Техника сетевых атак
Шрифт:
Однако отказ ничуть не смутил разработчиков. И Томпсон вместе с Ритчи и Кэнадаем приступили к проектированию файловой системы будущей операционной системы на бумаге! В процессе этого занятия в голову Томпсона пришла блестящая мысль - объединить подключенные к компьютеру устройства вместе с файлами в одну иерархическую систему. Переполненный желанием испытать свою идею на практике, он обнаружил в одном из «пыльных углов фирмы» редко используемый PDP-7 и получил разрешение руководства позаимствовать его во временное использование. Наученный горьким опытом, Томпсон ни слова не упомянул об операционной системе и объяснил свою потребность в компьютере… желанием перенести на него игровую программу «Space Travel» («Космическое Путешествие»), написанную им в том же 1969 году в ходе проекта MULTICS на языке Фортран под операционной системой GECOS (стандартной ОС для компьютеров General Electric).
К сожалению, на PDP-7 не существовало ни приемлемого ассемблера, ни библиотек для поддержки вычислений с плавающей точкой (а они требовались для игры). Поэтому, Томпсон использовал кросс ассемблер GECOS, умеющий формировать ленты, читаемые PDP-7, и создал необходимый инструментарий самостоятельно. В дальнейшем вся работа велась исключительно на компьютере PDP-7 без поддержки со стороны GECOS.
Как нетрудно догадаться, в первую очередь Томпсон приступил к экспериментам со своей новой файловой системой и с удивлением обнаружил: операции ввода/вывода значительно упрощаются, а программирование игры ускоряется. Параллельно с написанием игры создавался набор вспомогательных утилит для копирования, удаления, редактирования файлов и даже примитивный командный интерпретатор. В начале 1970 года все это хозяйство было уже достаточно хорошо отлажено и даже ухитрялось сносно работать. Но не было ни мультизадачности, ни продуманного и эффективного ввода/вывода, ни достойной организации процессов, но… все это работало, а созданный программный инструментарий оказался удобным и достаточно мощным, ни в чем не уступая утилитам, имеющимся на других ОС.
С легкой руки Брайна Керигана новая система в пародию на MULTICS получила название UNICS (Uniplexed Information amp; Computing Service). Позже, программисты с нестандартным мышлением, склонные к сокращениям и оптимизации, заменили “CS” на “X” и система приобрела название UNIX.
Но время, отведенное Томпсону, подошло к концу, и компьютер PDP-7 пришлось возвращать. Неизвестно чем бы все это закончилось, если бы не хитрость пройдохи Осанны, предложившего руководству вместо операционной системы финансировать систему подготовки текстов и патентов, в которой компания крайне нуждалась. Уловка удалась, и вскоре специально для разработчиков был приобретен новейший по тем временам компьютер PDP-11, стоимостью в 65 тысяч долларов, располагающий 24 килобайтами оперативной памяти и 512 килобайтными накопителями (впрочем, компьютер был настолько нов, что накопителей к нему еще не существовало). Перенос UNIX на новую платформу не представлял сложности (архитектуры обоих компьютеров были близки), но несколько затянутся по причине отсутствия накопителей для PDP-11. Когда же они, наконец, появились, система была без проблем перенесена.
Ко второй половине 1971 года UNIX начала использоваться в патентном бюро, значительно превосходя в удобности и мощности аналогичные имеющиеся на рынке системы. Поэтому, руководство дало добро на дальнейшее развитие проекта, и коллектив разработчиков сосредоточил все усилия над дальнейшим совершенствованием системы.
Перенос UNIX с PDP-7 на PDP-11 заставил разработчиков задуматься над путями повышения мобильности. К тому же уж очень не хотелось вновь корпеть над ассемблером. Некоторые даже порывались писать новую систему на PL/1, но это бы значительно ухудшило производительность, и вряд ли бы заслужило одобрение руководства. В качестве разумной компенсации предлагалось выбрать Фортран или новый язык Би - один из диалектов BCPL [61]. Би привлекал простотой и легкостью изучения, наглядностью листингов и неплохой производительностью. Так, в конце концов, выбор остановили на нем. Поскольку никакой реализации Би для платформы PDP-11 еще не существовало, Томпсону пришлось самостоятельно разрабатывать интерпретирующую систему.
