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你不知道的过去 - Linux 系统发展史小览 (与Unix区别科普文)

 技术教程       2017-04-05   来自Bill Wang

不少人虽然知道 Unix、Linux 等操作系统,甚至可能是技术高手,但知道它们之间那千丝万缕关系的人并不多。其实, Unix,Linux,macOS 甚至 iOS、Android 这些操作系统的渊源都颇深!

本文旨在让大家了解科技界过去的一些故事,每一种科技的进步都伴随开发者们不懈的努力!就是想让大家明白一个道理,你现在所处的美好的科技世界,是曾经无数开发者辛勤汗水的积累而来的。如果你并不了解它们的过去,这次不妨就来细究一下。

Linux 和 BSD

Linux 和 BSD 都是免费的,开源的,类 Unix 系统。他们甚至使用很多相同的软件。他们看上去简直就像是一个操作系统,那么,它们有什么不同吗?

Linux

其实,两者之间的不同,远远超出了我们下面提到的这些,尤其是在构建完整操作系统和许可授权的哲学思想上,更是相差甚远。

许多人所称的“Linux”实际上不是 Linux。Linux 从技术上说只是 Linux 内核,典型的 Linux 发行版则包括了 Linux 内核和许多软件。这是为什么 Linux 有时被称为 GNU/Linux。事实上,许多在 Linux 上使用的软件同样也在 BSD 上使用。

Linux 和 BSD 都是类 UNIX 操作系统。我们可以通过阅读类 UNIX 操作系统历史发现 Linux 和 BSD 有不同的谱系。Linux 是由 Linus Torvalds 在芬兰上大学的时候开发的。BSD 则代表“Berkeley Software Distribution,伯克利软件套件”,其源于对加州大学伯克利分校所开发的贝尔实验室 UNIX 的一系列修改,它最终发展成一个完整的操作系统,现在有多个不同的 BSD 分支。

FreeBSD

1、内核 vs 完整操作系统

严格的说,Linux 是只是一个内核。制作 Linux 发行版所要做的工作就是,汇集那些创建一个完整 Linux 操作系统所需的所有软件,将它组合成一个像 UbuntuDebianRedHat / CentOS、Mint 或者是 Arch 这样的 Linux 发行版。有许多不同的 Linux 发行版

与此相反的是,BSD 这个名字则代表其内核和操作系统。例如,FreeBSD 提供了 FreeBSD 内核和 FreeBSD 操作系统。它是作为一个单一的项目维护的。换句话说,如果你想要安装 FreeBSD,就只有一个 FreeBSD 可供你安装。如果你想要安装 Linux,你首先需要在许多 Linux 发行版之间选择。

BSD 包括一个名为 Ports 的系统,它提供了一种安装软件包的方式。Ports 系统包含了软件包的源代码,所以您的计算机如果想安装软件的话,则需要先编译他们。(如果您曾经使用过以前流行的 Gentoo,有点类似那样。)不过,软件包也可以是预安装的二进制形式,以便你不需要花时间和系统资源编译他们就能运行。

2、许可证

许可证是典型的差异,虽然它不会对大多数人产生影响。Linux 使用 GNU 通用公共许可证,即 GPL。如果你修改了 Linux 内核,并将其分发,你就必须放出您的修改的源代码。

BSD 使用 BSD 许可证。如果你修改了 BSD 内核或发行版,并且发布它,你根本不需要必须发布其源代码。你可以自由地对你的 BSD 代码做任何你想做的事情,你没有义务发布的你修改的源代码,当然你想发布也行。

两者都是开放源码的,但是以不同的方式。人们有时会陷入关于哪种许可证是“更自由”的辩论。GPL 可以帮助用户以确保他们可以拥有 GPL 软件的源代码,并限制开发人员迫使他们开放代码。BSD 许可证并不能确保用户可以拥有源代码,而是给开发人员选择是否公布代码的权利,即使他们想要把它变成一个闭源项目。

3、BSD分支

以下是通常认可的三个“主流” BSD 操作系统:

(1)FreeBSD: FreeBSD 是最受欢迎的 BSD,针对高性能和易用性。它支持英特尔和 AMD 的32位和64位处理器。

(2)NetBSD: NetBSD 被设计运行在几乎任何架构上,支持更多的体系结构。在他们的主页上的格言是”理所当然,我们运行在 NetBSD 上”。

(3)OpenBSD:OpenBSD 为最大化的安全性设计的 —— 这不仅仅它宣称的功能,在实践中也确实如此。它是为银行和其他重要机构的关键系统设计的。

还有两个其他的重要 BSD 操作系统:

(4)DragonFly BSD: DragonFly BSD 的设计目标是提供一个运行在多线程环境中的操作系统 —— 例如,计算机集群。

(5)Darwin / Mac OS X: Mac OS X (macOS) 实际上基于 Darwin 操作系统,而 Darwin 系统基于 BSD。它与其他的 BSD 有点不同,虽然底层内核和其他的软件是开源代码(BSD 代码),但操作系统的大部分是闭源的 Mac OS 代码)。苹果在 BSD 基础上开发了 Mac OS X 和 iOS,这样苹果就不必写操作系统底层,就像 GoogleLinux 基础上开发 Android 系统一样。

macOS

4、BSD over Linux??

