Искусство программирования для Unix

Реализация игры Томпсона и Ритчи "Space Travel" привлекла к себе внимание. Вначале программное обеспечение PDP-7 приходилось перекомпилировать на GE-мэйнфрейме. Программные утилиты, которые были написаны Томпсоном и Ритчи на самом PDP-7, чтобы поддерживать развитие игры, стали каркасом Unix, хотя само название не было закреплено за системой до 1970 года. Исходный вариант написания представлял собой аббревиатуру "UNICS" (UNiplexed Information and Computing Service). Позднее Ритчи описывал эту аббревиатуру как "слегка изменнический каламбур на слово "Multics", которое означало MULTiplexed Information and Computing Service.

Даже на самых ранних стадиях развития PDP-7 Unix была весьма похожа на современные Unix-системы и предоставляла гораздо более приятную среду программирования, чем доступные в то время мэйнфреймы с использованием перфокарт. Unix была весьма близкой к первой системе, используя которую программист мог находиться непосредственно перед машиной и создавать программы на лету, исследуя возможности и тестируя программы в процессе их создания. На протяжении всей жизни Unix реализуется модель развития возможностей путем привлечения высокоинтеллектуальных, добровольных усилий со стороны программистов, которых раздражают ограничения других операционных систем. Эта модель возникла на раннем этапе внутри самой корпорации Bell Labs.

Рис. 2.1. Мини-компьютер PDP-7

Unix-традиция легковесной разработки и неформальных методов также началась вместе с появлением операционной системы. Тогда как Multics была крупным проектом с тысячами страниц технических спецификаций, написанных до появления аппаратного обеспечения, первый работающий код Unix был создан тремя коллегами путем мозгового штурма и реализован Кеном Томпсоном в течение двух дней на устаревшей машине, которая была задумана как графический терминал для "настоящего" компьютера.

Первой реальной задачей Unix в 1971 году была поддержка того, что в наши дни назвали бы текстовым процессором, для патентного департамента Bell Labs. Первым Unix-приложением был предшественник программы для форматирования текста nroff(1). Этот проект оправдал приобретение гораздо более мощного мини-компьютера PDP-11. Руководство оставалось в счастливом неведении о том, что система обработки текста, которую создавали Томпсон и его коллеги, была инкубатором для операционной системы. Операционные системы не входили в планы Bell Labs — AT&T присоединилась к консорциуму Multics именно для того, чтобы избежать разработки собственной операционной системы. Тем не менее, завершенная система имела воодушевляющий успех, который утвердил Unix в качестве постоянной и ценной части системы вычислений в Bell Labs и привел к появлению другой темы в истории Unix — тесной связи со средствами набора и форматирования документов, а также средствами коммуникации. Справочник 1972 года говорил о 10 инсталляциях.

Позднее Дуг Макилрой напишет об этом периоде [53]: "Давление коллег и простая гордость своей квалификацией приводили к переписыванию или удалению больших фрагментов кода, по мере того, как появлялись лучшие или более фундаментальные идеи. Профессиональная конкуренция и защита сфер влияния были практически не известны: возникало так много хороших идей, что никому не требовалось быть собственником инноваций". Однако понадобится четверть века для того, чтобы сообществу стали ясны все выводы из этого наблюдения.

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.