最新01第一二次课UNIX系统简介课件.ppt
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- 最新 01 第一 二次 UNIX 系统 简介 课件
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1、 课件原作者:课件原作者:刘日升刘日升 教授教授 杨芙清、仲萃豪、孙玉方、刘日升等是杨芙清、仲萃豪、孙玉方、刘日升等是开拓我国开拓我国UNIXUNIX操作系统事业的先驱者。操作系统事业的先驱者。孙玉方(中科院软件所副所长,红旗孙玉方(中科院软件所副所长,红旗LINUX的创始人)。的创始人)。二人第一次在中国介绍二人第一次在中国介绍UNIX,第一次讲,第一次讲授授 UNIX,剖析,剖析 UNIX内核。是中国接触内核。是中国接触UNIX的先辈。的先辈。刘日升刘日升;孙玉方孙玉方;UNIX操作系统分析报告操作系统分析报告J;计算机研究与发展计算机研究与发展;1982年年09期期 一、一、UNIX历史
2、历史 Unix 的生命力的生命力 Unix 起源与历史起源与历史 Unix 当前流行版本当前流行版本 Unix 标准化标准化 UNIX 的生命力的生命力Unix Unix 诞生于诞生于19691969年,年,比比PC 机、工作站、微处理机、工作站、微处理器甚至视频显示终端都要早,与第一块半导体存器甚至视频显示终端都要早,与第一块半导体存储器是同一时代的古物。储器是同一时代的古物。按照计算机工业的标准,按照计算机工业的标准,那已经是好几个地质纪年前的事了那已经是好几个地质纪年前的事了。世界上第一台世界上第一台PC机是由机是由IBM公司在公司在1981年推出。年推出。英特尔公司成立于英特尔公司成立
3、于1968年,年,1971年年11月月15日:世界上第日:世界上第一块个人微型处理器一块个人微型处理器4004诞生。诞生。1972年:年:8008 微处理器。微处理器。1974年:年:8080微处理器。微处理器。1978 年:年:8086-8088微处理器微处理器Unix Unix 比其它任何操作系统都更广泛地应用在各种比其它任何操作系统都更广泛地应用在各种机型上。机型上。没有哪一种操作系统能像没有哪一种操作系统能像 Unix Unix 那样,能同时在那样,能同时在作为研究工具、定制技术应用的友好宿主机、商作为研究工具、定制技术应用的友好宿主机、商用成品软件平台和互联网技术的重要部分等各个用成
4、品软件平台和互联网技术的重要部分等各个领域都大放异彩。领域都大放异彩。Unix 的生命力和适应力令人称奇。的生命力和适应力令人称奇。不变的东西有很多:语言、系统调用、工具不变的东西有很多:语言、系统调用、工具用法用法它们积年不变,甚至可以用上数十它们积年不变,甚至可以用上数十载。而在其它操作系统中则无法预判什么东载。而在其它操作系统中则无法预判什么东西会持久不变,有时候甚至整个操作系统都西会持久不变,有时候甚至整个操作系统都会被淘汰。会被淘汰。Unix 的稳定和成功在很大程度上归功于它与的稳定和成功在很大程度上归功于它与生俱来的内在优势,归功于生俱来的内在优势,归功于Ken Thompson,
5、Dennis Ritchie,Brian Kernighan,Doug McIroy,Rob Pike 和其他早期和其他早期Unix 开发者开发者一开始就作出的设计决策。一开始就作出的设计决策。Unix 的起源及历史的起源及历史“第二版效应第二版效应”与与“第三版效应第三版效应”。最初的最初的Unix 就是一个第三系统。就是一个第三系统。Unix 的的祖辈祖辈是小而简单的是小而简单的 兼容分时系统兼容分时系统CTSS(Compatible Time-Sharing System)Unix 的的父辈父辈是颇具开拓性的是颇具开拓性的MULTICS 项目,项目,(Multiplexed Inform
6、ation and Computing Service,多多路信息与计算服务路信息与计算服务),),能够支持大群用户对大型计算机的交互式分时能够支持大群用户对大型计算机的交互式分时使用。使用。最终最终MULTICS 因不堪自身重负而崩溃了。但因不堪自身重负而崩溃了。但Unix 却正是从它的废墟中破壳而出。却正是从它的废墟中破壳而出。创世纪:创世纪:19691971Unix 于于1969 年诞生于贝尔实验室(年诞生于贝尔实验室(Bell Labs)的计算机科学家们的头脑中。)的计算机科学家们的头脑中。当贝尔实验室从当贝尔实验室从Multics研究联盟中退出时,研究联盟中退出时,Ken Thomp