Linux 显然比 FreeBSD 更受欢迎。例如,Linux 往往会比 FreeBSD 更早提供新硬件的支持。BSD 有一个兼容包可用,使之能像大多数的其他软件一样原生的执行 Linux 二进制程序。

如果您使用过 Linux, FreeBSD 不会让你感觉到太大的不同。如果把 FreeBSD 作为桌面操作系统,你也可以使用相同的 GNOME,KDE 或 Xfce 桌面环境,你也可以在BSD上使用 Linux 上的大多数的其他软件。有一点需要注意,FreeBSD 不会自动安装的图形化桌面,所以你要花相对于 Linux 更多的心思来照顾你的BSD。BSD 更守旧一些。

FreeBSD 的可靠性和稳定性也许更适合作为服务器的操作系统。而厂商也会选择 BSD 而不是 Linux 作为其操作系统,因为这样他们就不必放出他们修改的代码。

如果你是一个 PC 桌面用户,你真的不需要太过在意 BSD。你可能会喜欢 Linux,因为它具有更先进的硬件支持,更容易安装,具有现代操作系统的特点。如果你关注服务器或嵌入式的设备,你可能会更喜欢 FreeBSD。

我们可能会听到一些人说他们在桌面电脑上使用 FreeBSD,你当然也可能是其中之一!但像 Ubuntu 或 Mint 一样的开源操作系统对于多数用户来说更体验良好和更先进些。

发展简史

Unix是目前还在存活的操作系统的元老了,走过了40年的历程。

1、Unix 起源

回顾Unix历史,我们就要说一下一个叫MULTICS的项目。上世纪六十年代时,大部份计算机都是采用批处理的方式(也就是说,当作业积累一定数量的时候,计算机才会进行处理)。那时,我们熟知的美国电话及电报公司(AT&T)、通用电器公司(G.E.)及麻省理工学院(MIT)计划合作开发一个多用途、分时及多用户的操作系统,也就是这个MULTICS,其被设计运行在GE-645大型主机上。不过,这个项目由于太过复杂,整个目标过于庞大,糅合了太多的特性,进展太慢,几年下来都没有任何成果,而且性能都很低。于是到了1969年2月,贝尔实验室决定退出这个项目。

熟悉这段历史的人都知道,贝尔实验室中的有个叫 Ken Thompson 的人,他为 MULTICS 这个操作系统写游戏了个叫“Space Travel”的游戏,在 MULTICS 上经过实际运行后,他发现游戏速度很慢而且耗费昂贵 —— 每次运行会花费75美元。退出这个项目以后。他为了让这个游戏能玩,所以他找来Dennis Ritchie为这个游戏开发一个极其简单的操作系统。这就是后来的Unix。(值得一提的是,当时他们本想在DEC-10上写,后来没有申请到,只好在实验室的土·啬角边找了一台被人遗弃的 Digital PDP-7 的迷你计算机进行他们的计划,这台计算机上连个操作系统都没有,于是他们用汇编语言仅一个月的时间就开发了一个操作系统的原型)他们的同事Brian Kernighan非常不喜欢这个系统,嘲笑Ken Thompson说:“你写的系统好真差劲,干脆叫Unics算了。” Unics 的名字就是相对于 MULTICS 的一种戏称,后业改成了Unix。于是,Unix 就在这样被游戏和玩笑创造了,当时是1969年8月。也就是这一年,Linux 之父 Linus Torvalds 在芬兰出生了。

1971年,Ken Thompson 写了充分长篇的申请报告,申请到了一台PDP-11/24的机器。于是Unix第一版出来了。在一台PDP-11/24的机器上完成。这台电脑只有24KB的物理内存和 500K 磁盘空间。Unix占用了12KB的内存,剩下的一半内存可以支持两用户进行Space Travel的游戏。而著名的 fork() 系统调用也就是在这时出现的。

到了1973年的时候,Ken Thompson 与 Dennis Ritchie 感到用汇编语言做移植太过于头痛,他们想用高级语言来完成第三版,对于当时完全以汇编语言来开发程序的年代,他们的想法算是相当的疯狂。一开始他们想尝试用Fortran,可是失败了。后来他们用一个叫BCPL的语言开发,他们整合了BCPL形成B语言,后来Dennis Ritchie觉得B语言还是不能满足要求,就是就改良了B语言,这就是今天的大名鼎鼎的C语言。于是,Ken Thompson 与 Dennis Ritchie 成功地用C语言重写了 Unix 的第三版内核。至此,Unix这个操作系统修改、移植相当便利,为Unix日后的普及打下了坚实的基础。而Unix和C完美地结合成为一个统一体,C与Unix很快成为世界的主导。

Unix 的第一篇文章 “The UNIX Time Sharing System”由 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 于1974年7月的 the Communications of the ACM 发表。这是UNIX与外界的首次接触。结果引起了学术界的广泛兴趣并对其源码索取,所以,Unix第五版就以“仅用于教育目的”的协议,提供给各大学作为教学之用,成为当时操作系统课程中的范例教材。各大学公司开始通过 Unix 源码对 Unix 进行了各种各样的改进和扩展。于是,Unix 开始广泛流行。

2、Unix 分裂

1978年,对 Unix 而言是革命性的一年;因为学术界的老大柏克利大学,推出了一份以第六版为基础,加上一些改进和新功能而成的 Unix。这就是著名的“1 BSD(1st Berkeley Software Distribution)”,开创了Unix的另一个分支:BSD 系列。 同时期,AT&T成立USG,将 Unix变成商业化的产品。从此,BSD的 Unix 便和AT&T 的Unix 分庭抗礼,Unix就分为System IV 和 4.x BSD这两大主流,各自蓬勃发展。

1979年发布的Unix 第七版被称为是“最后一个真正的Unix”,这个版本的Unix内核只有40K bytes。后来这个版本被移植到VAX机上。20世纪80年代相继发布的8、9、10版本只授权给了少数大学。

