Linux的源頭 從一個故事說起

一、Multics計劃

上個世紀六十年代，那個計算機還沒有很普及，只有少數(shù)人才能使用，而且當時的計算機系統(tǒng)都是批處理的，就是把一批任務一次性提交給計算機，然后就等待結果。并且中途不能和計算機交互。往往準備作業(yè)都需要花費很長時間，并且這個時候別人也不能用，導致了計算機資源的浪費。

為了改變這種情況，在1965年前后，貝爾實驗室（Bell）、麻省理工學院（MIT）以及通用電氣（GE）聯(lián)合起來準備研發(fā)一個分時多任務處理系統(tǒng)，簡單來說就是實現(xiàn)多人同時使用計算機的夢想，并把計算機取名為Multics（多路信息計算系統(tǒng)），但是由于項目太復雜，加上其他原因導致了項目進展緩慢，1969年貝爾實驗室覺得這個項目可能不會成功，于是就退出不玩了。

二、Unix的誕生

Bell退出Multics計劃之后，Bell實驗室的那批科學家就沒有什么事做了，其中一個叫做Ken Thompson的人在研發(fā)Multics的時候，寫了一個叫做太空大戰(zhàn)（Space Travel）的游戲，大概就是一個很簡單的打飛機的游戲，但是這個游戲運行在Multics上。當Bell退出了Multics后，Thompson就沒有了Multics的使用環(huán)境了，為了能夠繼續(xù)游戲，于是他花了一個月的時間寫了一個小型的操作系統(tǒng)，用于運行Space Travel，當完成之后，Thompson懷著激動的心情把身邊同事叫過來，讓他們來玩他的游戲，大家玩過之后紛紛表示對他的游戲不感興趣，但是對他的系統(tǒng)很感興趣。

因為MULTICS是“Multiplexed informtion and Computing Service”的縮寫（多路信息計算系統(tǒng)），于是他們命名這個系統(tǒng)為：“UNiplexed Information and Computing Service”，縮寫為“UNICS”(每路信息計算系統(tǒng)，與Multics相反)。后來大家取其諧音，就稱其為“UNIX”了。

這個時候已經(jīng)是1970年了，于是就將1970年定為Unix元年，因此計算機上的時間就是從這一年開始計算的。

后來Unix這個小操作系統(tǒng)就在Bell實驗室內部流行開，并經(jīng)過不斷地改良最終在1974年7月Unix發(fā)展到第5個版本，Bell實驗室公開了Unix，結果引起了學術界的廣泛興趣并對其源碼索取。所以，Unix第五個版本就以“僅用于教育目的”的協(xié)議，提供給各大學作為教學之用，成為當時操作系統(tǒng)課程的范例教材。各大學公司開始通過Unix源碼對Unix進行了各種各樣的改進和拓展。1978年學術界的老大伯克利大學，推出了一份以第六版為基礎，加上一些改進和新功能而成的Unix。并命名為BSD（Berkeley Software Distribution伯克利分發(fā)版），開創(chuàng)了Unix的另一分支：BSD系列。

于是乎Unix就有了兩個分支，一個就是BSD系列的分支，一個就是Bell本身發(fā)放的分支，當時因為Bell屬于AT&T，AT&T受到了美國《謝爾曼反托拉斯法》的影響，不能銷售除了電話機電報機等之外的商品，后來AT&T分解，Bell可以賣Unix了，Unix走向了商業(yè)化，如果想繼續(xù)使用就需要購買授權，一份授權4萬美元。

三、Minix及Linux的誕生

在Unix昂貴的授權費用下，很多大學不得不停止對其研究，老師導致上課也不知道講什么了。在1987年荷蘭有個大學教授安德魯寫了一個Minix，類似于Unix，專用于教學。當Minix流傳開來之后，世界各地的黑客們紛紛開始使用并改進，希望把改進的東西合并到Minix中，但是安德魯覺得他的系統(tǒng)是用于教學的，不能破壞純凈性，于是拒絕了。