7、son 等人等人带着从带着从Multics 激发的激发的灵感留了下来。于是灵感留了下来。于是UNICS(UNiplexed Information and Computing Service,单路单路信息与计算服务信息与计算服务)问世于一台)问世于一台PDP7 小型小型机上。机上。Ken ThompsonDennis RitchieBrian KernighanDigital Equipment Corporation PDP-7 迷你计算机迷你计算机UNIX的实用:的实用:1970年,当时贝尔实验室的专利部门年,当时贝尔实验室的专利部门要设计开发一套文书处理系统,买了要设计开发一套文书处理系
8、统,买了一台拥有一台拥有512Kbytes 硬盘的硬盘的PDP-11/20计算机。计算机。Thompson与与Ritchie将将UNIX移植到该移植到该机上,并在此系统上开发了一套文书机上,并在此系统上开发了一套文书处理工具(处理工具(nroff/troff的前身)。的前身)。正式命名第一版正式命名第一版。最初的最初的Unix 用汇编语言写成,应用程序用汇用汇编语言写成,应用程序用汇编语言和编语言和B语言混和编写。语言混和编写。B语言属于一种解译语言,执行成效不好,语言属于一种解译语言,执行成效不好,于是于是Ritchie又将它发展成可产生机器码、允又将它发展成可产生机器码、允许定义数据形态及
9、结构许定义数据形态及结构 C语言。语言。1973 年,年,Thompson 和和 Ritchie 成功地用成功地用C语语言重写了整个言重写了整个Unix 系统。系统。UNIX于是首度出于是首度出现正式版本现正式版本V5(第五版第五版)。1974 年年RitchieThompson在在美国计算美国计算机通信机通信(Communications of the ACM)上发表论文第一次公开展示了上发表论文第一次公开展示了Unix。出埃及记:出埃及记:19711980C C语言的发展语言的发展 C语言的原型语言的原型ALGOL 60语言。语言。1963年,剑桥大学将年,剑桥大学将ALGOL 60语言发
10、展成为语言发展成为CPL(Combined Programming Language)语言。语言。1967年,剑桥大学的年,剑桥大学的Matin Richards 对对CPL语言进语言进行简化,产生行简化,产生BCPL语言。语言。1970年,年,Ken Thompson将将BCPL进行了修改,并进行了修改,并为它起了一个有趣的名字为它起了一个有趣的名字“B语言语言”。Ritchie向向Thompson的的B语言中加入数据类型和新的语言中加入数据类型和新的句法,产生了一种新语言句法,产生了一种新语言C语言。语言。C语言是一门伟大的承前启后的语言。语言是一门伟大的承前启后的语言。C语言是借助语言是
11、借助Unix操作系统的翅膀而起飞的,操作系统的翅膀而起飞的,Unix操作系统也由于操作系统也由于C而得已快速移植落地生根,两者而得已快速移植落地生根,两者相辅相承,成就了软件史上最精彩的一幕。相辅相承,成就了软件史上最精彩的一幕。1972 年在年在PDP11 旁的旁的Ken(坐)和(坐)和Dennis(站)(站)根据根据1958年为解决反托拉斯案例达成的和解年为解决反托拉斯案例达成的和解协议,协议,AT&T被禁止进入计算机相关的商业被禁止进入计算机相关的商业领域。所以,领域。所以,Unix 不能够成为一种商品不能够成为一种商品。而。而且贝尔实验室必须将非电话业务的技术许可且贝尔实验室必须将非电
12、话业务的技术许可给任何提出要求的人。给任何提出要求的人。CACM 论文发表后,全球各个研究实验室和论文发表后,全球各个研究实验室和大学都嚷着要亲身体验大学都嚷着要亲身体验Unix。Ken Thompson 开始默默回应那些请求,将开始默默回应那些请求,将磁带和磁盘一包包地寄送出去。磁带和磁盘一包包地寄送出去。V6。UCBerkeley也就是依据这个版本开始研究并也就是依据这个版本开始研究并加以发展,并在加以发展,并在1977年发表年发表1BSD(Berkeley Software Distribution)。)。现代现代Unix 程序员程序员公认的第一个完全意义上的公认的第一个完全意义上的Un