1982年,AT&T基于版本7开发了UNIX System Ⅲ的第一个版本,这是一个商业版本仅供出售。为了解决混乱的UNIX版本情况,AT&T综合了其他大学和公司开发的各种UNIX,开发了UNIX System V Release 1。这个新的UNIX商业发布版本不再包含源代码,所以加州大学Berkeley分校继续开发BSD UNIX,作为UNIX System III和V的替代选择。BSD对UNIX最重要的贡献之一是TCP/IP。BSD 有8个主要的发行版中包含了TCP/IP:4.1c、4.2、4.3、4.3-Tahoe、4.3-Reno、Net2、4.4以及 4.4-lite。这些发布版中的TCP/IP代码几乎是现在所有系统中TCP/IP实现的前辈,包括AT&T System V UNIX 和Microsoft Windows中的TCP/IP都参照了BSD的源码。

同时,其他一些公司也开始为其自己的小型机或工作站提供商业版本的UNIX系统,有些选择System V作为基础版本,有些则选择了BSD。BSD的一名主要开发者,Bill Joy,在BSD基础上开发了SunOS,并最终创办了Sun Microsystems。

1991年,一群BSD开发者(Donn Seeley、Mike Karels、Bill Jolitz 和 Trent Hein)离开了加州大学,创办了Berkeley Software Design, Inc (BSDI)。BSDI是第一家在便宜常见的Intel平台上提供全功能商业BSD UNIX的厂商。后来Bill Jolitz 离开了BSDI,开始了386BSD的工作。386BSD被认为是FreeBSD、OpenBSD 和 NetBSD、DragonFlyBSD的先辈。

这是一个AT&T妄图私有化的Unix的时代。为了私有化Unix,1986年IEEE指定了一个委员会制定了一个一个开放作业系统的标准,称为 POSIX (Portable Operating Systems Interface)。最后加上个X,不知道是为了好听,还是因为这本质上是UNIX的标准。当然,AT&T的Unix取得了这个标准制订战争的胜利,还取得了Unix这个注册商标。此时BSD的拥护者自喻为冷酷无情的公司帝国的反抗军。就销售量来说,AT&T UNIX始终赶不上BSD/Sun。到1990年,AT&T与BSD版本已难明显区分,因为彼此都有采用对方的新发明。

这段时期,从实验室出来的被全世界所分享的Unix,正处于被私有化的关键时期。

3、Unix 的法律纠纷

BSDI 很快就与AT&T的UNIX Systems Laboratories(USL)附属公司产生了法律纠纷,USL是AT&T注册的公司。AT&T为了拥有System V版权,以及Unix商标,为了垄断Unix,1992年,USL正式对BSDI提起诉讼,说BSD剽窃他的源码。而最终了结了好评如潮的BSD系统。

由于最后判决悬而未决,这桩法律诉讼将BSD后裔的开发,特别是自由软件,延迟了两年,这导致没有法律问题的Linux内核获得了极大的支持。Linux跟386BSD的开发几乎同时起步,Linus说,当时如果有自由的基于386的Unix-like操作系统,他就可能不会创造Linux。尽管无法预料这给以后的软件业究竟造成了什么样的影响(如果没有这个法律纠纷,很有可能没有今天的革命性的Linux),但有一点可以肯定,Linux更加丰富了这块土壤。

这场官司一直打到 AT&T将自己的Unix系统实验室卖掉,新接手的Novell公司采取了一种比较开明的做法,允许BSDI自由发布自己的BSD,但是前提是必须将来自于AT&T的代码完全删除,于是诞生了4。4 BSD Lite版,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。

这桩诉讼最终在1994年1月了结,更多地满足了BSDI的利益。伯克利套件的18,000个文件中,只有3个文件要求删除,另有70个文件要求修改,并显示USL的版权说明。这项调解另外要求,USL不得对4。4BSD提起诉讼,不管是用户还是BSDI代码的分发者。于是,BSD Unix走上了复兴的道路。BSD的开发也走向了几个不同的方向,并最终导致了FreeBSD、OpenBSD和NetBSD的出现。

从AT&T意识到了Unix的商业价值,不再将Unix源码授权给学术机构以来,到以后的几十年,Unix仍在不断变化,其版权所有者不断变更,授权者的数量也在增加。Unix的版权曾经为AT&T所有,之后Novell拥有了Unix,再之后Novell又将版权出售给了SCO(这一事实双方尚存在争议,这里是最新进展)。有很多大公司在取得了Unix的授权之后,开发了自己的Unix产品。(几年前,据传闻微软为了限制Linux,微软让SCO到法院告Linux剽窃其源码)

由于Unix是由C语言写的,所以修改和移植都很容易,因此,很多商业公司及学术机构均加入这个操作系统的研发,各个不同版本的Unix也开始蓬勃发展。这才产生了今天这么多的各式各样的Unix衍生产品。如AIX、Solaris、HP-UX、IRIX、OSF、Ultrix等等。(这些商业化的Unix基本上都是源于AT&T授权的Unix System V)

4、Unix 开源组织

AT&T的这种商业态度,让当时许许多的Unix的爱好者和软件开发者们感到相当的痛心和忧虑,他们认为商业化的种种限制并不利于产生的发展,相反还能导制产品出现诸多的问题。随着商业化Unix的版本的种种限制和诸多问题,引起了大众的不满和反对。于是,大家开始有组织地结成“反叛联盟”以此对抗欺行罢市的AT&T等商业化行为。

另一方面,关于“大教堂”(集权、封闭、受控、保密)和“集市”(分权、公开、精细的同僚复审)两种开发模式的对比成为了新思潮的中心思想。这个新思潮对IT业产生了非常深远影响。为整个计算机世界带来了革命性的价值观。