在1991年9y月17日，Linus Torvalds(林納斯.托瓦茲)在互聯(lián)網(wǎng)上公布了自己寫的Linux，可能是表達對安德魯?shù)牟粷M吧（為什么不接受大家的好意呢？你讓大家的滿腔熱情往哪放呢？），于是Linus發(fā)布了一個帖子，大概就是說：我寫了一個操作系統(tǒng)的內核，但是還不夠完善，你們以任何姿勢使用不收費，也可以幫助我一起修改。帖子發(fā)出后引起了強烈的反響。在大家的努力下，于1994年Linux的1.0版本正式發(fā)布。

為什么會引起這么強烈的反應呢？這就要從了另一個人說起，那就是Richard Stallman(自由軟件之父)。Stallman是一個非常“激進”的人，因為Unix商業(yè)化的影響，他認為軟件是全人類的智慧結晶，不應該為某一家公司服務。在八十年代，他發(fā)起了自由軟件運動，吹起了共產主義的號角（發(fā)起了GNU運動），并發(fā)布了軟件界的共產主義宣言（GPL協(xié)議），并且這一運動得到了很多人的認同。

所謂***自由軟件自由就是指：自由使用、自由學習和修改、自由分發(fā)、自由創(chuàng)建衍生版。

GNU的定義是一個遞歸縮寫，就是GNU IS NOT UNIX。就是說Unix是流氓，我不是。有意思的是，GNU運動是上個世紀八十年代開始的，而那個時候Linux還沒有誕生呢 ，所以Stallman寶寶心里苦啊，就在大家逐漸失去信心的時候，1991年Linus Torvalds帶著他的Linux閃亮登場了，給GNU運動畫了一個完美的句號。

Linux為什么會引起如此強烈的反響呢？因為Unix有版權，愛好編程的狂熱分子在研究Unix的時候很容易吃上官司 ，而Linux是遵循GPL協(xié)議的，可以免費使用，讓黑客們盡情的施展（這里的黑客指那些技術大牛，不是指那些利用計算機干壞事的人）。于是Linux提供內核（kernel），GNU提供外圍軟件，就這樣GNU/Linux誕生了。

從Unix到Linux的發(fā)展關系：

所以，看到這里你就會了解到Unix是1970年出現(xiàn)的，Linux是1991年發(fā)布的，但Linux是不同于Unix的操作系統(tǒng)。

四、操作系統(tǒng)的基本概念

上面主要介紹了Linux以及Unix的一些歷史故事，下面則介紹操作系統(tǒng)方面的知識。在進入正題之前，我們先簡單了解一下操作系統(tǒng)。

我們都知道，CPU是由運算器和控制器組成的，程序在運行的時候就是調用CPU的指令進行一些運算操作，例如加減乘除。CPU能夠調用的指令集合，就是指令集。但是不幸的是CPU的生產廠家不止一家，例如Intel、AMD等。即便是同一家廠商生產CPU，不同平臺之間的指令集也不一樣。那么程序員在編寫程序的時候會遇到一個尷尬的局面，就是當你在某一個平臺編碼的時候，如果想將程序移到另外一個平臺上，就需要重新編碼，重新編碼還不是最可怕的，可怕的是你得學習對應的新平臺的指令集。

一般而言，我們稱直接在硬件層面上進行編程是硬件規(guī)格層的編程（hardware spaceifiacation），例如調用CPU提供的指令等。你需要知道的是，不同硬件提供的API是個不相同的。如果程序員要編程還得精通硬件那得多難，所以我們需要一個通用軟件來提供統(tǒng)一接口，以屏蔽硬件的差異化。這個通用軟件就是操作系統(tǒng)。

操作系統(tǒng)將底層硬件提供的接口進行封裝，程序員直接調用由操作系統(tǒng)提供的接口，也稱為系統(tǒng)調用。

但是系統(tǒng)封裝的接口會很多嗎？顯然不會很多，因為如果操作系統(tǒng)提過

幾萬個接口，程序員還不累的學出血。一般而言，系統(tǒng)提供的接口都是短小精悍，我們需要像搭積木一樣，將其組裝起來提供更為豐富的功能，并且將組裝好的代碼做成庫，供別人使用。這樣一來，就是庫調用。在Windows上庫一般都是dll（Dynamic Link Library），而在Linux或者Unix上我們一般稱之為so（shared object），就是共享的代碼，大家都可以調用。

