Искусство программирования для Unix

2.1.2. Исход: 1971-1980 гг.

Первоначально операционная система Unix была написана на ассемблере, а ее приложения — на "смеси" ассемблера и интерпретируемого языка, который назывался "В". Его преимущество заключалось в том, что он был достаточно мал для работы на компьютерах PDP-7. Однако язык В не был достаточно мощным для системного программирования, поэтому Деннис Ритчи добавил в него типы данных и структуры, в результате чего появился язык С. Это произошло в начале 1971 года. А в 1973 году Томпсон и Ритчи наконец успешно переписали Unix на новом языке. Это был весьма смелый шаг. В то время для того чтобы получить максимальную производительность аппаратного обеспечения, системное программирование осуществлялось на ассемблере, и сама концепция переносимой операционной системы представлялась еще весьма сомнительной. Только в 1979 году Ритчи смог написать: "Кажется бесспорным, что в основном успех Unix обусловлен читаемостью, редак-тируемостью и переносимостью ее программного обеспечения, причем такие позитивные характеристики, в свою очередь, являются следствием ее написания на языках высокого уровня".

В 1974 году журнал Communications of the ACM [72] впервые представил Unix широкой общественности. В статье авторы описывали беспрецедентно простую конструкцию Unix и сообщали о более чем 600 инсталляций данной операционной системы. Все инсталляции производились на машинах, мощность которых была низкой даже по стандартам того времени, однако (как писали Ритчи и Томпсон) "ограничения способствовали не только экономии, но также и определенному изяществу дизайна".

После доклада в САСМ исследовательские лаборатории и университеты по всему миру заявили о желании испытать Unix самостоятельно. По соглашению сторон об урегулировании антитрастового дела 1958 года корпорации AT&T (родительской организации Bell Labs) запрещалось входить в компьютерный бизнес. Таким образом, Unix невозможно было превратить в продукт. Действительно, в соответствии с положениями соглашения, Bell Labs должна была лицензировать свою нетелефонную технологию всем желающим. Кен Томпсон без огласки начал отвечать на запросы, отправляя ленты и дисковые пакеты, каждый из которых, согласно легенде, подписывался "с любовью, Кен" (love, ken).

Напомним, что эти события происходили задолго до появления персональных компьютеров. Аппаратное обеспечение, необходимое для работы Unix, было слишком дорогостоящим, для того, чтобы использоваться в индивидуальных исследованиях. Поэтому Unix-машины были доступны, только благодаря благоволению больших организаций с большим бюджетом: корпораций, университетов, правительственных учреждений. Но использование таких мини-компьютеров было менее контролируемым, чем использование больших мэйнфреймов, и Unix-разработка быстро "приобрела дух контркультуры". Это было начало 70-х годов прошлого века. Первопроходцами Unix-программирования были лохматые хиппи и те, кто хотел на них походить. Они наслаждались, исследуя операционную систему, которая не только предлагала им интересные испытания на переднем крае компьютерной науки, но также и подрывала все технические предположения и бизнес-практику, которая сопутствовала "большим вычислениям". Перфокарты, язык COBOL, деловые костюмы и пакетные мэйнфреймы IBM остались в "презренном прошлом". Unix-хакеры упивались тем, что одновременно строили будущее и играли с системой.

Энтузиазм тех дней описывается цитатой Дугласа Комера (Douglas Comer): "Многие университеты вносили свой вклад в Unix. В Университете Торонто кафедра приобрела принтер/плоттер с разрешением 200 точек на дюйм и создала программное обеспечение, которое использовало его для имитации фотонаборного аппарата. В Йельском университете (Yale University) студенты и компьютерные ученые модифицировали командный интерпретатор Unix. В Университете Пурдью (Purdue University) кафедра электротехники добилась значительного улучшения производительности, выпустив версию Unix, которая поддерживала большее количество пользователей. В Пурдью также разработали одну из первых компьютерных сетей на основе Unix. Студенты Калифорнийского университета в Беркли разработали новый командный интерпретатор и десятки небольших утилит. К концу 70-х годов, когда Bell Labs выпустила Version 7 UNIX, было ясно, что система решала вычислительные задачи многих факультетов и что она воплотила в себе множество появившихся в университетах идей. Конечным результатом стало появление укрепленной системы. Прилив идей послужил началом нового цикла интеллектуального взаимообмена академического мира и производственных лабораторий и в конечном итоге обусловил рост коммерческих вариантов Unix" [13J.