此时,一个名叫Richard Stallman的领袖出现了,他认为Unix是一个相当好的操作系统,如果大家都能够将自己所学贡献出来,那么这个系统将会更加的优异!他倡导的Open Source的概念,就是针对Unix这一事实反对实验室里的产品商业化私有化。尽管Stallman既不是、也从来没有成为一个Unix程序员,但在后1980的大环境下,实现一个仿Unix操作系统成了他追求的明确战略目标。Richard Stallman早期的捐助者大都是新踏入Unix土地的老牌ARPANET黑客,他们对代码共享的使命感甚至比那些有更多Unix背景的人强烈。

为了这个理想,Richard Stallman于1984年创业了GNU,计划开发一套与Unix相互兼容的的软件。1985 年 Richard Stallman 又创立了自由软件基金会(Free Software Foundation)来为 GNU 计划提供技术、法律以及财政支持。尽管 GNU 计划大部分时候是由个人自愿无偿贡献,但 FSF 有时还是会聘请程序员帮助编写。当 GNU 计划开始逐渐获得成功时,一些商业公司开始介入开发和技术支持。当中最著名的就是之后被 Red Hat 兼并的 Cygnus Solutions。

GNU组织的建立,延续了当年Unix刚出现时的情形,并为这种情形建立了可靠的法律和财务保障。GNU 工程十几年以来, 已经成为一个对软件开发主要的影响力量, 创造了无数的重要的工具。例如:强健的编译器,有力的文本编辑器,甚至一个全功能的操作系统。从那时开始,许多程序员聚集起来开始开发一个自由的、高质量、易理解的软件,让这使得Unix社区生机勃勃,一派繁荣景象。

自90年代发起这个计划以来,GNU 开始大量的产生或收集各种系统所必备的组件,像是——函数库、编译器、调式工具、文本编辑器、网站服务器,以及一个Unix的使用者接口(Unix shell)等等,等等。但由于种种原因,GNU一直没有开发操作系统的kernel。正当Richard Stallman在为操作系统内核伤脑筋的时候,Linux 出现了。

5、Linux 横空出世

1990年,Linus Torvalds 还是芬兰赫尔辛基大学的一名学生,最初是用汇编语言写了一个在80386保护模式下处理多任务切换的程序,后来从 Minix(Andy Tanenbaum教授所写的很小的 Unix 操作系统,主要用于操作系统教学)得到灵感,进一步产生了自认为狂妄的想法——写一个比 Minix 更好的Minix,于是开始写了一些硬件的设备驱动程序,一个小的文件系统。这样0.0.1版本的 Linux 就出来了,但是它只具有操作系统内核的勉强的雏形,甚至不能运行,你必须在有Minix的机器上编译以后才能玩。这时候Linus已经完全着迷而不想停止,决定踢开 Minix,于是在1991年10 月5号发布Linux 0.0.2版本,在这个版本中已经可以运行 bash 和 gcc。

从一开始,Linus就决定自由扩散Linux,包括原代码,随即Linux引起黑客们(hacker)的注意,通过计算机网络加入了Linux的内核开发。Linux倾向于成为一个黑客的系统——直到今天,在Linux社区里内核的开发被认为是真正的编程。由于一批高水平黑客的加入,使Linux 发展迅猛,几乎一两个礼拜就有新版或修正版的出现,到1993年底94年初,Linux 1.0 终于诞生了!Linux 1.0已经是一个功能完备的操作系统,而且内核写得紧凑高效,可以充分发挥硬件的性能,在4M内存的80386机器上也表现得非常好,至今人们还在津津乐道。时至今日,kernel的版本已经出到2.6。Linux的发展不像传统的软件工程,它完全是透过网络,集合世界各地的高手而成的一套操作系统,在这里我们也可以见识到网络快速传播的威力。Linux 初次让整个世界感觉到了开源力量和网络力量的如此强大。(Linux 的标志和吉祥物是一只名字叫做 Tux 的企鹅,标志的由来是因为Linus在澳洲时曾被一只动物园里的企鹅咬了一口,便选择了企鹅作为Linux的标志。)

Linux 的历史是和GNU紧密联系在一起的。从1983年开始的GNU计划致力于开发一个自由并且完整的类Unix操作系统,包括软件开发工具和各种应用程序。到1991年 Linux 内核发布的时候,GNU已经几乎完成了除了系统内核之外的各种必备软件的开发。在 Linus Torvalds 和其它开发人员的努力下,GNU组件可以运行于Linux内核之上。整个内核是基于 GNU 通用公共许可,也就是GPL(GNU General Public License,GNU通用公共许可证)的,但是Linux内核并不是GNU 计划的一部分。1994年3月,Linux1.0版正式发布,Marc Ewing成立了 Red Hat 软件公司,成为最著名的 Linux 分销商之一。

严格来讲,Linux这个词本身只表示Linux内核,但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核,并且使用GNU 工程各种工具和应用程序的操作系统(也被称为GNU/Linux)。基于这些组件的Linux软件被称为Linux发行版。一般来讲,一个Linux发行套件包含大量的软件,比如软件开发工具,数据库,Web服务器(例如Apache),X Window,桌面环境(比如GNOME和KDE),办公套件(比如OpenOffice.org),等等。

1991至1995年间,Linux从概念型的 0.1 版本内核原型,发展成为能够在性能和特性上均堪媲美专有Unix的操作系统,并且在连续正常工作时间等重要统计数据上打败了这些Unix中的绝大部分。1995年,Linux找到了自己的杀手级应用——开源的web服务器Apache。就像Linux,Apache出众地稳定和高效。很快,运行 Apache 的 Linux 机器成了全球ISP平台的首选。约60%的网站选用Apache,轻松击败了另两个主要的专有型竞争对手。今天的LAMP(Linux , Apache, MySQL, PHP)已经成为了架构 Web 服务器的主要首选。