現(xiàn)在我們知道了，操作系統(tǒng)的一個重要功能就是將硬件提供的功能進行封裝，我們調用操作系統(tǒng)提供的接口就是系統(tǒng)調用（system call）。然后將系統(tǒng)提供的接口組合后形成更豐富的庫。當然操作系統(tǒng)還有其他的功能，例如CPU的時間分片、安全保證等。

五、Linux的發(fā)行版本

我們知道Linux或者Unix是一個操作系統(tǒng)，1991年的Linus Torvalds公布的是Linux的內核（kernel）。但是要注意的是，公布的是源碼，并不是編譯好的直接可安裝的操作系統(tǒng)，我們如何安裝一個操作系統(tǒng)呢？很簡單啊，就是先下載一份源碼，然后進行編譯安裝，但是編譯的時候程序需要運行在操作系統(tǒng)上啊，操作系統(tǒng)呢？還沒有編譯呢。于是就陷入了一個死循環(huán)中，就是我們要安裝操作系統(tǒng)，就需要編譯，編譯的時候需要操作系統(tǒng)，這樣就是雞生蛋，蛋生雞。

這里就需要引入交叉編譯了，具體做法：假設我們要在電腦上安裝Linux，我們把A的硬盤拆下來，放到已經(jīng)安裝了操作系統(tǒng)的電腦B上，然后編譯，將編譯好的操作系統(tǒng)放到硬盤上，再把硬盤裝回去，開機啟動，這就是交叉編譯安裝系統(tǒng)。

這得有多難啊，入門難度實在太高了，所以我們迫切需要一種簡單的方式來安裝。于是就出現(xiàn)了這么一種公司，他們將已經(jīng)公開好的Kernel（內核）再加上一些開源的周邊軟件收集起來編譯成二級制文件放到網(wǎng)上供別人使用，其中Red Hat（紅帽）就是其中著名的一家。我們知道Linux是遵循GPL協(xié)議的，也就是公開免費的，那么他們怎么盈利呢？既然不能賣軟件，那么就賣服務唄，比如說，發(fā)現(xiàn)了Linux漏洞，然后Red Hat修復，如果你買了我們的服務，我們就將補丁程序給你，并指導你安裝，所有問題都幫你解決。

世界上總是不缺好事者，RedHat既然可以這么做，為什么就不能有好心人免費做呢？是的，有這樣一個社區(qū)，他們把RedHat的源碼拿過來，然后編譯成操作系統(tǒng)放出去，這就是CentOS，就是社區(qū)版的RedHat，所以基本RedHat的補丁包出來一個月之后，CentOS就出現(xiàn)對應的補丁包了。這對于Red Hat是好事還是壞事呢？這恐怕只有當事人知道了，不過在2014年年初傳來消息，RedHat收編了CentOS的團隊。就像MSDN I TELL YOU 上面都是微軟的正版軟件，可以隨便下載，但是這不也是為微軟做了免費宣傳嗎。

當別人說Linux的版本時，一般來說有兩個版本，一個是內核的版本，一個是發(fā)行的版本。例如登錄到終端執(zhí)行命令：

root@localhost:/home/Superman# uname -aLinux localhost.localdomain 4.6.0-040600-generic #201606100558 SMP Fri Jun 10 1015 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linuxroot@localhost:/home/Superman# more /etc/issueUbuntu 16.04.2 LTS l

從上面可以看出，uname -a 查看了內核的版本，是4.6.0的版本，而 more /etc/issue就是 查看發(fā)行版的版本，表示了我安裝的是Ubuntu的16.04.2的發(fā)行版。

內核更新的信息可以到官網(wǎng)查看：https://www.kernel.org/

六、Linux的哲學思想

A.一切皆文件，把幾乎所有的資源都組織成文件的格式，我們只需要一個文本編輯工具，就可以修改工作的特性了，很方便。

B.組合小程序，完成復雜任務，例如將系統(tǒng)調用組合形成庫（在Linux就是so結尾的文件）。

C.盡量避免和用戶交互，Windows上就是彈框，讓你點確定。在Linux上，如果執(zhí)行一個程序之后沒有任何提示，那就是最后的提示。

D.使用純文本文件保存配置信息，這個在第一點就可以看出來。

七、總結

這篇文章就是對Linux的發(fā)展歷史進行淺談，希望Linux可以為你帶來快樂。