在内存只有 24KB 的电脑上写操作系统，是怎样的体验？
The following article is from CSDN Author Aholiab
本文经授权转自公众号CSDN（ID：CSDNnews）
道生一，一生二，二生三，三生万物
——老子
与人类的历史相比，软件的历史很短，但如果给软件的历史找一个奇点，那这个奇点就是UNIX。
UNIX是什么？它是计算机历史上的一座丰碑、一种文化、一种哲学、一个传奇。它看不见，但万物中都有它的影子。如果没有它，谷歌、脸书、亚马逊可能不会存在；Office办公软件可能要晚很多年出现；苹果电脑也不再优雅，因为没有了MacOS；导航软件、智能家电、物联网也不会大大改变人们的生活；而如今人人离不开的手机，也会因缺少安卓系统而少了很多精彩。
自1969年在贝尔实验室的阁楼中诞生以来，UNIX的发展远远超出了创造者们的想象。本期视频就让我们走近UNIX的传奇，回到计算的「原点」。
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UNIX的起点
1969年的美国是传奇的一年，阿姆斯特朗在月球迈出了「人类的一大步」；胡士托音乐节上，50万人在阴雨中，被「和平、反战、博爱」点燃；在纽约一个叫「石墙」的酒吧里，同性恋者与警察的对抗，成为了世界同性恋权利运动的起点。在这样的背景下，一个运行在一台过时计算机上的操作系统的诞生，并没有引起人们的注意，但随着50年的发展，它却真正改变了世界。
上世纪60年代，麻省理工大学希望对当时的「兼容分时系统」CTSS进行升级，做一套向大众提供计算服务的信息处理工具，他们把这套系统命名为MULTICS。这么大的项目MIT一个人肯定搞不定，所以它拉上了通用电气和贝尔实验室。
可能是劲儿使大了，什么功能都想往MULTICS上加，导致它越来越复杂，最后变成了一个巨大的四不像。
眼看着MULTICS要跨，贝尔实验室率先决定退出这个项目。当时实验室里有六七个研究员参加了MULTICS项目，其中就包括肯·汤普森和丹尼斯·里奇。虽然项目不做了，但肯·汤普森仍然想继续研究操作系统，但一朝被蛇咬，实验室死活都不愿意给汤普森批预算，想买硬件更是没门。
无奈之下，汤普森只好找来一台没人用的PDP-7计算机来折腾，这款机器是1964年出产的，距离当时已经五年，早就过时了。它只有16KB内存，而且还是做电路设计用的。好在它的图形显示非常漂亮，汤普森就为它写了个「太空旅行」的游戏。
跟今天小巧的电脑不一样，PDP-7十分巨大，上面高耸着磁盘驱动器，里面是高速运转的磁盘，一不小心飞出来，可以把人瞬间KO。汤普森想这也太危险了，于是他写了个磁盘调度算法；为了测试这个算法，他还需要写一个批量写数据的程序。这个程序包含三个部分：a）用来创建代码的编辑器；b）将代码转化为机器语言的汇编器；c）再加上内核的外层。要是一周写一个，三周就能写完。一个操作系统的雏形基本就实现了。
巧的是，这个时候汤普森的老婆正好休假，要带着儿子去加州看公婆，来回正好三周。
1969年末，第一版有明确UNIX特征的系统已可以运行，UNIX正式诞生。
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从PDP-7到PDP-10
虽然UNIX的雏形完成了，但第一版UNIX直到2年后的1971年才正式运行。这两年间汤普森和里奇对UNIX进行了持续的改进。但巧妇难为无米之炊，PDP-7根本带不动这么大的系统，当务之急是要换一台更好的计算机。
他们首先句瞄上了当时在高校和科研机构里最受欢迎的PDP-10，它的性能强大，当然价格也不菲，要50万美元。
贝尔实验室是个巨大的研究机构，每年都会产出大量的专利。专利申请的文档有严格的格式要求。现有的计算机系统无法满足，所以公司只能购买专门的硬件来处理，但有些格式仍然无法实现，例如「标出行号」等。
这不正是个机会吗，于是他们提议，可以买一台PDP-11，让UNIX小组在上面编写专门申请专利的程序。PDP-11是当时DEC新出的计算机，但售价只有PDP-10的十分之一，只要6.5万美元。
PDP-11到手后，汤普森和里奇将UNIX系统从之前的PDP-7上移植了过来。汤普森和里奇在新电脑上的工作卓有成效，他们白天写专利申请软件，晚上写UNIX系统。两项工作在同一台计算机上运行，互不干扰，一个小小的失误就会造成系统崩溃、文件丢失。领导也对他们的工作很满意，终于批准他们再买一台PDP-11用于UNIX的研发。