现如今的Linux不但可以装在几乎所有的主流服务器上,当然也包括桌面的X86系统中。其还常常被用于嵌入式系统,机顶盒、手机、交换机、游戏机、PDA、网络交换机、路由器、等等,都是因为 Linux 那精彩的内核。

Linux 的出现,不仅仅给世界带来了一个免费的操作系统,也不仅仅是对 Unix 自由、共享的文化的延续,它的出现带给了计算机世界自 Unix、GNU 以来更为成熟的思想和文化。

6、Linux —— 今天的领袖

Linux 和 GNU 关系是比较微妙的。那时,自由软件基金会编写的用户软件工具包铺平了一条摆脱高成本专有软件开发工具的前进道路。意识服从经济,而不是领导:一些新手加入了RMS的革命运动,高举GPL大旗,另一些人则更认同整体意义上的Unix传统,加入了反对GPL的阵营,但其他大部分人置身事外,一心编码。

Linus Torvalds 巧妙地跨越了GPL和反GPL的派别之争。他利用GNU工具包搭起了自创的Linux内核,用GPL的传染性质保护它,但拒绝认同Richard Stallman的许可协议反映的思想体系计划。Linus Torvalds明确表示他认为自由软件一般情况下更好,但他偶尔也用专有软件。即使在他自己的事业中,他也拒绝成为狂热分子。这一点极大地吸引了大多数黑客,他们虽然早就反感Richard Stallman的言辞,但他们的怀疑论一直缺个有影响力或者令人信服的代言人。而Linus Torvalds正好充当了这一角色。

Linus Torvalds 令人愉快的实用主义及灵活而低调的行事风格,促使黑客文化在1993至1997年间取得了一连串令人惊奇的胜利,不仅仅在技术上的成功,还让围绕Linux操作系统的发行、服务和支持产业有了坚实的开端。结果,他的名望和影响也一飞冲天。Torvalds 成为了互联网时代的英雄;到1995年为止,他只用了四年时间就在整个黑客文化界声名显赫,而Richard Stallman为此花了十五年,而且他还远远超过了Stallman向外界贩卖“自由软件”的记录。与Torvalds相比,Richard Stallman的言辞渐渐显得既刺耳又无力。(参看《Linus Torvalds 语录 Top 10》)

今天,我们也说不清楚是GNU Linux还是Linux GNU。Linux既不排斥开源,也不排斥商业化,Linus认为好的软件是需要免费和商业化共同推进的。正是这种革命性的想法,造就了今天的Linux火红的局面(参看《谁写了Linux》、《Linux基金会的广告》、《Linux Distribution Timeline》)。Linux就像一股清泉流入了所有人的心中,引发了很多的启迪和思考。

7、Unix与黑客文化

黑客的文化和 Unix 的商业化存在着必然的联系。自从Unix出现,黑客文化就与之而来。

1993初,一个悲观的观察家撰文指出,已经有理由认为Unix的传奇故事连同他带有黑客文明将一同破产。许多人预测,从那时起 Unix 将在六月内死亡。他们很清楚,十年的Unix商业化,使自由跨平台的Unix梦以失败告终。Unix允诺的跨平台可移植性,在一打大公司专有的Unix版本之间不停地斗嘴中丢失,一个完美的操作系统最终沦为多种版本的一团乱麻,这应该说是人类文明史上的一个重大悲剧。

在专有软件社会中,只有像微软一样的“集权制,大教堂”生产方式才能成功。那个时代的人悲观地相信,技术世界的个人英雄主义时代已经结束,软件工业和发展中的互联网络将逐渐地由像微软一样的巨型企业支配,再也没有“佐罗”,世界是恺撒大帝的世界,计算机文明将进入黑暗的帝国时代。黑客已经死了,自由不付存在。

自从 Unix 出现以来,第一代的Unix黑客似乎垂垂老矣,衣食不饱( Berkeley计算机科学研究组在1994丢失了自己基金)。这是一个抑压的时代。专有的商业Unix的结果证明那么沉重、那么盲目、那么不适当,以致微软能够用那次等技术的Windows抢走他们生存的空间,拿走他们的干粮。黑客世界的残余力量被逼到了世界上的角落里,苟延残喘。

就在黑客文化日渐衰落之时,美国新闻周刊的资深记者Steven Levy完成了著名的《黑客列传》一书,书中着力介绍了一个人物:Richard M。 Stallman的故事,他是麻省理工学院(MIT)人工智能实验室领袖人物,坚决反对实验室的研究成果商业化。他是商业软件社会中坚强的一员,决不随波逐流,建立了全新的黑客文化。

Richard M。 Stallman(他的登陆名RMS更为人熟知)早在1970年代晚期就已经证明他是当时最有能力的程序员之一。Emacs编辑器就是他众多发明中的一项。RMS的目标是将后1980的松散黑客社群变成一台有组织的社会化机器以达到一个单纯的革命目标。也许他未意识到,他的言行与当年卡尔·马克思号召产业无产阶级反抗工作的努力如出一辙。RMS宣言引发的争论至今仍存于黑客文化中。他的纲要远不止于维护一个代码库,已经暗含了废除软件知识产权主张的精髓。RMS通过“自由软件(free software)”让黑客文化更加有自我意识。当然,这个充满魅力又具争议的人物本身已经成为了一个黑客文化英雄。

只有痴迷的“黑客”和具有创造力的怪人结成的反叛联盟才能把我们从愚蠢中拯救出来——他们接着教导我们,真正的专业和奉献精神,正是我们在屈服于世俗观念的“合理商业做法”之前的所作所为。 ——《The Art of Unix Programming》

