聊一聊 Linux 的起源和发展

最近在系统性重新整理下关于 linux 的一些知识。linux 对于所有的开发工程师来说都不算是陌生的东西，但往往在面对它时，却又显得那么生疏。关于生疏，对于出入门的同学来说，其过多发行版和指令已经够吃一壶的了。这篇文章主要是看看 linux 自身的一些故事。

计算机主机实际上就是一堆硬件，为了更好的、有效率的控制这些硬件资源，于是乎就有了操作系统。操作系统除了负责控制这些硬件资源的分配，还具备提供计算机运行所需的一些基本功能，比如网络功能。当然，如果仅有这些是不够的，对于用户来说，直接面向的并不是硬件或者操作系统，而是软件。因此，操作系统也会为了让工程师更容易开发软件，也提供了一整组系统调用接口；这也是 Unix 或者 Linux 最原始的初心和核心。

从 CTSS 到 Multies

早期的计算机并不像如今这样普及，并且当时的计算机操作系统仍然比较简单，只能支持单用户、单任务和少量用户之间的数据共享，其主要用于军事、高科技研究以及学术单位，其存在的问题就是

• 不好用
• 速度慢
• 操作接口不友好
• 输入输出单一
• 程序编写困难

随着硬件与操作系统的改良，可以使用键盘来进行输入。但是对于一个普通的学校来说，大多数情况下都是只有一台主机，那么这种情况下就会大家都在等着轮换住使用这个主机。于是在 1960年初，麻省理工学院开发了 CTSS（Compatible Time-Sharing System 兼容分时调度系统），其目的是可以让大型主机通过提供数个终端机以连线进入主机（即使是现在这种路子还在一些企业中使用，就是常见的瘦客户端模式），CTSS 这玩意可以说是近代操作系统的始祖。

CTSS 解决了多个使用者在某一时间内分别使用 CPU的资源（实际上就是 CPU 在内个工作者工作之间进行切换）；但是其问题在于，这些终端机仅具备输入输出的功能，不具备任何运算或者软件安装的能力，并且一台主机所能支持的终端数的数量也是有限的（差不多 30 个）。

于是在 1965 年，由麻省理工学院、贝尔实验室和通用电气公司共同发起了 Multies 计划：让大型主机可以达成提供 300 个以上的终端机连线的目标。到 1969年，由于计划进度落后，加上资金短缺，Bell 宣布退出。不过 Multies 系统最终还是由剩下的两家合作完成了，不过此时已经没法在“一石激起千层浪“了。Multies 计划的结果没有给业界带来多大的影响，不过在这个过程中也着实培养了许多优秀的人才，这些人也在后续的 Linux 的演进中起到了非常重要的作用，比如 Ken Thompson。

CTSS 和 Multics 的出现，为后来操作系统的发展奠定了基础，它们的分时段、分层结构、多用户和多任务等特性，成为了后来操作系统开发的重要范本和参考。虽然 Multics 的发展遭遇了失败，但它的设计思想和技术，对后来的操作系统和计算机科学领域产生了深远的影响。

Ken Thompson 是 Bell 的人，在Bell 退出之后，这哥们也没闲着，他出于自身的需求，花了一个月的时间，基于 DEC PDP-7 计算机，使用 Assemble 语言写出了一组核心程序，同时包括了一些核心工具程序，以及一个小小的文件系统，没错，这就是 unix 的原型，在当时这个系统还没有被称为 unix，而是 unics(相对于 Mutlies 的复杂而言)。下面是 unics 这个文件系统中的两个重要的概念：

• 所有的程序或者系统设备都是文件
• 不管是使用建构编辑器还是附属文件，编写程序的目标都应该是有效地完成既定的任务

在软件开发中，建构编辑器和附属文件是两种不同的工具，它们都可以帮助程序员有效地编写代码。建构编辑器（如Visual Studio、Eclipse等）通常包括代码编辑器、编译器和调试器等工具，可以提高程序员的生产力和效率。附属文件则是一些额外的文件，例如配置文件、库文件和资源文件，它们为程序提供了一些必要的附加信息和功能。

不过话说回来，你知道前面提到的 Ken Thompson 的 “自身需求” 是什么吗？—玩游戏….，不过这哥们不仅是玩，为了玩，还贡献了一些代码来改进游戏，包括优化游戏的性能和改进用户界面等方面，当然最重要的是他写的那个 unics 系统。

unix 的诞生

上面提到，Ken Tompson 为了玩游戏，搞出了一个叫 unics 系统；由于 unics 系统的易用性，使得在贝尔实验室内部广为流传，并且也进行了数度改版。但是因为 Unics 本来是以 Assmeble 语言写成的，可移植性太差，加上当时的计算机机器架构都不太相同，所以每次要安装到不同的机器都得要重新编写 Assmeble 语言，很不方便。这时另一个大神就出现了，他叫 Dennis Ritchie。为了解决可移植性，可读性以及可维护性问题，Ritchie 先是创建了 C 语言（起初是B 语言，但是 B 编译的核心性能不好，所以创建了 C 语言），又基于 C 语言重写了 unics 的核心，这也标志着 unix 的正式诞生。

重要的Unix分支–BSD的诞生

BSD（Berkeley Software Distribution）是一个 Unix 操作系统的分支，其起源可以追溯到20世纪70年代。在当时，AT&T的Unix操作系统被广泛用于大型计算机，但是它的源代码并未公开，因此开发者无法自由地修改和分发它。