Вторая версия UNIX появилась в 1972 году. Главным нововведением стала поддержка конвейера (pipe), позаимствованная МакИлроем из операционной системы DTSS (Dartmouth time-sharing System). Конвейеры обеспечивали простой и элегантный обмен данными между процессами даже в однозадачной среде и позволили сделать еще один революционный шаг вперед (кстати, конвейеры поддерживаются
практически всеми современными операционными системами, в том числе и MS-DOS).Использование интерпретируемого языка заметно ухудшило производительность системы, а в процессе работы выявились многочисленные недостатки, присущее Би. Самый неприятный из них - отсутствие типов переменных (точнее говоря, поддерживался всего один тип, равный машинному слову). Постоянные же преобразования с помощью специальных библиотечных функций порождали множество трудноуловимых ошибок. Когда всем это окончательно надоело, Деннис Ритчи, увлекающийся разработкой языков, решил усовершенствовать Би и добавил в него систему типов. Новый язык получил название Си, согласно второму символу в “BCPL”. Для улучшения производительности Томпсон предложил Ритчи написать компилятор, переводящий программы, написанные на Си в машинный код.
Очередная версия UNIX отличалась завидной производительностью, практически не уступая версии, написанной на ассемблере, но потребовала значительно меньше усилий для своего создания и не была связана с какой-то одной конкретной архитектурой. Из 13.000 строк программы операционной системы лишь 800 принадлежали низкоуровневым модулям, написанным на ассемблере.
И хотя Си первоначально ориентировался на систему UNIX, он быстро завоевал популярность и на других платформах. Вскоре появились реализации для IBM SYSTEM/370, Honeywell 6000, INTERDATA 8/32.
Но популярность Си несла и свои минусы. В отличие от множества других языков, Си - язык низкого уровня, близкий к ассемблеру. Он оперирует машинными типами данных такими, как символы, числа и указатели. Встроенная поддержка работы со строками, списками, массивами и другими сложными структурами данных в нем отсутствует.
«В языке "C" отсутствуют операции, имеющие дело непосредственно с составными объектами, такими как строки символов, множества, списки или с массивами, рассматриваемыми как целое. Здесь, например, нет никакого аналога операциям PL/1,оперирующим с целыми массивами и строками. Язык не предоставляет никаких других возможностей распределения памяти, кроме статического определения и механизма стеков, обеспечиваемого локальными переменных функций; здесь нет ни "куч" (HEAP), ни "сборки мусора", как это предусматривается в АЛГОЛЕ-68. Наконец, сам по себе "C" не обеспечивает никаких возможностей ввода-вывода: здесь нет операторов READ или WRITE и никаких встроенных методов доступа к файлам. Все эти механизмы высокого уровня должны обеспечиваться явно вызываемыми функциями.
Аналогично, язык "C" предлагает только простые, последовательные конструкции потоков управления: проверки, циклы, группирование и подпрограммы. Но не мультипрограммирование, параллельные операции, синхронизацию или сопрограммы…
Хотя отсутствие некоторых из этих средств может выглядеть как удручающая неполноценность ("выходит, что я должен обращаться к функции, чтобы сравнить две строки символов?!"), но удержание языка в скромных размерах дает реальные преимущества. Так как "C" относительно мал, он не требует много места для своего описания и может быть быстро выучен» - "Язык С" Б.В. Керниган, Д.М. Ричи.
В 1974 году четвертая версия UNIX, полностью написанная на языке Си, получила одобрение руководства, а вместе с ним и статус официальной операционной системы для применения в телефонии, используемой внутри компании.
Даже по тем временам UNIX представляла собой убогое зрелище. Виртуальная память не поддерживалась (ввиду отсутствия на PDP-11 Memory Management Unit– MNU), динамическое связывание отсутствовало, а файловая система при интенсивном использовании за счет фрагментации могла терять до 60% дискового пространства и ограничивала длину имен 14 символами, но зато был преодолен рубеж в ограничение «64 килобайта на файл» - имевший место в ранних версиях.
Но простота и надежность системы позволили ей с успехом использоваться в управлении цифровыми АТС (в то время происходило массовое обновление оборудования, усложнившее жизнь множеству телефонных взломщиков - фрикеров, но это уже другая история).
Врезка «замечание»
Хакеры PDP-10 были склонны рассматривать сообщество Unix как сборище выскочек, использующих инструментарий, который казался донельзя примитивным по сравнению с вычурными, изобилующими сложностями LISP и ITS. «Каменные ножи и медвежьи шкуры!» - ворчали эстеты.