RMS让世界上所有的人都知道,入侵电脑系统只是低级不入流的黑客干的事,真正的黑客,是为了自由,为了软件的自由,为了挑战计算机世界中的霸权主义而斗争。他们不是街头小混混,他们更像是绿林好汉,更像是罗宾汉,更像是佐罗。就像渴望民主的人民同专制的政府斗争一样。RMS领导着许多的黑客通过互联网向专有软件发出宣战。

X Windows是首批由服务于全球各地不同组织的许多个人以团队形式开发的大规模开源项目之一。电子邮件使创意得以在这个群体中快速传播,问题由此得以快速解决,而开发者可以人尽其才。软件更新可以在数小时之内发送到位,使得每个节点在整个开发过程中步调一致。网络改变了软件的开发模式。

另一方面,RMS的理论体系有许多东西非常有争议,他的GPL被认为是一种“病毒式”的协议,BSD的fans和老牌Unix黑客们认为,他们编写Unix的年头都比GPL声明要长得多,GPL依然有太多的限制,而BSD协议则比GPL更加的自由。另一方面,RMS走向了另一个极端,他是完全反版权的,反商业化的。把软件产品从强制收费推向了强制免费、共享和开源,这也为他带来了许多许多的争议。

在RMS组织黑客闹革命的年代里,没有多少黑客认同于RMS的理论体系,更多的他们参与GNU只是为了体现那种在互联网上协同工作,令人激动的工作模式。自从GNU设立以来,争议不断,而黑客文化却从未有统一在他的理想体系之下。

自从Linux出现以后,一个新的黑客领袖出现了,Linus Torvalds的中庸态度网聚了世界上顶尖的黑客,其绕过了GPL和反GPL的派系之争,他使用GNU的工具从而以GPL的“传染性”保护了Linux,但他同时也不承认RMS的理论思想体系,他即开源,又支持商业化。虽然,他没有带给黑客们什么重要的思想体系或统一的价值观,但他整合了全世界黑客的阵营,让所有的黑客的行为都围绕着Linux这一事物进行。他以“用自由软件是因为它运行得更好”轻而易举地盖过了“用自由软件是因为所有软件都该是自由的”。

1998年初,这种新思潮促使网景公司(Netscape Communications)公布了其Mozilla浏览器的源码。媒体对此事件的关注促成了Linux在华尔街的上市,推动了1999-2001年间科技股的繁荣。事实证明,此事无论对黑客文化的历史还是对Unix的历史都是一个转折点。

8、Unix 的历史教训

下面的文字出自《The Art of Unix Programming》(Unix编程艺术)。令今天我们所有人所反思。

在Unix历史中,最大的规律就是:(看看《谁写了Linux》你就会知道这一规律)

距开源越近就越繁荣。任何将Unix专有化的企图,只能陷入停滞和衰败。

回顾过去,我们早该认识到这一点。1984年至今,我们浪费了十年时间才学到这个教训。如果我们日后不思悔改,可能还得大吃苦头。

虽然我们在软件设计这个重要但狭窄的领域比其他人聪明,但这不能使我们摆脱对技术与经济相互作用影响的茫然,而这些就发生在我们的眼皮底下。即使Unix社区中最具洞察力、最具远见卓识的思想家,他们的眼光终究有限。对今后的教训就是:过度依赖任何一种技术或者商业模式都是错误的——相反,保持软件及其设计传统的的灵活性才是长存之道。

另一个教训是:别和低价而灵活的方案较劲。或者,换句话说,低档的硬件只要数量足够,就能爬上性能曲线而最终获胜。经济学家Clayton Christensen称之为“破坏性技术”,他在《创新者窘境》(The Innovator’s Dilemma)[Christensen]一书中以磁盘驱动器、蒸汽挖土机和摩托车为例阐明了这种现象的发生。当小型机取代大型机、工作站和服务器取代小型机以及日用Intel机器又取代工作站和服务器时,我们也看到了这种现象。开源运动获得成功正是由于软件的大众化。Unix要繁荣,就必须继续采用吸纳低价而灵活的方案的诀窍,而不是去反对它们。

最后,旧学派的Unix社区因采用了传统的公司组织、财务和市场等命令机制而最终未能实现“职业化”。只有痴迷的“黑客”和具有创造力的怪人结成的反叛联盟才能把我们从愚蠢中拯救出来——他们接着教导我们,真正的专业和奉献精神,正是我们在屈服于世俗观念的“合理商业做法”之前的所作所为。

9、Unix 族谱

Unix 的故事仍旧延续着……,许多网站也为这段历史留下记录。一个详细记录Unix历史的网站,这个网站忠实记载着1969~2005 年Unix发展的大事,而且还有 PDF 档案可供下载,上面有一个庞大的UNIX家族版本树,让人叹为观止。网站的首页陈列每个时期Unix的历史,也代表着无数工程师的心血与努力。

10、Unix 的特点

现在的文献中提到Unix基本上是说,由Ken Thompson和Dennis Ritchie共同开发的。而通过历史我们也能发现,Unix的主要是由Ken Thompson写下的。但在学术界,Dennis Ritchie的名字往往被排在了Ken Thompson前面的。这就是因为,Dennis Ritchie不但发明了C语言,而且当时他设计Unix操作系统的设计思想,影响了整个世界,直到今天。

当时,他们开发 UNIX,没有正式立项,是 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 等少数几个人偷偷干的,如果一切都要从头从新设计,那几乎是不可能的。所以,Unix吸取与借鉴了Multics的经验,如内核,进程,层次式目录,面向流的I/O,把设备当作文件,……等等。但是Unix在继承中又有创新,比如Unix采用一种无格式的文件结构,文件由字节串加组成。这带来两大好处:一是在说明文件时不必加进许多无关的“填充物”,二是任何程序的输出可直接用作其他任何程序的输入,不必经过转换。后面这一点叫做“管道”(piping),这就是Unix首创的。此外,像把设备当作文件,从而简化了设备管理这一操作系统设计中的难题,虽然不是UNIX的发明,但是实现上它采用了一些新方法,比Multics更高明一些。

