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Linux的历史及其与Unix操作系统的关系(操作系统历史系列)

出自:ts005027 《Linux操作系统(1)介绍 Linux》第一章

Linux 操作系统

Linux 是用于像 IBM 兼容机等带有 386,486 或奔腾微处理器的微机上的一种操作系统,它也有针对 DEC Alpha系统,Macintosh 系统,及 Sun系统的多种版本。Linux 是在 90 年代早期,被 Linus Torvald 和其它遍布世界各地的编程人员共同开发的,作为一种操作系统,它完成了像 DOS 或 Windows 的同样功能。然而,Linux 更以灵活性及有效性而著称。大部分的微机操作系统,像 DOS,一直都是在受限的微机上开发的,仅最近才变得能在更多种类的机器上使用。像这样的操作系统需要不断地升级以适应微机硬件的发展,而 Linux 的开发却是不同的。Linux是几十年来被用在主机及单机上的,现在已成为工作站首选系统的 Unix的微机版本。Linux 使得 Unix 的快速,高效和灵活性能够用于你的微机,并能更好地利用个人电脑所提供的资源。

Linux以一个好的价钱完成了一切,它是免费的。不像商用的 Unix 操作系统,它是具体由 Free Software Fundation 在公共许可下免费分配的,任何人都可以免费来获得它。Linux 是有版权的,并不是一个公共的财产,然而,GNU 公共许可和公共财产几乎是同样的效果。这个使用许可使得 Linux 保持了免费,同时又具有标准化。仅有一种 Linux标准。

Linux是免费的事实有时给人一种误解:Linux不完全是一个专业的操作系统,而事实上,Linux是 Unix 的 PC 版本,正确地评价 Linux,你应该了解 Unix 操作系统发展的特殊环境,Unix 不像大部分其它操作系统。是在一个科研和学术的环境下开发出来。在大学和实验室里,Unix 是可选择的系统,在过去几十年里,Unix 的发展和整个计算机及通讯的革命相一致。计算机专业人员经常用 Unix 开发新的计算机科技。例如为 Internet的开发。尽管它是一个高科技的系统,从一开始,Unix就被设计成非常灵活的系统。Unix 系统本身可以被容易地修改产生不同的版本。事实上,许多厂商坚持 Unix 的商业版本,IBM,SUN和 HP 都销售并坚持它们自己的 Unix 版本,满足他们自己的特殊需要。Unix 系统在设计上的可继承的灵活性从不减弱它的质量,事实上,正是它的多重版本,使它可以适应任何实用的环境,Linux就是在这种情况下开发出来的,从这个意义上说,Linux是 Unix的另一版本-为 PC 的版本。由计算机专业人员在科研环境下的开发,反映了 Unix 版本通常被开发的方法,Linux 具有公共权限并且是免费的事实反映了在科研机构的开发人员对公共服务的热心支持。

作为对 Linux的介绍,这章讨论了 Linux作为一种操作系统,Linux 和 Unix 的历史和 Linux 的整个设计过程。这章也介绍了如何更好地使用本书。人们经常带着不同背景开始学 Linux,一些特点看上去十分熟悉,而另一些会有些不同,无论你的背景如何,本书通过严谨的结构提供给读者对 Linux 操作系统的清楚理解,从而体现出 Linux的各种不同特点。

1.1 操作系统和 Linux

一个操作系统是为用户管理硬件和软件的一个程序,操作系统最初是设计成执行重复管理硬件的任务。这些任务集中在文件管理,运行程序和从用户得到命令。你通过一个用户界面和操作系统相联系,这个用户界面允许操作系统接收来自用户的中断指令,你只需要发送一个指令给操作系统,就可完成像阅读一个文件或打印一份文件等的任务。一个操作系统的用户界面可以用只输入命令行一样简单,也可以用选择菜单和图标一样复杂。

一个操作系统也管理软件应用程序,去执行像编辑文件或计算等不同的任务,你需要专门的应用程序。一个编辑器是一个应用程序的例子。一个编辑器允许你去编辑一个文件,改变或增加新的文本。这个编辑器本身是一个由计算机可执行的指令所组成的程序。为了应用这个程序,必须把它装进内存,然后它的指令被执行。操作系统控制了所有程序的装入和执行,包括所有应用程序。当你打算用一个编辑器时,只要简单地指示操作系统去装入编程器应用程序并执行它。

