1.2 从UNIX到Linux

UNIX与Linux之间的关系是一个很有意思的话题。在目前主流的服务器端操作系统中，UNIX诞生于20世纪60年代末，Windows诞生于20世纪80年代中期，Linux诞生于20世纪90年代初，可以说UNIX是操作系统中的“老大哥”。

1.2.1 UNIX的坎坷历史

UNIX操作系统由肯·汤普森（Ken Thompson）和丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）发明。它的部分技术来源可追溯到从1965年开始的Multics工程计划，该计划由贝尔实验室、美国麻省理工学院和通用电气公司联合发起，目标是开发一种交互式的、具有多道程序处理能力的分时操作系统，以取代当时广泛使用的批处理操作系统。

说明：分时操作系统使一台计算机可以同时为多个用户服务，连接计算机的终端用户交互式发出命令，操作系统采用时间片轮转的方式处理用户的服务请求并在终端上显示结果（操作系统将CPU的时间划分成若干个片段，称为时间片）。操作系统以时间片为单位，轮流为每个终端用户服务，每次服务一个时间片。

可惜，由于Multics工程计划所追求的目标太庞大、太复杂，以至于它的开发人员都不知道要做成什么样子，最终以失败收场。

以肯·汤普森为首的贝尔实验室研究人员吸取了Multics工程计划失败的经验教训，于1969年实现了一种分时操作系统的雏形，1970年该系统正式取名为UNIX。想一下英文中的前缀Multi和Uni，就明白了UNIX的隐意。Multi是大的意思，大而且繁；而Uni是小的意思，小而且巧。这是UNIX开发者的设计初衷，这个理念一直影响至今。

有意思的是，肯·汤普森当年开发UNIX的初衷是运行他编写的一款计算机游戏Space Travel，这款游戏模拟太阳系天体运动，由玩家驾驶飞船，观赏景色并尝试在各种行星和月亮上登陆。他先后在多个系统上试验，但运行效果不甚理想，于是决定自己开发一个操作系统，就这样，UNIX诞生了。

自1970年后，UNIX系统在贝尔实验室内部的程序员之间逐渐流行起来。1971—1972年，肯·汤普森的同事丹尼斯·里奇发明了传说中的C语言，这是一种适合编写系统软件的高级语言，它的诞生是UNIX系统发展过程中的一个重要里程碑，它宣告了在操作系统的开发中，汇编语言不再是主宰。到了1973年，UNIX系统的绝大部分源代码都用C语言进行了重写，这为提高UNIX系统的可移植性打下了基础（之前操作系统多采用汇编语言，对硬件依赖性强），也为提高系统软件的开发效率创造了条件。可以说，UNIX系统与C语言是一对孪生兄弟，具有密不可分的关系。

20世纪70年代初，计算机界还有一项伟大的发明——TCP/IP协议，这是当年美国国防部接手ARPAnet后所开发的网络协议。美国国防部把TCP/IP协议与UNIX系统、C语言捆绑在一起，由AT&T发行给美国各个大学非商业的许可证，这为UNIX系统、C语言、TCP/IP协议的发展拉开了序幕，它们分别在操作系统、编程语言、网络协议这三个领域影响至今。肯·汤普森和丹尼斯·里奇因在计算机领域做出的杰出贡献，于1983年获得了计算机科学的最高奖——图灵奖。

左图为肯·汤普森与丹尼斯·里奇的合影，天才都是不修边幅的……

随后出现了各种版本的UNIX系统，目前常见的有Sun Solaris、FreeBSD、IBM AIX、HP-UX等。

我们重点介绍一下Solaris，它是UNIX系统的一个重要分支。Solaris除可以运行在SPARC CPU平台上外，还可以运行在x86 CPU平台上。在服务器市场上，Sun的硬件平台具有高可用性和高可靠性，是市场上处于支配地位的UNIX系统。对于难以接触到Sun SPARC架构计算机的用户来说，可以通过使用Solaris x86来体验世界知名大厂的商业UNIX风采。当然，Solaris x86也可以用于实际生产应用的服务器，在遵守Sun的有关许可条款的情况下，Solaris x86可以免费用于学习研究或商业应用。

FreeBSD源于美国加利福尼亚大学伯克利分校开发的UNIX版本，它由来自世界各地的志愿者开发和维护，为不同架构的计算机系统提供了不同程度的支持。FreeBSD在BSD许可协议下发布，允许任何人在保留版权和许可协议信息的前提下随意使用和发行，并不限制将FreeBSD的代码在另一个协议下发行，因此商业公司可以自由地将FreeBSD代码融入它们的产品中。苹果公司的OS X就是基于FreeBSD的操作系统。

FreeBSD与Linux的用户群有相当一部分是重合的，二者支持的硬件环境也比较一致，所采用的软件也比较类似。FreeBSD的最大特点就是稳定和高效，是作为服务器操作系统的不错选择；但其对硬件的支持没有Linux完备，所以并不适合作为桌面系统。

其他UNIX版本因应用范围相对有限，在此不做过多介绍。

1.2.2 Linux的那些往事

Linux内核最初是由李纳斯·托瓦兹（Linus Torvalds）在赫尔辛基大学读书时出于个人爱好而编写的，当时他觉得教学用的迷你版UNIX操作系统Minix太难用了，于是决定自己开发一个操作系统。第一个版本于1991年9月发布，当时仅有10000行代码。

