彭民德：《電子計算60年》 (16) UNIX強勢走來

麻省理工學院（MIT）在IBM OS/360之後，研製了一個分時作業系統CTSS，之後它與貝爾實驗室和通用電氣公司GE，決定聯合開發一種“公用計算機服務系統”，即能夠同時支援數百名分時使用者的一種機器，以滿足整個波士頓所有使用者的計算需求。該系統被叫做MULTICS。它提出了計算機領域的許多新概念，比如保護環概念、檔案的多級目錄結構、多級反饋佇列的CPU排程等，該系統幾乎完全用高階語言PL/1編寫，約30萬行程式碼。在作業系統歷史上有重大影響。但是其研製難度卻超出了所有人的預料。貝爾實驗室和通用電氣後來都先後退出了。

貝爾實驗室的肯•湯普森（Ken Thompson）退出MULTICS後，1970年在一臺廢棄的PDP-7上開發了一個簡化的、單使用者的、用匯編語言寫的MULTICS，讓這臺機器得以重新運轉起來。因為其尺寸小，布萊恩•柯尼漢（Brian Kernighan）等人將這個系統笑稱為UNICS，後來叫UNIX。丹尼斯•裡奇（Dennis Ritchie）及其團隊的加入，使UNIX有條件配置到當時最好的PDP-11/45和PDP-11/70機型上。湯普森曾試圖用他的一種高階語言“B語言”改寫，但沒有達到預期目標。裡奇幫助湯普森改進了B語言，起名為C。他們用C語言重寫UNIX後，取得了極大成功。UNIX有核心小，可靠性高，採用流式邏輯結構的層次檔案系統以及很方便使用的多種檔案操作，有功能強大又很好用的Shell。Shell的管道和重定向功能，使得開發所有程式可以只讀寫標準輸入輸出。UNIX還有用高階語言書寫，便於閱讀和移植等突出特點。1974年，裡奇和湯普森發表了一篇UNIX里程碑式的論文“UNIX分時系統”（Ken Thompson & Dennis Ritchie：The UNIX Time-Sharing System，中譯本見《計算機研究與發展》編輯部編 1984 (內部交流)）而震動業界。高校紛紛找他們索要UNIX原始碼，因當時AT&T無銷售計算機資格，就免費向一些索要者贈送吧。此後UNIX取代PDP-11機原有作業系統，PDP機也成了當時主流機型。1978年，科尼漢和裡奇發表了C語言標誌性著作The C Programming Language（《程式設計語言C》），使C語言也隨之流行起來。湯普森有UNIX之父的譽稱。後來湯普森和裡奇由於開發UNIX和C語言而獲得1983年圖靈獎，這是作業系統領域的第一個圖靈獎。兩人還先後獲得其它許多獎項，湯普森也成了美國科學院和工程院兩院院士。

國際計算機世界在70年代發生的這檔事，80年代初開始影響我國。UNIX 第六版的原始碼經澳大利亞傳入我國，在中科院計算所仲萃豪的弟子孫玉芳、劉日昇帶領下，全國很快掀起一股學習推廣和應用UNIX的熱潮。UNIX原始碼也到了我所在的學校。同時我們又從中科院影印了科尼漢和裡奇的《程式設計語言C》整本英文原著，用盡可能多的時間，邊翻譯邊分析，迅速學習起來。在改革開放的大背景下，執行UNIX的新型機器也陸續引進來。我們手邊就有DUAL 68000微機可用。它雖然叫微機，其功能，特別是其軟體開發環境，比之前其它的第三代多使用者機還要強很多。當時又配備了新的，由湖南計算機廠生產的VDU-140圖形終端，可以說是當時效能最好，價效比最高的計算機系統。這款終端讓人第一次從螢幕上看到圖形，比如當一定的閒置時限到期，屏保程式就會在螢幕上畫出漂亮的運動圖形。