Первой узнаваемой версией Unix была версия 7 (Version 7), выпущенная в 1979 году¹⁰. Первая группа пользователей Unix сформировалась за год до этого. К тому времени Unix использовалась для операционной поддержки всех систем Bell System [35], и получила распространение в университетах вплоть до Австралии, где заметки Джона Лайонза (John Lions) [49] в 1976 году по исходному коду Version 6 стали первой серьезной документацией по внутреннему устройству ядра Unix. Многие пожилые Unix-хакеры до сих пор свято хранят копии этих заметок.

Рис. 2.2. Кен Томпсон (сидя) и Деннис Ритчи перед PDP-11 в 1972 году

Книга Лайонза была самиздатовской сенсацией. Из-за несоблюдения авторских прав или чего-то еще ее нельзя было публиковать в США, поэтому везде "просачивались" копии копий. Я до сих пор храню свою, которая была копией как минимум шестого поколения. Не имея книги Лайонза, тогда невозможно было быть хакером ядра.

Кен Арнольд.

Первые годы Unix-индустрии также были временем объединения. Первая Unix-компания (Santa Cruz Operation, SCO) начала свою работу в 1978 году, и в том же году продала первый коммерческий компилятор С (Whitesmiths). К 1980 году малоизвестная компания, производитель программного обеспечения в Сиэтле, также вступила в Unix-игру, распространяя вариант АТ&Т-версии Unix для мини-компьютеров, который назывался XENIX. Но привязанность Microsoft к Unix как к продукту не была долгой (хотя Unix использовалась для большей части внутренней разработки компании вплоть до начала 1990-х годов).

2.1.3. TCP/IP и Unix-войны: 1980-1990 гг.

Студенческий городок Калифорнийского университета в Беркли вначале был единственным важнейшим академическим центром Unix-разработки. Unix-исследо-вания начались здесь в 1974 году и получили мощный толчок, когда Кен Томпсон преподавал в университете в течение академического отпуска 1975-1976 годов. Первая BSD-версия была создана на базе лабораторной разработки в 1977 году неизвестным до этого аспирантом Биллом Джоем (Bill Joy). К 1980 году Беркли стал центром сети университетов, активно дополняющих свой вариант Unix. Идеи и код из Berkeley Unix (включая редактор vi(1)) были переданы из Беркли обратно в Bell Labs.

Затем в 1980 году Агентству передовых исследований Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency — DARPA) потребовалась команда для реализации новейшего набора протоколов TCP/IP на компьютерах VAX под Unix. Компьютеры PDP-10, поддерживающие сеть ARPANET, в то время устарели, и в воздухе уже витали идеи о том, что DEC может быть вынуждена отказаться от PDP-10 для поддержки VAX. Агентство DARPA рассматривало принятие DEC для реализации TCP/IP, однако отказалась от этой идеи, поскольку вызывал беспокойство тот факт, что DEC может не согласиться на изменения в собственной операционной системе VAX/VMS [48]. Вместо этого агентство DARPA в качестве платформы выбрало Berkeley Unix, явно ввиду того, что ее исходный код был доступным и свободным [45].

Исследовательская группа компьютерных наук (Computer Science Research Group) в Беркли оказалась в нужное время в нужном месте с надежнейшими инструментами разработки. Это была, несомненно, наиболее важная поворотная точка в истории Unix с момента ее появления.

До того как реализация протокола TCP/IP была выпущена с версией BSD 4.2 в 1983 году, Unix имела только слабую поддержку сети. Ранние эксперименты с Ethernet были неудовлетворительными. Для распространения программного обеспечения через обычные телефонные линии посредством модема в Bell Labs было разработано неприглядное, но вполне функциональное средство, которое называлось UUCP (Unix to Unix Copy Program — программа копирования из Unix в Unix)¹¹. С помощью UUCP можно было передавать Unix-почту между удаленными машинами. Кроме того, (после того, как в 1981 году была изобретена Usenet) UUCP поддерживала распределенные доски объявлений, которые позволяли пользователям широковещательно распространять текстовые сообщения везде, где были телефонные линии и Unix-системы.

Тем не менее, несколько Unix-пользователей, знакомых с яркими преимуществами ARPANET, испытывали существенные заруднения из-за отсутствия FTP и Telnet и очень ограниченного удаленного выполнения заданий и чрезвычайно медленных каналов. Ранее, до появления протоколов TCP/IP, Internet- и Unix-культуры не смешивались. Особое видение Деннисом Ритчи вопроса о компьютере как о способе "поддержки тесного общения" сформировало одно из университетских сообществ. Оно не расширилось до распределенной по всему континенту "сетевой нации", которую пользователи сети ARPA начали формировать в середине 70-х годов прошлого века. Первые пользователи ARPANET считали Unix грубой подделкой, "ковыляющей на смехотворно слабом аппаратном обеспечении".