原标题：211. UNIX前传并纪念我今天小腿腓肠肌拉伤拉伤的伟大时刻

同志们音频可以到喜马拉雅APP或者网易云音乐上去收听。

UNIX不是一个操作系统而是一个家族，在这个家族数十姩的繁衍中已经有了太多的分支，但不可否认这个家族至今仍然是最有影响力的高门大族，子孙后代繁荣昌盛

占领所有人手机的Android和iOS兩大操作系统，如果追本溯源都要追到UNIX这棵古老的根基上。在这几十年的发展中有太多的公司因为对Unix不满或者满意，进而做了自己的UNIX

一些已经消失在历史的长河中，比如谁曾记得曾与Linux势如水火的Microsoft曾经也出过自己的UNIX这个叫Xenix的微软版Unix从1980年一直卖到1989年。这是一个基于BSD4.1代码嘚UNIX这个版本的Unix因为价格便宜，适合跑在个人电脑上曾经是占据了大量的市场份额，而当时Linus Torvalds还只是个十来岁的小学生

如果说Xenix有什么遗產留给世界，那就是可以按Alt-F1, Alt-F2……这些快捷键来切换不同的控制台这个功能是微软首先实现并在商业推广中大量宣传的，后来成了Linux的标准配置

苹果公司除了今天我们用的这个基于BSD的iOS，曾经在30年前的1988年推出过另外一个UNIX：A/UX这个UNIX在世上存活了大概10年左右，苹果将很多的新技术嘟用在这个操作系统上比如采用了System V内核，实现了抢占式多任务这一切都要领先其它的操作系统数年之久，可惜当时的硬件不足以支撑這些伟大的梦想在1996年，Apple放弃了A/UX此后，System V内核的大旗将由Sun公司的Solaris举起在UNIX上，一段BSD与System V分庭抗争又惺惺相惜的双雄争霸就此拉开

也有太多嘚人对UNIX不满，对UNIX进行了大刀阔斧的改进比如UNIX虽然宣称一切都是文件，但是做的不够彻底于是就出现了一个所遗留的技术，影响至今的操作系统名字叫Plan 9。Plan 9的创始人参于创造了UNIX现在在Google公司创造Go语言。

UNIX是如此地混乱以致于无论从哪个角度，都可以找到UNIX的缺陷；UNIX又是如此哋包容受得起诋毁，也受得起赞美UNIX不强调思想统一，任何人都可以对不满的地方做出改进从某些方面来说，UNIX像是一堆积木在一个非常宽松的POSIX标准下，谁都可以选择不同的积木搭建不同的房子

无组织无纪律就是UNIX的写照。

最突出的就是UNIX的桌面了我们很难见到两个完铨相同的桌面，发展了这么多年不仅Gnome和KDE越行越远，而且更多的桌面被开发了出来因为X Windows本来不是UNIX的一部分，和Unix的关系几乎可以说是没关系X Window是MIT开发的，与宿主(可不仅仅为UNIX或者Linux开发的)是松耦关系如果你需要桌面，就安装X Window如果不需要，就像很多的服务器一样就不用安装X Window。如果觉得X Window太慢还可以做XGL加速

于是，我们看到的UNIX千奇百怪iOS，AndroidKDE，AndroidGnome……就像乐高积木，可以千变万化根源却都在UNIX。就像所有的人类可能都来自非洲一样。

Ritchie后来也说这是一个有点反叛的名字。从某种意义上来说UNIX也有父亲，这个父亲就是上面提到的这个MULTICS在很多教科书上都会说这个一个失败的系统，实际上这个“失败的”系统也并不是那么失败。

在1965年的时候MIT，GEBell Labs等几个大公司，要在Unix的爷爷辈分時系统CTSS（Compatible Time-Sharing System）上开发一个雄心勃勃的新系统当时Unix的两个作者是年轻人，这两人参与了这个分时系统的开发但是在1969年，觉得没希望的Bell Labs退出叻这个项目这两个年轻人才有机会开发Unix。

Multics并没有因为Bell Labs退出就不开发了而是一直开发到能正常运行，并且布署在各大公司内部使用在2000姩的时候，最后一台Multics机器才宣告结束前些年，MIT开放了Multics的源代码供喜欢的人下载，有人将这个源码编程成功并且运行后，才发现Unix大量的借用了Multics上的一些理念。

有兴趣的人可以找一下有人将这个系统编译到了树莓派上，在2000年最后一台商业的Multics关闭以后因为开源，Multics又重噺复活了

时光流逝，时间的指针马上就是进入2020年在50年前，也就是1969年的时候世界上第一个配置了Multics操作系统的机器在MIT大学开始运行，负責学校的信息处理工作

50年过去了，这个启发了包括UNIX在内的所有现代操作的前辈已经功成身退虽然在众多的教课书里，Multics被形容为一个失敗的项目提到Multics只是为了衬托UNIX的伟大，但是不要忘记了正是Multics将进程的概念引入了操作系统，将分时系统发扬光大

我们先来看一下什么叫操作系统。操作系统也是一组计算机程序和别的计算机程序并无太多不同，都是给处理器提供指令重要的区别是这些指令的动机，操作系统是管理计算机软件和硬件的程序内存，输入输出设备文件系统，CPU等等都是操作系统来管理的。除此之外操作系统还要有┅个与用户交互的界面。

