方面的修改，比如金融。 例如，Microsoft 在 1979 年獲得了 Unix V7 許可，用于為 Intel 和 Motorola 處理器等開發(fā)端口。 次年，他們發(fā)布了 Xenix，最初計(jì)劃將其作為 PC 的標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)，但最終對硬件提出了過高的要求。 微軟最終將進(jìn)一步開發(fā)交給了軟件制造商 SCO（Santa Cruz Operation），以專注于 OS/2 和 MS-DOS 的進(jìn)一步開發(fā)。1982 年，比爾·喬伊 (Bill Joy) 也加入了這一行列，他新成立的公司 Sun Microsystems 使用基于 BSD 的專有系統(tǒng) SunOS（Solaris 的前身），該系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)用于服務(wù)器和工作站。然而，真正爭奪 Unix 粉絲的戰(zhàn)斗發(fā)生在 AT&T 和伯克利大學(xué)之間，前者現(xiàn)已獲得商業(yè)發(fā)行許可，后者由于擁有大量支持程序員而能夠突出有價(jià)值的創(chuàng)新。 AT&T 首先試圖通過 System III（1981 年）和 System V 的新優(yōu)化版本（1983 年）征服市場，兩者均基于 Unix V7。 隨后伯克利大學(xué)同時(shí)發(fā)布了 4.3BSD，在 18 個(gè)月內(nèi)發(fā)放了 1000 個(gè)許可證。 這使得它比付費(fèi)的 System V 更受歡迎，后者缺乏 Berkeley 變體的文件快速系統(tǒng) (FFS) 和網(wǎng)絡(luò)功能（由于集成了 TCP/IP）。隨著 System V 的第四次發(fā)布（1988 年），AT&T 實(shí)現(xiàn)了這兩個(gè)和許多其他 BSD 功能，以及 Xenix 和 SunOF，這導(dǎo)致許多用戶轉(zhuǎn)向商業(yè)選項(xiàng)。謝謝，Penguin：Unix 成為服務(wù)器解決方案雖然不同的 Unix 系統(tǒng)最初在銷售和忠誠度方面相互競爭，但蘋果和微軟的競爭始于個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，后來又進(jìn)入了服務(wù)器領(lǐng)域。 雖然微軟在家用 PC 方面贏得了比賽，但基于 Unix 概念的系統(tǒng)在 1991 年隨 Linux 突然出現(xiàn)在現(xiàn)場，并在接下來的幾年中贏得了服務(wù)器環(huán)境。 得益于免費(fèi)許可的內(nèi)核和免費(fèi)提供的 GNU 軟件，開發(fā)人員 Linus Torvalds 實(shí)現(xiàn)了對具有競爭力的開源操作系統(tǒng)的渴望，并贏得了當(dāng)時(shí)的市場。直到今天，許多 Unix Linux 衍生產(chǎn)品，如 Debian、CentOS、Red Hat 或 Ubuntu 都被用作各種服務(wù)器的系統(tǒng)軟件。 特別是 Ubuntu 在家庭 PC 中越來越受歡迎。 到目前為止，我們有一篇文章介紹的 Linux 并不是當(dāng)今軟件世界中唯一重要的 Unix 繼承者：自 Mac OS X 10.0 或 Mac OS X Server 1.0 以來，Apple 操作系統(tǒng)使用免費(fèi)的 BSD 變體 Darwin 作為子結(jié)構(gòu)。 Berkeley Unix 本身甚至多次代表許多其他免費(fèi)衍生產(chǎn)品，如 Free BSD、Open BSD 或 Net BSD。與 iOS（與macOS 相同的系統(tǒng)基礎(chǔ)）和 Android（基于 Linux 內(nèi)核）這兩個(gè)最廣泛用于移動(dòng)設(shè)備的操作系統(tǒng)也屬于 Unix 家族。什么是 Unix？ 系統(tǒng)最重要的里程碑功能當(dāng)它被引入時(shí)，Unix 的許多顯著特征都是絕對新穎的，它們不僅旨在影響 unixoid 系統(tǒng)和發(fā)行版的開發(fā)，而且還被競爭對手 Apple 和 Microsoft 在其操作系統(tǒng)中采用。 特別是考慮到以下特征時(shí)，Richie、Thompson 和他們參與 Unix 的同事是當(dāng)時(shí)現(xiàn)代操作系統(tǒng)的先驅(qū)：分層的通用文件系統(tǒng)Unix 的一個(gè)基本部分從一開始就是分層組織的文件系統(tǒng)，它允許用戶將文件結(jié)構(gòu)化到文件夾中。 可以將任意數(shù)量的子目錄分配給根目錄，根目錄用“/”標(biāo)記。 遵循“一切皆文件”的基本原則，Unix 還將驅(qū)動(dòng)器、硬盤、終端或其他計(jì)算機(jī)映射為文件系統(tǒng)中的設(shè)備文件。 一些衍生產(chǎn)品，包括 Linux，甚至將進(jìn)程及其屬性標(biāo)記為 procfs 虛擬文件系統(tǒng)中的文件。多任務(wù)處理Unix 成功的另一個(gè)決定性因素是能夠同時(shí)執(zhí)行多個(gè)進(jìn)程或程序而不會(huì)相互干擾。 該操作系統(tǒng)從一開始就基于搶占式多任務(wù)處理方法。 