文件管理,程序管理和用户交互是所有操作系统传统的共性。Linux 像所有Unix 的版本一样,增加了两个特点,是一个多用户和多任务的系统。作为一个多任务系统,你可以要求系统同时执行多个任务,例如,当其它文件被打印时,你可以编辑另一个文件,你编辑之前,不用等打印工作被完成。作为一个多用户系统,几个用户可以同时注册在一个系统中,每个用户通过终端和系统相连。

操作系统最初是为有效地支持硬件而设计的,当计算机首先发展了,他们可能会受操作系统的限制。操作系统必须能实现计算机的绝大部分资源,所以操作系统是为硬件,并非为用户设计的,操作系统倾向于呆板,不灵活,使用户必须适应硬件效率的要求。

而 Linux,因为来源于 Unix,所以被设计的很灵活,做为 Unix 的一个版本,Linux和 Unix 享有同样的灵活性。其灵活性来源于 Unix 的早期设计。在六十年代末和七十年代初 Unix 操作系统被工作在 AT&T 贝尔实验室的 Ken Thompson 开发出来。它结合了许多操作系统设计方面的新发展,开始,Unix 被设计成为研究人员的操作系统,一个主要目标是去产生一个能支持科研人员变换要求的系统。为了做到这一点,Thompson 必须设计能处理许多不同种类任务的操作系统,灵活性变得比硬件效率更重要。像 Unix 一样,Linux 已经能处理用户可能面临的各种任务。

这个灵活性允许 Linux 成为和用户相通的操作系统,用户不受与操作系统呆板联系的限制。取而代之,操作系统成为了提供用户能利用的一套高效工具,面向用户的科学含义是你能对系统配置或编程以满足你的特殊需要。用 Linux,操作系统变成了一种操作环境。

1.2 Linux 和 Unix 的历史

做为 Unix 的一个版本,Linux 的历史自然起始于 Unix,60 年代末期。关于新的操作系统技术有一个共同的努力。在 1968 年,一些来自通用电气公司,贝尔实验室和麻省理工学院的研究人员开发一个名叫 Multics的特殊操作系统的研究项目。Multicsd 在多任务文件管理和用户连接中综合了许多新概念。在 1970 年AT&T 的贝尔实验室研究人员 Dennis Ritchie 和 Ken Tompson,在采用很多Multics 特点的基础上开发了 Unix 操作系统。它满足了系统对科研环境的要求,使它运行在小型机上,从它的产生开始,Unix 是一个有价值的高效多用户和多任务的操作系统。

Unix 系统在贝尔实验室开始变得流行,并且越来越多的研究人员开始使用它,1973年,Dennis Ritchie 和 Ken Tompson一起为又用 C 语言为 Unix 编写了程序代码。Dennis Ritchie 贝尔实验室的后起之秀,开发了 C 编程语言作为程序开发的一种灵活工具,C 语言的优点之一是它能够通过一套编程命令直接访问一台计算机的硬件结构。到此为止,一个操作系统必须为每一类计算机上用硬件为基础的汇编语言,专门改写 C语言允许 Dennis Ritchie 和 Ken Tompson 写了能用 C 编译器在不同计算机上编译的 Unix 操作系统的统一版本,在效率方面,Unix操作系统变成了可移植的操作系统,能够不必重新编程运行在各种不同的计算机上。

Unix 从满足个人的需求设计开始,逐步成长为由许多不同开发商所支持的标准软件产品如:Novell 和 IBM,最初,Unix 被当成科研产品。第一个 Unix 版本是免费由许多知名大学的计算机系使用的。在 1972 年贝尔实验室开始发放商业版本并且给不同的用户授权使用这个系统。使用者之一是加州大学伯克莱分校的计算机系。伯克莱给系统增加了许多新的特点,后来成为了标准。1975 年伯克莱由下属部门 BSD 发行了自己的 Unix 版本。Unix 的 BSD 版本成为 AT&T贝尔实验室版本的主要竟争者。而其它的被独立开发出的 Unix 版本也开始萌生。

1980 年微软公司开发了叫做 Xenix 的 Unix PC 版本。AT&T 几个 Unix 的科研版本 1983 年,它们发行了第一个商业版本。名叫 SYSTEM 3后来被成为对商用软件产品重要支持 Systenv 所代替。