下面是Unix的特点:(30多年过去了,这些东西早已变成经典

  • ◦Everything (including hardware) is a file
    ◦所有的事物(甚至硬件本身)都是一个的文件。
  • ◦Configuration data stored in text
    ◦以文本形式储存配置数据。
  • ◦Small, single-purpose program
    ◦程序尽量朝向小而单一的目标设计
  • ◦Avoid captive user interfaces
    ◦尽量避免令人困惑的用户接口
  • ◦Ability to chain program together to perform complex tasks
    ◦将几个程序连结起来,处理大而复杂的工作。

11、Unix的影响和哲学

Unix是第三次工业革命中计算机软件领域最具代表性的产物。在这近40年中,由Unix造成的影响是最有深远意义的。就我看来,Unix为软件领域带来了至少以下有积极的东西,由这些东西所引发的直接或间接的事物更是举不胜数。

  • 软件开发的若干哲学和思想。
  • 全民参与推动软件,代码共享的模式。
  • 开启了黑客文化和开源项目。
  • 免费和商业的完美结合的 Linux。
  • C语言,而后发展的C++,Java 等等类C的编程语言和脚本。(参看《C语言的演变史》)
  • TCP/IP,其的Socket编程已成为今天通用的网络编程主流。(参看《到处都是Unix的胎记》)

不能不说,AT&T虽然发展了Unix,但今天Unix的混乱的局面也和AT&T 有着直接原因。但反过来说,如果没有AT&T的反面教材,今天的GNU/Linux很有可能也不会出现。AT&T究竟是限制了Unix的发展,还是以反面示例促进了Unix社区,已不好评说。今天,软件是商业化好还是开源好的争论还在继续,纵观这几十年来Unix的历史,Linux的划时代地出现。相信你会得出自己的结论。不管怎么样,Unix的经历对计算机领域贡献的不单单是技术,他给我们提供了丰富而生动的教材。特别是Unix引发的哲学,让今天的我们依然受益不浅。

说到Unix为我们所带来的软件开发的哲学,我必需要说一说。Unix遵循的原则是KISS(Keep it simple, stupid)。在 https://en.wikipedia.org/wiki/Unix_philosophy 上有很多的基本上大同小异的Unix哲学,都是很经典的。

Doug McIlroy 是认为UNIX的哲学是这样的:三条哲学,简明扼要,就是这三条哲学贯穿着整个Unix世界。尤其是第一条“do one thing and do it well”真是相当精彩!

  • Write programs that do one thing and do it well。
  • Write programs to work together。
  • Write programs to handle text streams, because that is a universal interface。

只要是Unix的程序员,他们会比别的程序员在任何时候都会不停地强调着这三条哲学。

而《The Art of Unix Programming》总结了下面这些哲学,都是至理名言啊。

  • Rule of Modularity: Write simple parts connected by clean interfaces。
  • Rule of Clarity: Clarity is better than cleverness。
  • Rule of Composition: Design programs to be connected to other programs。
  • Rule of Separation: Separate policy from mechanism; separate interfaces from engines。
  • Rule of Simplicity: Design for simplicity; add complexity only where you must。
  • Rule of Parsimony: Write a big program only when it is clear by demonstration that nothing else will do。
  • Rule of Transparency: Design for visibility to make inspection and debugging easier。
  • Rule of Robustness: Robustness is the child of transparency and simplicity。
  • Rule of Representation: Fold knowledge into data so program logic can be stupid and robust。
  • Rule of Least Surprise: In interface design, always do the least surprising thing。
  • Rule of Silence: When a program has nothing surprising to say, it should say nothing。
  • Rule of Repair: When you must fail, fail noisily and as soon as possible。
  • Rule of Economy: Programmer time is expensive; conserve it in preference to machine time。
  • Rule of Generation: Avoid hand-hacking; write programs to write programs when you can。
  • Rule of Optimization: Prototype before polishing。 Get it working before you optimize it。
  • Rule of Diversity: Distrust all claims for “one true way”。
  • Rule of Extensibility: Design for the future, because it will be here sooner than you think。

X Windows 的设计者 Mike Gancarz 给出了下面九条哲学思想

  • Small is beautiful。
  • Make each program do one thing well。
  • Build a prototype as soon as possible。
  • Choose portability over efficiency。
  • Store data in flat text files。
  • Use software leverage to your advantage。
  • Use shell scripts to increase leverage and portability。
  • Avoid captive user interfaces。
  • Make every program a filter。

在今天,这种思想依然被传承着,在影响着世界上各个角落的每一个程序员。

12、Unix痛恨者手册

这里还需要值得一提的是一本叫《The Unix-Haters Handbook》,中文译做《Unix痛恨者手册》。可以在这里下载:http://research.microsoft.com/~daniel/uhh-download.html。其中以调侃的语气声讨了Unix的种种不是。虽然这是十年前的一本书了,但还是值得一读。这本书指出了许多Unix的设计错误,指出了种种看起来很合理的设计走向了荒谬,还这样调侃了C语言——“如果说C语言给足了让你上吊的绳子,那么,C++在给了你足够的绳子把你的邻居全部捆起来之后,还给了你足够的绳子让你为一艘小帆船装上帆,最后你还有足够的绳子把自己吊死在帆船的桅杆上”。呵呵,相当的尖酸刻薄吧。里面有一句对操作系统的评价是这样的:“The fundamental difference between Unix and the Macintosh operating system is that Unix was designed to please programmers, whereas the Mac was designed to please users。 (Windows, on the other hand, was designed to please accountants。”(Windows设计给会计人员?!连计算机用户都不是了,呵呵)