使用這種方法，調(diào)度程序（它是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分）通過優(yōu)先級系統(tǒng)管理各個(gè)進(jìn)程。 直到 1990 年代后期，Apple 和 Microsoft 才開始實(shí)施類似的流程管理解決方案。多用戶系統(tǒng)甚至 Multics 的主要目標(biāo)也是一個(gè)允許多個(gè)用戶同時(shí)工作的系統(tǒng)。 為此，為每個(gè)程序和流程分配了一個(gè)所有者。 即使 Unix 最初僅限于兩個(gè)用戶，此功能從一開始就是系統(tǒng)軟件組合的一部分。 這種多用戶系統(tǒng)的優(yōu)勢不僅在于有機(jī)會(huì)同時(shí)訪問單個(gè)處理器的性能，還在于相關(guān)的權(quán)限管理。 管理員現(xiàn)在可以為不同的用戶定義訪問權(quán)限和可用資源。 然而，最初，涉及每臺(tái)相應(yīng)計(jì)算機(jī)的硬件也是先決條件。網(wǎng)絡(luò)能力憑借 4.2BSD，伯克利的 Unix 于 1983 年成為首批集成互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧的操作系統(tǒng)之一，為互聯(lián)網(wǎng)和簡單的網(wǎng)絡(luò)配置提供了基礎(chǔ)，并提供了充當(dāng)客戶端或服務(wù)器的能力。 80年代后期，System V的第四個(gè)版本（已經(jīng)提到）也是商用AT&T系統(tǒng)的變種，將內(nèi)核添加到傳說中的協(xié)議家族中。 Windows 應(yīng)該只支持 TCP/IP 3.11 (1993) 和適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。平臺(tái)獨(dú)立性在創(chuàng)建 Unix 時(shí)，雖然其他操作系統(tǒng)及其應(yīng)用程序仍然針對特定處理器類型進(jìn)行定制，但貝爾實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)從一開始就追求便攜式系統(tǒng)的方法。 盡管第一種語言是匯編語言，但系統(tǒng)軟件的基本結(jié)構(gòu)一創(chuàng)建，該項(xiàng)目就創(chuàng)建了一種新的、更高級的編程語言。 這種語言是歷史上 C 語言的前身。 雖然用 C 語言編寫的組件仍然與 PDP 機(jī)器架構(gòu)緊密相關(guān)，Ritchie 和他的同事將其用作他們工作的基礎(chǔ)，盡管包含了編譯器。 然而，最近，隨著 Unix V7 版本（1979 年）的大幅修訂，該操作系統(tǒng)理所當(dāng)然地贏得了便攜系統(tǒng)的聲譽(yù)。Unix 工具箱原理和 shellUnix 系統(tǒng)結(jié)合了大量有用的工具和命令，它們通常只為少數(shù)特殊任務(wù)而設(shè)計(jì)。 例如，Linux 使用 GNU 工具。 對于一般問題的解決，原則是在標(biāo)準(zhǔn)工具的組合中尋找答案，而不是開發(fā)特定的新程序。 最重要的工具一直是 shell (SH)，它是一種面向文本的命令解釋器，可提供廣泛的編程選項(xiàng)。 這個(gè)經(jīng)典的用戶界面也可以在沒有圖形用戶界面的情況下使用，即使那種界面自然會(huì)增加用戶的舒適度。 但是，shell 確實(shí)為有經(jīng)驗(yàn)的用戶提供了一些重要的優(yōu)勢：智能自動(dòng)完成簡化操作復(fù)制和粘貼功能交互（直接訪問）和非交互（腳本執(zhí)行）狀態(tài)可用更高的靈活性，因?yàn)楦鱾€(gè)應(yīng)用程序（工具、命令）幾乎可以自由組合標(biāo)準(zhǔn)化和穩(wěn)定的用戶界面，GUI 并不總是能保證這一點(diǎn)自動(dòng)記錄腳本工作路徑快速輕松地實(shí)施應(yīng)用程序最后：如果你想了解操作系統(tǒng)的工作原理，請看一看 Unix微軟和蘋果的崛起，與它們的創(chuàng)造者比爾蓋茨和史蒂夫喬布斯直接相關(guān)，無疑是無與倫比的。 然而，這兩個(gè)巨大的成功故事的基礎(chǔ)是由丹尼斯·里奇、肯·湯普森和 Unix 團(tuán)隊(duì)其他成員在 1969 年至 1974 年間的開創(chuàng)性工作奠定的。Unix 不僅產(chǎn)生了自己的衍生產(chǎn)品，還影響了其他操作系統(tǒng) 具有層次結(jié)構(gòu)文件系統(tǒng)、強(qiáng)大的 shell 或高可移植性等概念。 為了實(shí)現(xiàn)后者，計(jì)算機(jī)歷史上最具影響力的編程語言 C 幾乎是順帶開發(fā)的。要了解語言和一般操作系統(tǒng)功能的可能性，沒有比 Unix 系統(tǒng)更好的說明對象了。 您甚至不必使用其中一種經(jīng)典變體：Gentoo 或 Ubuntu 等 Linux 發(fā)行版已經(jīng)適應(yīng)了現(xiàn)代需求，而沒有放棄對系統(tǒng)的最大控制等基本功能。 使用對初學(xué)者友好的 macOS，您的可能性會(huì)受到更多限制，它掌握了強(qiáng)大的 Unix 基礎(chǔ)和精心設(shè)計(jì)的圖形用戶界面之間的平衡行為。