同时 Unix 的 BSD 版本不断发展,在 70年代末期,BSDUnix 成为了国防部的高科技研究机构所使用的科研项目的基础,其结果,伯克莱发行了一个叫做 BSDRelease4.2 的有效版本。

它包括了高级的文件管理和基于 TCP/IP 网络协议的网络特点。现在,TCP/IP被 Internet 所 使 用 。 BSD Release 4.2 被 许 多 商 所 采 用 ,例 如 SUNMicrosystems。

Unix 不同版本的出现导致了 Unix 标准的需要,软件开发商不知道他们和程序运行有哪个版本上比较适合,到 80 年代中期,两个竞争的标准出现了。一个是基于 AT&T 的 Unix 版本,另一个是 BSD 版本。在今天的书店里你能发现分别适用于这两个版本的不同 Unix 书,一些是 System V Unix,另一些集中在 BSDUnix。

AT&T 建立了一个叫 Unix 系统实验室的新组织,它的作用就是综合 Unix 的不同版本,集中开发一个标准系统,1991 年,Unix 系统实验室综合了所有 SystemVrelease3,BSDrelease4.3,SUNOS和 Xenix 的所有特点。发行了 SystemVrelease4. 为了与 SystemVrelease4 竞争,一些其它公司如 IBM和惠普建立了Open Software Foundation(OSF) 去产生自己的 Unix 标准版本,继而出现了两个标准商业版本 OSF 版本和 System release 4。1993 年,AT&T 把它的 Unix转卖给 NOVELL 公司。Unix 系统实验室成为了 Novell 的 Unix 系统小组的一部分。Novell发行了基于 SystemVrelease4的自己的 Unix 版本叫 Unixware,它可以和 Novell公司的 Netware 系统相联。SUN公司已经把 SystemVrelease4融进了它的 SUN 系统发行了 Solaris。两个相互竞争的 Unix 使用的图形用户界面,一个叫 Motif,另一个叫 Openlook 已经合并为一个新的工作平台标准,叫做共同工作平台环境(CDE)。通过不断发展,Unix 保留下来一个大的能有效运行在工作站和小型机上的操作系统。Unix 的一些版本主要被设计为工作站环境,SunOS主要是为 SUN 工作站开发的。AIX 是为 IBM 工作站开发的,然而,由于 PC 变得更有效,因此开发 Unix 的 PC 版本就开始了。Xenix 和 System V/386 是为 IBM及其兼容机而设计的 Unix 商业版本。AUX 是运行在 Macintosh 下的 Unix版本。Unix 固有的可移植性使它几乎能在任何类型的计算机中被找到:工作站,小型机或者大型机。固有的可移植性使得产生 Unix 的 PC 版本成为可能。Linux 是专门为Intel为基础的个人计算机所设计的。它起源于荷兰赫尔辛基大学(HELSINKI)一个计算机系学生 Linus Toyvald 的个人研究项目。那时,学生们使用一个强调不同 Unix 特点的 Minix 程序,Minix 是由 Andrew Tannebaum 教授开发的,广泛分布在 Internet上给全世界的学生使用。Linus 打算为 Minix 用户产生一个有效的 Unix PC 版本。他称它为 Linux。1991 年发行了 Linux 0.11 版本。Linux广泛分布于 Internet,后来的几年,其它的编程人员综合现有的标准 Unix 系统中出现的大部分应用程序和特点修改并增加了它的内容。所有主要的窗口管理器已和 Linux 有了接口,Linux 有所有的 Internet工具,像 ftp,telnet和 SLIP,它也有整套的程序开发工具,象 C++编译器和调试器。虽然拥有全部特点,Linux 操作系统保持了小,稳定和快速。在最简单的格式下,它可以运行在仅 4MB的内存。

尽管 Linux 是开发在免费的及 Internet 开放环境中,它仍具有商业 Unix 版本的标准,因为前几十年里,Unix 版的大量出现,电子电气工程协会(IEEE)在美国标准化协会(ANSI)开发了一个独立的 Unix 标准,这个新的 ANSI Unix 标准被称做为计算机环境的可移植性操作系统界面(PSOIX)。这个标准限定了 Unix 系统如何进行操作,像系统调用有了专门的详述。PSOIX 限制所有 Unix 版本必须依赖大众标准,现有大部分 Unix 和流行版本都是顺从 POSIX,Linux 从一开始就是遵循 POSIX 开发出开的。