不过,我可以感觉得到这本书的作者在书中对Unix的感情是比较复杂的,爱恨交加,在书的最后有这样一句话“would anyone have spent this much time and effort writing about how much they hated Unix if they didn’t secretly love it? I’ll leave that to the readers to judge, but in the end, it really doesn’t matter: If this book doesn’t kill Unix, nothing will”。是的,如果Unix能够存活这么长的时间,那么,不会有什么东西可以把他消灭了。

从《Unix痛恨者手册》这本书,再加上Unix的历史,我们可以感到Unix的经历的风风雨雨,在Unix上面出现有种种教训,近40年的历程,Unix历经磨难,几近夭折,一路走来的确很不容易,让人由衷感叹。今天的Unix,今天的软件工业和以前相比已是不可同日而语。很大程度上,这些都要归功于这个充满苍桑的Unix。

后记

在中国,我们被微软 (Microsoft) 所创造的文化所笼罩里。就在Unix出现革命性的转变,在Unix影响计算机世界文化的那几年里,科班出生专业开发人员学习的是 MS-DOS 和微软的文化,我们犹如一个井底之蛙一样,对外面的番·习天覆地的变化无动于衷。微软创造的文化在我们这里尤其地根深蒂固,我们几乎忘记了另外一边的Unix(参看《Unix 40年:Unix年鉴》、《Unix 40年:昨天,今天和明天》)。

在那充满激情的 Unix 的岁月里,大伙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。在那里,开发和自由成为主题,正因为如此,当今的世界才如此丰富多采。在40年Unix文化和技术积淀的里面,蕴涵着比较纯正的计算机文化和思想。

纵观整个 Unix 的历史过程中,许许多多的程序员、工程师前辈们在Unix中所摸爬滚打,他们的辛勤地、他们呕心沥血地跟随Unix,努力建立一个繁荣的计算机世界的文明。Unix不是一个简简单单的操作系统。有人说,Unix是程序员设计给程序员的,一点没错。Unix的近40年历史造就了它的博大精深,它给程序员们带来的绝不仅仅只是技术上的知识。它的失误,它的无奈,它的精神,它的荣耀,它从技术和思想上都启迪着我们。对于程序员来说,学习Unix就等同于向前辈程序学习。无论你是什么样的程序员,你都应该了解Unix,这是开发人员的根,前面的开发者造就了它,而它又在引领后面的开发人员,它是前辈程序员们交给我们的一份礼物,一个接力棒,它是开发人员赖以生存的土壤,是上一辈程序员留给我们这一代程序员开启未来的钥匙。Unix就像一个程序员教父一样,理当受到我们的尊敬和崇拜。

附:unix发展图谱

Unix 族谱

参考资料
[1] https://linux.cn/article-3186-1.html
[2] http://bbs.feng.com/read-htm-tid-6209622.html
[3] 百度百科

  • 看到了一个信徒

    10 10
     
  • 好文章!!!让我真正理清了Unix、Linux、BSD的关系

    10 10
     
  • BSD和GNU比较更合适吧,这两个都是整体概念,Linux只是GNU的子集。

    10 10
     
    • Linux 不是 GNU 的子集,这种说法是 GNU 方面自己提出的

      6 10
       
  • 好文,收藏

    7 10
     
  • 话说Android基于Linux,有谁能讲解一下吗?只知道Android也可以部署Linux各种系统,busybox也是可以扩展android的Linux命令库。小编有空讲解一下kali linux,顺便说下android部署Linux或是刷入nethunter,以及基本操作方便我们了解

    6 10
     
    • 同感

      9 10
       
  • 看完了,总结的很不错

    10 10
     
  • 文章写得不错,比较真实的再现了Unix的发展历程,厘清了Linux与BSD以及GNU之间的关系,适合新手入门之用。
    挑一个小毛病:文章中把X Window写成了X Windows(多加了一个s)。

    X Window System(X窗口系统),可以简称为X或者X11,把它写作X Windows是不规范的。详情参阅wikipedia词条X Window System中Nomenclature部分的内容。

    7 10
     
  • 应该是x window

    6 10
     
  • 很喜欢,有冲动去学c,c++语言,投入到linux社区里

    6 10
     
  • 小X,觉着你可以优化下手机访问,最近的amp插件用着还可以。

    10 10
     
  • 毕竟每个人的需求层次不同(温饱的需求、自由的 追求),Linux是普世价值观,其他天才有自己对存在意义的定义:自由。

    10 10
     
  • 赞赏Linus Torvalds 以“用自由软件是因为它运行得更好”轻而易举地盖过了“用自由软件是因为所有软件都该是自由的”。

    6 10
     
  • POSIX故意给POSI加个X更可能是第一个原因呢。POSI谐音太粗口了哈哈。

    10 10
     
  • 好文章,这是我看过的介绍的最好的文章,我一字一句的的把他看完了.

    7 10
     
  • 站长漏掉了一个重要历史:Linus从1996年开始就往内核中加入二进制驱动固件,通常把它们称为blobs。
    2006年,gnewsense项目诞生,跟拉丁美洲的FSF员工合作发布了linux-libre。linux-libre彻底删除了non-free程序、解决代码混淆 https://www.gnu.org/distros/free-distros.html

    8 10
     
  • Richard Mathew Stallman才是他的全名。林纳斯的全名是Linus Benefit Torvalds

    9 10
     
  • 不错,学习了!!!

    10 10
     
  • 看到了Bill Joy,小编应该提一下Vi。

    7 10
     





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