为了解决这个问题，加州大学伯克利分校的计算机科学系（主要是 Bill Joy，没错，这哥们就是 sun 的创始人）开始开发自己的Unix操作系统，即BSD。由于该系统是在AT&T的Unix系统的基础上开发的，因此它继承了许多Unix系统的基本特性，并添加了许多新的功能和工具，例如vi编辑器和BSD套接字（socket）API等。

BSD系统的发展得到了广泛的支持和贡献，成为了Unix操作系统的重要分支之一。BSD操作系统的开放源代码和社区参与模式也为其他类Unix操作系统的开发提供了范例和灵感，例如Linux操作系统的开发就受到了BSD的影响。

值得注意的是，由于历史原因和版权问题，BSD系统在1994年被划分为两个主要的分支，即FreeBSD和OpenBSD。这两个分支各自拥有自己的开发团队和社区，但它们都继承了BSD系统的传统和哲学，继续为Unix操作系统的发展做出贡献。

System-V

System V 最初由 AT&T 开发并发布于 1983 年，相对于早期的 Unix 版本，System V 引入了许多新的特性和功能，包括 TCP/IP 协议栈、虚拟内存、可靠信号机制、动态链接等。System V还提供了许多标准的系统调用和库，这些标准在 Unix 系统之间得到了广泛的共享和兼容。

在System V发布后不久，许多Unix厂商开始将它作为他们的主要操作系统版本，并在其基础上进行了许多改进和定制，例如IBM的AIX、HP 的 HP-UX、Sun 的 Solaris 等。

由于 Unix 的高度可移植性与强大的性能，加上当时并没有版权的纠纷， 所以让很多商业公司开始了Unix操作系统的发展，例如AT&T自家的System V、IBM的AIX以及HP与DEC等公司， 都有推出自家的主机搭配自己的Unix操作系统。随之而来的一个问题是，早期生产计算机硬件的公司之间并没有所谓的“协定“，这就导致了每一个计算机硬件公司生产的硬件不兼容，所以每个公司又都设计了符合自己硬件的 unix 系统。

System V 的另一个重要的特点是可以支持x86架构的个人计算机系统，也就是说 System V 可以在个人计算机上面安装与运行了。System V 兴起也使得AT&T 在商业版权上有了新的念头，在 1979 年发行的第七版 Unix 中，特别提到了 “不可对学生提供源代码”的严格限制！这也造成Unix业界之间的紧张气氛，并且也引爆了很多的商业纠纷。

目前被称为纯种的 Unix 指的就是 System V 以及 BSD 这两套

Minix

System V 在1979年的版权声明中，影响最大是学校教 Unix 核心源代码相关知识的教授，这里面就包括了 Andrew Tanenbaum。

1979年 的Unix第七版可以在Intel的x86架构上面进行移植， 那么是否意味着可以将Unix改写并移植到x86上面了呢？在这个想法上， Tanenbaum教授于是乎自己动手写了Minix这个Unix Like的核心程序！ 在撰写的过程中，为了避免版权纠纷，Tanenbaum 完全不看Unix核心源代码！ 并且强调他的Minix必须能够与Unix相容才行！Tanenbaum在1984年开始撰写核心程序， 到了1986年终于完成。Minix算是一个小型 Unix 操作系统，其主要目的是教学和研究。Minix 的代码是开源的，它吸引了许多程序员的关注和参与，其中就包括了后来的 Linux 开发者林纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）。

Linux

1991 年，林纳斯·托瓦兹在 Minix 的基础上，开发出了 Linux 操作系统。Linux 的开发目标是提供一个完全开源、免费、可定制的操作系统，使得更多人可以参与其中的开发和使用。Linux 借鉴了 Unix 和 Minix 的许多设计思想和技术，如文件系统、Shell 命令解释器、分时段系统、网络功能等，但也有许多创新，如内核模块化设计、虚拟文件系统等。

随着时间的推移，Linux 逐渐得到了广泛的应用和发展。1992 年，GNU 项目的创始人理查德·斯托曼（Richard Stallman）发布了 GPL 许可证，宣布 GNU/Linux 以及其他软件的代码可以自由使用、修改和发布。这极大地促进了 Linux 社区的发展和成长，吸引了更多的程序员参与到其中，使得 Linux 变得更加强大和普及。

在发展过程中，Linux 也经历了多个版本和分支，如 Debian、Red Hat、SUSE 等。这些分支在保留 Linux 原有特性的基础上，也针对不同的应用场景和用户需求进行了适当的改进和定制。例如，Red Hat 的企业版 Linux 专注于提供稳定、安全的操作系统，以满足企业客户的需求；SUSE Linux 则专注于提供针对大型服务器和应用的操作系统。

此外，还出现了许多基于 Linux 的开源软件和平台，如 Apache Web 服务器、MySQL 数据库、Docker 容器等。这些软件和平台不仅提供了开源的解决方案，也使得 Linux 更加完善和广泛应用。

总结

Linux 历史的发展有它偶然性和必然性，不管是因为游戏、版权还是社区软件，每一个版本的演进都不断推动 Linux 的发展和完善。不过不得不说的是，这些在 Linux 发展中赫赫有名的人，真的是值得每一个工程师去学习的，Ken Thompson 的兴趣、Andrew Tanenbaum 的 工程师脾气 等；当然这个过程中也是离不开像 麻省理工学院、贝尔实验室和通用电气公司 等大厂以及后续一些商业公司的推波助澜。

参考文档和书籍

• 鸟哥的Linux 私房菜基础学习版（第4版）
• ChatGPT
• 只是为了好玩 : Linux之父林纳斯自传