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UNIX的重要里程碑
在UNIX的发展中，第六版和第七版是两个重要的里程碑，分别发布于1975年和1979年。这两个版本，一个是正式对外发布的版本；一个是后面遍地开花的「类UNIX系统」的分叉点。C语言和C++也是在这两个版本中诞生的。
第六版包含了众多令人惊叹的功能，如分层文件系统；可兼容的I/O；管道、正则表达式、grep等。但最引人注目的，还是C语言。
C语言的基础是汤普森发明的B语言，它跟Fortran很像。在PDP-11到货后，里奇发现它的操作单位是字节，而非之前的字（PDP-7的块单位是18位，约2字节）。B语言并不适合以字节为操作单位的PDP-11，所以开始着手对B语言进行改造，并为其编写了编译器。他给这个语言起名为NewB，NewB最后进化成了C。第6版UNIX的内核就是由9000行C语言和700行汇编语言写成的。
C语言让系统的维护和修改变得更加容易，也让其可以更方便地移植到不同架构的计算机，打破了操作系统互不兼容的局面。
1975年，汤普森带着UNIX第6版在加州大学伯克利分校教授「操作系统课程」，有个叫比尔·乔伊的研究生对这个系统很入迷，他修改了UNIX的本地版本，添加了一些自己的程序，包括vi编辑器和csh，以及至今仍在使用的TCP/IP网络接口。后来他修改的这一版本演化成了UNIX最重要的分支BSD（伯克利发行版）。
从第7版开始，UNIX有了两条发展线：官方商业版和BSD版。
第7版是最后一个发布并被广泛使用的UNIX的版本。第8版、第9版分别于1985年、1986年问世；1989年，第10版完成，这是最后的科研版本，但没有对外发行。此后，肯·汤普森等人开始研发新的操作系统——Plan9，此项目创造了UTF-8编码，今天互联网上几乎所有文本都是用它来编码的。
第7版之所以有两条路线，一方面，是看到UNIX有利可图，贝尔实验室的母公司AT&T于1984年发行了其第一个商业版本SVR4抢占市场，并注册了UNIX的商标；另一边BSD也不弱，先后对UNIX进行重构，用新的代码来重写相同的功能，还在1991年发布了不包含AT&T专利材料的UNIX版本，不但一举打赢了跟AT&T的专利官司，还缔造了庞大的BSD家族——FreeBSD、OpenBSD、NetBSD。就连苹果操作系统MacOS的核心Darwin所使用的NextSTEP也是BSD的衍生版本。
从80年末，到90年代初，AT&T围绕UNIX的版权之争旷日持久，一团乱麻。最后以网威买下了UNIX的版权，而不打算继续扯皮而告终。
在这场持续了十年的版权拉锯战中，还诞生了另外两个最著名的UNIX分叉——Minix和Linux。
如当初汤普森和里奇没有想到UNIX的成功一样，林纳斯也没想到自己做着玩的东西竟然能以商品化操作系统的形态，运行在今天全球数十亿台设备上。从谷歌、亚马逊、脸书的服务器；到汽车、电视、手机、Kindle的操作系统。
Linux早已成为了互联网基础设施的一部分。它的代码也从当年的几千行，发展到了今天的两千多万行。
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UNIX即出，则万物生
会不会有另一个UNIX横空出世，在几十年内占领世界？历史是否会重演？不太可能。但可以肯定的是，操作系统会变得更好，只是同时继续携带这大量的UNIX的基因。UNIX的成功技术固然重要，但更多来源于贝尔实验室伊甸园般的研发环境和一系列幸运的意外。
在一个远离喧嚣的园区中，一群天才没有生存压力、没有KPI、不需要做工作计划，可以年复一年的根据自己的兴趣研究一个课题。晶体管、太阳能电池、负反馈放大器、激光机、手机、通信卫星，都是那个时期的重要发明。从贝尔实验室中走出了9个诺贝尔奖。
更有甚者，喜欢飞行的汤普森，还带着一帮研究员成立了一个「1127空军」（1127：贝尔实验室计算科学研究中心内部编号）。在苏联解体后，他还专门跑去俄罗斯开了一次米格战斗机。
如今UNIX早已化为了DNA写进了互联网的基因中，他是「道」，一既出，则万物生。欢迎在评论区和我们聊聊！
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