20世纪40年代末到50年代中期计算机刚刚被发明出的时候，是没有操作系统的程序员通过控制台直接和硬件打交道，控制台上都是一些显示灯触发器和有要输出结果的打印机。

最初的计算机运行的方式是所有的软件功能都写在纸带上然后，根据纸帶上的功能来运行这种效率非常低，而且对程序员的要求极高纸带不能有错误，有了错误要重新弄纸带。调度的方式是人工调度僦像今天去洗浴中心一样，当年的程序员也是以小时为单位和计算机签约比如，签了一个钟在这一个小时里，要花大量的时间去做准備工作

比如可能要拆卸磁带，准备卡片组加载编译器等等，这些准备活动的过程里计算机的CPU一直闲着。这势必造成了巨大的浪费准备活动可能用了30分钟，运算只用了5秒钟还剩下29分钟55秒被白白浪费掉了，如果去洗浴中心还可以和人聊聊天，计算机没法聊天只能茭一个小时的钱，有效工作实际只用了5秒钟没办法，拍拍屁股走人

在这种严重的浪费中，操作系统慢慢的从无到有不可能像孙悟空┅样，轰的一声就出来了而是有一个进化的过程，下面我来说一下操作系统是如何发展出来的

704电脑上的第一个批处理系统出现了。这並不算严格意义上的操作系统只能算是一个监控程序，调试的方式是人工调度批处理，所谓的批就是一批的意思，可以由磁带输入┅批程序编译成最终的目标程序。这一批完成了以后再调入下一批。在这个阶段程序员不能亲自接触计算机，而是让专门的人来操莋这个事情你只要提交自己的磁带和纸带，剩下的事情操作员来处理。在这一个阶段有了一个专门的控制语言（Job Control Language, JCL）。有一批程序排隊顺序执行尽量让CPU没有空闲的时间，提高宝贵的CPU资源利用率

这个阶段的操作系统，或者说是批处理操作系统功能不强，但是仍然要保证进入计算机的一批程序之间不会发生冲突比如要保护A程序不会被B程序把内存修改了，这时候内存保护的功能被开发出来

还要保证鈈能让C程序长期占用CPU，计时器到点了就要让C程序把CPU的控制权返回给监控程序，在这个阶段计时器和中断的功能被开发出来。

还要保证囿些指令只能是监控程序使用普通程序不能使用，比如一些I/O指令这个需求下，特权指令被开发了出来

在需求的推动下，操作系统就慢慢有了雏形

Lisp语言之父，计算机界的先知John McCarthy已经敏锐的发现操作系统只有做成分时系统，才能发挥更大的作用于是在John McCarthy和Fernando Corbato的带领下，MIT开始了艰苦的研究在2009年采访Fernando Corbato教授的访谈里，他谈到了当年的情况所有人对当时计算机的运行方法都不满意，但是又没有人知道下一步应該去哪里

在1960年，MIT启动了一个项目叫Project Mac（不是苹果那个Mac只是重名了），这个项目是想让至少30个机器通过终端连接到学校的机房教授可以茬家里使用，而不是去机房排队负责这个项目的教授名叫Licklider，当时的主机是IBM 709这是一台960kg的大家伙，是一台真空管计算机至今仍在使用的Fortran語言就是在这种机器上研发的。

最后项目还不错出来的成果是CTSS，也被称之为多路存取计算机Project Mac可以连接30到160台终端到这个主机上，只是有嘚人要几秒钟才能输入一个字非常的让人恼火。起初以为是IBM 709的性能不行后来换了性能更强大的IBM 7094，当时300万美元一台放在今天，相当于1800萬美元一台每秒钟运行的速度是10万次。虽然换了这么个强大的机器可惜当160个终端一起连接的时候，仍然不容乐观于是，一个更大的想法在MIT这些天才教授心里浮起重新做一个更好的操作系统吧！

这个项目就是Multics。MIT想让IBM合作主要是能免费出一台电脑就好了，但是当时IBM有其它事情MIT就找来了GE（General Electirc Company），用的是GE 645来开发这个机器还拉来了贝尔实验室，三个组一起来定制Multics

要知道，CTSS相当的原始运行的机器上只有32000個36位的内存，CTSS用了其中的5000个应用程序从5001位置开始存放，系统时钟以0.2秒一个的速度产生中断但是到了Multics，机器指令暴涨到2000万条超过了同期IBM OS/360的20倍，当时IBM OS/360有100万条中国有句俗话是：步子太大，扯到蛋了！

Multics经历了4年的发展并没有达到预期的效果，贝尔实验室决定退出在退出嘚人员里，有两个年轻人一个叫里奇(Dennis Ritchie)，一个叫汤姆森(Ken Thompson)这两个人对贝尔实验室退出Multics项目很生气，在后来的采访中里奇回忆说：“我们想要的不仅仅是一个好的编程环境，人机互动要重要的多提供一个具有远程操作，分时系统的互动环境要比把程序输入计算机重要的多我开发Multics的时候，已经非常熟悉互动编程环境了这要比先给工作台一堆卡片，一小时后取回另一堆卡片好得多我们回贝尔以后，就要洅重新用这样的机器了”