13、ix 是是1978 年发布的年发布的V7 版本。版本。UNIX Time-Sharing System,7thEditionUNIX V7包含包含Fortran77 compiler、Shell(BourneShell)、文件处理工具()、文件处理工具(nroff/troff、roff、MSmocro等)、等)、UNIX-to-UNIX-file-Copy(支持两台(支持两台UNIX机器间的档案传输)、机器间的档案传输)、数据处理工具(数据处理工具(AWK、SED等)、除错工具等)、除错工具(ADB)、程序开发工具()、程序开发工具(MAKE)、)、Lexical analyzer gener
14、ator(LEX、YACC等)、简单的绘图工具、并支持等)、简单的绘图工具、并支持C语言及语言及LINTverifier商业化的不平坦历程商业化的不平坦历程-UNIX版本的战争。版本的战争。UNIX 族系族系UNIX的流行版本的流行版本 公司公司:Unix版本版本/CPU型号型号 SUN:Solaris /SPARC,Intel HP:HP-UX /PA-RISC IBM:AIX /PowerPC SCO:UnixWare7.0,Open Server /Intel Compaq:Tru64 UNIX /Alpha SGI:IRIX /MIPS GNU:Linux /CISC(Intel,MC
15、68000)RISC(SPARC,Alpha,MIPS)再来看看几件有关的事!再来看看几件有关的事!微软的兴起微软的兴起 1981 年,微软同年,微软同IBM 就新型就新型IBM PC 达成了历史达成了历史性交易性交易:PC-DOS。比尔比尔盖茨盖茨从西雅图计算机产品公司(从西雅图计算机产品公司(SCP,Seattle Computer Products)买下了)买下了QDOS(Quick and Dirty Operating System,是,是SCP 公司拼凑出来的第一个广泛公司拼凑出来的第一个广泛采用的采用的PC操作系统操作系统CP/M 的翻版)。盖茨对的翻版)。盖茨对SCP隐瞒了隐瞒
16、了同同IBM的交易,只花了五万美元。的交易,只花了五万美元。后来,盖茨又说服了后来,盖茨又说服了IBM 允许微软将允许微软将MSDOS 从硬件中剥离出来单独出售。从硬件中剥离出来单独出售。接下来的十年中,盖茨利用这个非他所写的程序变成了接下来的十年中,盖茨利用这个非他所写的程序变成了超级亿万富翁,而比首笔交易更加精明的商业策略更是超级亿万富翁,而比首笔交易更加精明的商业策略更是让微软垄断了桌面计算机市场。让微软垄断了桌面计算机市场。作为产品的作为产品的XENIX 被放弃,最终卖给了被放弃,最终卖给了SCO 公司。公司。AT&T 的拆分的拆分 1983 年,美国司法部对在针对年,美国司法部对在针
17、对AT&T 的的第二起反托拉斯诉讼中获胜,并拆分了第二起反托拉斯诉讼中获胜,并拆分了贝尔系统。这次判决将贝尔系统。这次判决将AT&T 从从1958 年年的禁止将的禁止将Unix 产品化的和解协议中解脱产品化的和解协议中解脱了出来。了出来。AT&T 马上忙不迭地将马上忙不迭地将Unix System V商业化商业化这一举措差点扼杀这一举措差点扼杀了了Unix。当时,没有人意识到,当时,没有人意识到,Unix 的产业化会的产业化会破坏破坏Unix 源码的自由交流,而恰是后者源码的自由交流,而恰是后者滋养了滋养了Unix 系统早期的活力系统早期的活力。AT&T 与与BSD的官司的官司 BSD不断增大
18、的影响力终于引起了不断增大的影响力终于引起了AT&T的关注,的关注,于是开始了一场旷日持久的版权官司,一直打到于是开始了一场旷日持久的版权官司,一直打到 AT&T将自己的将自己的Unix系统实验室卖掉,新接手的系统实验室卖掉,新接手的Novell采取了一种比较开明的做法,允许伯克利自采取了一种比较开明的做法,允许伯克利自由发布自己的由发布自己的BSD,但是前提是必须将来自,但是前提是必须将来自AT&T的代码完全删除,于是诞生了的代码完全删除,于是诞生了4.4BSD Lite版。版。4.4BSD Lite不存在法律问题,成为现代不存在法律问题,成为现代BSD系统的系统的基础版本。尽管后来,非商业
19、版的基础版本。尽管后来,非商业版的UNIX系统经过系统经过了很多演变,但其最终都是建立在了很多演变,但其最终都是建立在BSD版本上版本上(Linux除外)。所以从这个角度上,除外)。所以从这个角度上,4.4BSD又是又是所有自由所有自由(Free)版版Unix的基础,它们和的基础,它们和 SYSTEM V及及Linux共同构成共同构成Unix操作系统这片璀璨的星空。操作系统这片璀璨的星空。UNIX与与 DARPA 握手握手 1980 年,国防部高级研究计划局(年,国防部高级研究计划局(DARPA,Defense Advanced Research Projects Agency)正在为正在为A