我曾在1985年寫了《UNIX的應用與原理》講義（鉛印，內部交流）。序言中，描述了當時我國學習推廣UNIX和C語言的現狀：
“國內引進UNIX應歸功於中科院計算所和華北
計算所的同志，首先從澳大利亞新南威爾士大學引進
了UNIX第六版。華北計算所著手移植到國產180
系列機上，並於1982年初翻譯出版了《The C
Programming Language》一書。1980年，中科院計
算所仲萃豪、孫玉芳、劉日昇著手進行對UNIX第六
版的剖析工作，寫了《UNIX作業系統分析報告》
（圖），同時翻譯了貝爾實驗室關於UNIX的一套技
術報告。此後大辦學習班，為在我國推廣UNIX做了
開創性的工作。
在此之後，科學院計算所張尤臘跟天津計算所一道
著手把C和UNIX V6移植到國產100系列機上。
上海交大尤晉元老師發表了《UNIX作業系統分析
報告》。最近兩年來，隨著DUAL MC68000等配有
UNIX作業系統計算機的陸續引進，對UNIX的分析
和在其上的開發工作便向縱深發展。中科院計算所在
MC68000 DUAL上開發了漢字系統和INGRES漢字
資料庫；哈爾濱工業大學剖析過Xenix；合肥工業大
學已將WICAT150上的UNIX核心，用C語言重寫
過；我們長沙鐵道學院已將MC68000 DUAL83上的
UNIX第七版核心可執行程式碼，以反彙編程式碼形式從
機器上列印出來，進行了初步剖析，並在MC68000
DUAL系統上開發了中西文相容的多使用者漢字處理
系統。
最近，成都電訊工程學院宣佈，他們也已將
MC68000 DUAL 83上的UNIX第七版核心用C語言
作了改寫（1985年5月8日《計算機世界》報）。
現在UNIX的研究和開發工作正在更有組織、更大
規模地在全國範圍內進行。

UNIX的成功，以及贈送其原始碼實際上的開放性，很快在全世界教育、科研部門，而後商業部門得到推廣，UNIX被安裝到幾乎所有檔次的計算機上。與此同時，UNIX的一些變種也紛紛推出，於是使用者組織要求標準化，而且有了實際進展。新的UNIX特點之一就是遵循標準，並具有一定開放性。在技術上，隨著UNIX核心不斷龐大起來，一種使核心瘦身，叫做微核心（Microkernel）的技術興起來。

1992年2月，我在《計算機工程與科學》雜誌上寫了“UNIX的發展動向”一文，從UNIX的版本演變、標準化進展、新一代UNIX的技術特點、國內對UNIX的研究開發現狀四個方面綜述了至1991年底UNIX的最新進展。指出一個以UNIX為基礎的作業系統標準化時期已經來臨。進入90年代，UNIX systemⅤ成了其新版本的代表。

1991年，當時還是赫爾辛基一所大學學生的Linus Torvalds開發了一個執行在Intel 386晶片上的UNIX版本，他命名為Linux，並且把原始碼釋出在Internet上。整個原始碼免費使用，提倡軟體的開放性，誰都可以共享它、修改它。從那時起，Linux經過了多次修改和更新，已融合了全球數百位軟體開發者的努力，變得成熟起來。今天，Linux可以執行於包括個人電腦在內的絕大多數計算機平臺上。

1994年釋出Linux最初版本後，便被RedHat等廠商採用，又增加了其他輔助工具，使Linux變得更有用。美國能源部與IBM簽約製造的千萬億次巨型機，採用的作業系統就是紅帽子Linux。我國政府上網也用Linux。中科院軟體所首席科學家孫玉芳研究員等，開發了具有自主版權的紅旗Linux。很遺憾，他不幸英年早逝，“紅旗” 沒有能夠打多久。

（與本文相關的更多內容 可參看 彭民德《電子計算60年》第4章 三代計算併發共享 電子工業出版社）