1.2.2　UNIX誕生

1969年，貝爾實(shí)驗(yàn)室退出Multics項(xiàng)目后，項(xiàng)目組成員肯·湯普森（Ken Thompson）在閑置的DEC PDP-7小型機(jī)上寫了一個(gè)叫“太空旅行”的游戲，并沉溺其中。然后，他發(fā)現(xiàn)只需要再編寫3個(gè)程序，就可為PDP-7提供一個(gè)完整的操作系統(tǒng)。湯普森利用妻子帶孩子度假的3周時(shí)間，用匯編語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了這個(gè)大膽的想法。這3個(gè)程序分別是一個(gè)用來(lái)創(chuàng)建代碼的編輯器，一個(gè)將代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器可運(yùn)行文件的匯編器，以及一個(gè)包含執(zhí)行調(diào)用功能、Shell交互程序的“內(nèi)核外層”。這個(gè)新的操作系統(tǒng)吸取了Multics的失敗教訓(xùn)，設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單精巧，受到丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）等人的關(guān)注，很快就有了一小群用戶。

這個(gè)新的操作系統(tǒng)被命名為UNICS（UNiplexed Information and Computing Service），表示它提供的是“毫不復(fù)雜的信息與計(jì)算服務(wù)”，以突出與 Multics 完全不同的設(shè)計(jì)思想。UNICS吸引了貝爾實(shí)驗(yàn)室的一群天才程序員，他們不斷提升UNICS的功能，添加新的工具。不久之后，這個(gè)年輕的多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)改名為UNIX。

UNIX的第1版于1971年11月發(fā)布，附帶了Fortran 編譯器。許多被沿用至今的經(jīng)典小程序也都有了雛形，如ar、cat、chmod、chown、cp、dc、ed、find、ln、ls、mail、mkdir、mv、rm、sh、su和who等。由于具備優(yōu)秀的特性，UNIX在發(fā)布初期，就得到迅速傳播。

此外，由于匯編語(yǔ)言限制了UNIX的功能擴(kuò)展和應(yīng)用傳播，湯普森和里奇決定使用BCPL（Basic Combined Programming Language，基本組合編程語(yǔ)言）進(jìn)行開發(fā)。在開發(fā)過(guò)程中，他們對(duì)BCPL做了進(jìn)一步的改進(jìn)，推出了B（取BCPL中的第一個(gè)字母）語(yǔ)言，后來(lái)發(fā)現(xiàn)使用B語(yǔ)言還是無(wú)法達(dá)到預(yù)期要求。隨后，里奇和布萊恩·柯林漢（Brian Kernighan）在B語(yǔ)言的基礎(chǔ)上重新設(shè)計(jì)了一種新語(yǔ)言，支持豐富的數(shù)據(jù)類型和大量運(yùn)算符的編程語(yǔ)言。這種新語(yǔ)言較B語(yǔ)言有質(zhì)的飛躍，被命名為C語(yǔ)言。1973年，C語(yǔ)言基本成型，UNIX也完成了用C語(yǔ)言的重寫，功能穩(wěn)定且具有良好的可移植性和可維護(hù)性，為UNIX的進(jìn)一步推廣和普及奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

像所有起步工作一樣，UNIX的早期開發(fā)也遇到了各種各樣的困難，起初它運(yùn)行在PDP-7這樣的“舊設(shè)備”上，在那個(gè)以大型機(jī)器為主的年代，小型機(jī)器可做的事情非常有限，而且貝爾實(shí)驗(yàn)室高層并沒(méi)有對(duì)操作系統(tǒng)開發(fā)表現(xiàn)出過(guò)多興趣，造成UNIX的開發(fā)者們“無(wú)機(jī)可用”。當(dāng)然，歷史的巧合總是相似的，機(jī)遇出現(xiàn)了。當(dāng)時(shí)，貝爾實(shí)驗(yàn)室需要申請(qǐng)大量專利，編寫具有行號(hào)標(biāo)注需求的文檔使得專利申請(qǐng)團(tuán)隊(duì)非常痛苦。因此，貝爾實(shí)驗(yàn)室同意購(gòu)置性能一般的PDP-11用于準(zhǔn)備專利申請(qǐng)材料，UNIX小組負(fù)責(zé)編寫所需的程序。UNIX就這樣作為專利申請(qǐng)文檔工具成功地“存活”了下來(lái)。這個(gè)專利排版工具就是Nroff，后來(lái)廣泛應(yīng)用于各類UNIX操作系統(tǒng)，并對(duì)后續(xù)的文檔排版系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。圖1.1所示為肯·湯普森和丹尼斯·里奇在PDP-11上運(yùn)行早期的UNIX。

圖1.1　肯·湯普森和丹尼斯·里奇在PDP-11上運(yùn)行早期的UNIX

當(dāng)UNIX發(fā)展到第6版時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用的通用、多用戶、交互式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)核心特色在于其分層設(shè)計(jì)的可拆卸文件系統(tǒng)，具有高度兼容性的文件、設(shè)備輸入輸出接口。同時(shí)，它還支持100多個(gè)子系統(tǒng)和十幾種語(yǔ)言。UNIX借助可移植的C語(yǔ)言獲得了在多種機(jī)器之間移植的能力，這一能力對(duì)操作系統(tǒng)的發(fā)展非常重要。當(dāng)時(shí)的形勢(shì)和現(xiàn)在的不同，計(jì)算機(jī)行業(yè)遠(yuǎn)沒(méi)有現(xiàn)在發(fā)達(dá)，也沒(méi)有形成壟斷性的商業(yè)機(jī)構(gòu)，不同公司設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)使用的硬件各不相同，操作方式也百花齊放。程序員需要為每種計(jì)算機(jī)編寫不同的程序來(lái)適應(yīng)不同硬件各自的特點(diǎn)，非常痛苦。而操作系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的可移植接口，使編寫程序的過(guò)程大大簡(jiǎn)化，“拯救”了廣大計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)人員，為后來(lái)計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。