20、I,VLSI及计算器视觉等研究找寻一及计算器视觉等研究找寻一个可共通作业的计算机环境。硬件方面的首个可共通作业的计算机环境。硬件方面的首选是选是DEC的的VAX主机,配合的操作系统是主机,配合的操作系统是VMS。但是需要。但是需要VMS做调整,包括实现全新做调整,包括实现全新的的TCP/IP 协议栈。协议栈。因因DEC不太乐意改动他们的专有操作系统,不太乐意改动他们的专有操作系统,DARPA 选择了伯克利选择了伯克利Unix 作为平台作为平台显然显然因为可以毫无阻碍地拿到它的源码。因为可以毫无阻碍地拿到它的源码。1983 年后,随着年后,随着BSD 植入了植入了TCP/IP,Unix 文化和文
21、化和 ARPANET 文化开始融文化开始融合。合。随着随着Unix的成功,的成功,TCP/IP逐步成为逐步成为Unix 机器的标准网络协议。从此,机器的标准网络协议。从此,Unix 与与TCP/IP相伴,占领了网络时相伴,占领了网络时代的大舞台代的大舞台。GNU 宣言宣言 GNUs Not Unix!1983年,年,MIT 的的Richard M.Stallman 发表了发表了GNU 宣言,宣言,1985年发起了自由软件基金会(年发起了自由软件基金会(Free Software Foundation)。)。Free UNIX。制定出了属于制定出了属于GNU 计划的软件版权计划的软件版权(“co
22、pyleft”),与著作版权与著作版权(copyright)“对立对立”。这就是。这就是 GPL-General Purpose License(通用公共授权通用公共授权)。90 年代初,年代初,GNU 计划已完成了质量与数量均十计划已完成了质量与数量均十分可观的系统工具分可观的系统工具,被广泛使用在当时各种工作站被广泛使用在当时各种工作站的的 UNIX 系统上。虽然已有如此的成果,但仍称系统上。虽然已有如此的成果,但仍称不上是完整的操作系统。他们缺少一支属于自己不上是完整的操作系统。他们缺少一支属于自己的的“核心程序(核心程序(kernal)。1985 年,年,Carnegie Mellon
23、 University以以 4.3BSD为发展基础,采用微核心的写法,成立自己的为发展基础,采用微核心的写法,成立自己的计划,名称叫计划,名称叫“Hurd“。GNU Hurd 是是 GNU 工工程中取代程中取代 Unix 的核心,但目前仍在工作中。的核心,但目前仍在工作中。在众多自由软件写作者的努力下,一条新的大在众多自由软件写作者的努力下,一条新的大道其实已经被开拓出来:道其实已经被开拓出来:Linux 是一套版权彻彻是一套版权彻彻底底与底底与 AT&T 无关的无关的 UNIX-like OS。Linux里里大部分的系统工具,来自于大部分的系统工具,来自于 GNU 计划成果及其计划成果及其它
24、的自由软件写作计划产生的软件它的自由软件写作计划产生的软件。这套操作系统,包含了自由软件写作者的共同这套操作系统,包含了自由软件写作者的共同心血,其实也就是心血,其实也就是 RMS 多年来想要达成的宿愿多年来想要达成的宿愿-Free UNIX。所以,也有人用。所以,也有人用 GNU/Linux 来称呼这个操作系统。来称呼这个操作系统。UNIX简史简史1965-1969 Multics(Multiple Information Computing Service)US DOD国防部 MIT,AT&T Bell,GE1970 Unix V1(PDP-7),AT&T Bell,K.Thompson,
25、D.M.Ritchie1970 Unix V2(B Language),K.Thompson1972 C Language,D.M.Ritchie1973 Unix V5(C)1973 ACM OS 原理会议1974 CACM“The Unix Time Sharing System”1975 Unix V6 发行源代码发行源代码1978 Unix V7 移植到不同机器上1980 BSD 发行BSD4.0,Microsoft 发行XENIX1981 AT&T System III (USG-UNIX System Group)1983 AT&T System V (USG并入USL(UNIX
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