李纳斯·托瓦兹没有保留Linux源代码的版权，公开了代码，并邀请他人一起完善Linux。与Windows及其他有专利权的操作系统不同，Linux开放源代码，任何人都可以免费使用它。

据估计，现在只有2%的Linux核心代码是由李纳斯·托瓦兹自己编写的，虽然他仍然拥有Linux内核（操作系统的核心部分），并且保留了选择新代码和需要合并的新方法的最终裁定权。现在大家所使用的Linux，笔者更倾向于说是由李纳斯·托瓦兹和后来陆续加入的众多Linux爱好者共同开发完成的。

李纳斯·托瓦兹无疑是这个世界上最伟大的程序员之一，何况，他还搞出了全世界最大的程序员交友社区GitHub（开源代码库及版本控制系统）。

关于Linux Logo的由来是一个很有意思的话题，它是一只企鹅。

为什么选择企鹅，而不是选择狮子、老虎或者小白兔？有人说因为李纳斯·托瓦兹是芬兰人，所以选择企鹅；有人说因为其他动物图案都被用光了，李纳斯·托瓦兹只好选择企鹅。

笔者更愿意相信以下说法：

企鹅是南极洲的标志性动物，根据国际公约，南极洲为全人类共同所有，不属于世界上的任何国家，任何国家都无权将南极洲纳入其版图。Linux选择企鹅图案作为Logo，其含义是：开放源代码的Linux为全人类共同所有，任何公司无权将其私有。

1.2.3 UNIX与Linux的亲密关系

二者的关系，不是大哥和小弟，“UNIX是Linux的父亲”这个说法更恰当。之所以要介绍它们的关系，是因为要告诉读者，在学习的时候，其实Linux与UNIX有很多的共通之处，简单地说，如果你已经熟练掌握了Linux，那么再上手使用UNIX会非常容易。

二者也有两个大的区别：其一，UNIX系统大多是与硬件配套的，也就是说，大多数UNIX系统如AIX、HP-UX等是无法安装在x86服务器和个人计算机上的，而Linux则可以运行在多种硬件平台上；其二，UNIX是商业软件，而Linux是开源软件，是免费、公开源代码的。

Linux受到广大计算机爱好者的喜爱，主要原因有两个：一是它属于开源软件，用户不用支付任何费用就可以获得它和它的源代码，并且可以根据自己的需要对它进行必要的修改，无偿使用，无约束地继续传播；二是它具有UNIX的全部功能，任何使用UNIX操作系统或想要学习UNIX操作系统的人都可以从Linux中获益。

开源软件是不同于商业软件的一种模式，从字面上理解，就是开放源代码，大家不用担心里面会搞什么猫腻，这会带来软件的革新和安全。

另外，开源其实并不等同于免费，而是一种新的软件盈利模式。目前很多软件都是开源软件，对计算机行业与互联网影响深远。

开源软件本身的模式、概念比较晦涩，本书旨在指导读者应用Linux，大家简要理解即可。

近年来，Linux已经青出于蓝而胜于蓝，以超常的速度发展，从一个丑小鸭变成了一个拥有庞大用户群的真正优秀的、值得信赖的操作系统。历史的车轮让Linux成为UNIX最优秀的传承者。

1.2.4 UNIX/Linux系统结构

UNIX/Linux系统可以粗糙地抽象为3个层次（所谓粗糙，就是不够细致、精准，但是便于初学者抓住重点理解），如图1-1所示。底层是UNIX/Linux操作系统，一般称之为系统内核（Kernel）；中间层是Shell层，即命令解释层；高层则是应用层。

1．内核层

内核层是UNIX/Linux系统的核心和基础，它直接附着在硬件平台之上，控制和管理系统内各种资源（硬件资源和软件资源），有效地组织进程的运行，从而扩展硬件的功能，提高资源的利用效率，为用户提供方便、高效、安全、可靠的应用环境。

2．Shell层

Shell层是与用户直接交互的界面。用户可以在提示符下输入命令行，由Shell解释执行并输出相应结果或者有关信息，所以我们也把Shell称作命令解释器，利用系统提供的丰富命令可以快捷而简便地完成许多工作。

3．应用层

应用层提供基于X Window协议的图形环境。X Window协议定义了一个系统所必须具备的功能（就如同TCP/IP是一个协议，定义软件所应具备的功能），任何系统能满足此协议及符合X协会其他的规范，便可称为X Window。

现在大多数的UNIX系统上（包括Solaris、HP-UX、AIX等）都可以运行CDE（Common Desktop Environment，通用桌面环境，是运行于UNIX的商业桌面环境）的用户界面；而在Linux上广泛应用的有Gnome（见图1-2）、KDE等。

X Window与微软的Windows图形环境有很大的区别：UNIX/Linux系统与X Window没有必然捆绑的关系，也就是说，UNIX/Linux可以安装X Window，也可以不安装；而微软的Windows图形环境与内核捆绑密切。UNIX/Linux系统不依赖图形环境，依然可以通过命令行完成100%的功能，而且因为不使用图形环境还会节省大量的系统资源。

作为服务器部署，绝大多数Linux并不安装或并不启用图形环境，本书的讲解也基本上为Linux命令行下的操作。