Искусство программирования для Unix

Каждой отрасли техники и проектирования присуща своеобразная техническая культура. В большинстве отраслей техники неписаные традиции являются частью образования практикующего специалиста, которая столь же важна, как официальные учебники и справочные руководства (а по мере накопления опыта часто является даже более важной). Старшие инженеры обнаруживают колоссальные объемы скрытых знаний, которые передаются их ученикам "особым путем" (как у Дзэн-буддистов), т.е. знания "распространяются посредством особой передачи вне священного писания".

Разработка программного обеспечения в общем случае является исключением из данного правила. Технология изменяется столь стремительно, программные среды появляются и исчезают настолько быстро, что т.н. техническая культура определяется как кратковременная и неустойчивая. В то же время это исключение также не всегда справедливо. Очень немногие программные технологии подтвердили свою долговечность, достаточную для развития устойчивой технической культуры, особого искусства и связанной с ним философии проектирования, которые передаются от поколения к поколению инженеров.

Одним из примеров такой культуры является культура операционной системы Unix. Другим примером является культура Internet. Однако в двадцать первом веке можно утверждать, что обе эти культуры представляют собой единое целое. Обе они сформировались, и с начала 80-х годов прошлого века разделять их становится все труднее, поэтому в данной книге четкие границы между ними не проводятся.

1.2. Долговечность Unix

Операционная система Unix родилась в 1969 году и с момента возникновения находится в процессе постоянного использования и развития. Unix пережила несколько эпох, ограниченных стандартами компьютерной индустрии, — она старше, чем персональные компьютеры, рабочие станции, микропроцессоры или даже терминалы с видеодисплеями, и является современником первых полупроводниковых модулей памяти. Из всех современных систем разделения времени (timesharing systems) только о VM/CMS производства корпорации IBM можно утверждать, что она существует более продолжительный период, однако Unix-машины обеспечили в сотни тысяч раз больше служебных часов. Действительно, Unix, вероятно, поддерживает больший объем компьютерных вычислений, чем все остальные системы разделения времени.

Unix нашла свое применение в более широком диапазоне машин, чем любая другая операционная система. От суперкомпьютеров, рабочих станций и серверов, персональных и мини-компьютеров до карманных компьютеров и встроенного сетевого оборудования, Unix поддерживала и поддерживает, вероятно, больше архитектур и более разнообразное аппаратное обеспечение, чем какие-либо три другие операционные системы вместе взятые.

Операционная система Unix поддерживает невероятно широкий диапазон использования. Ни одна другая операционная система не служит одновременно в качестве инструмента исследований, дружественной основы для узкоспециальных технических приложений, платформы для коммерческого программного обеспечения бизнес-процессов и жизненно важного компонента технологии Internet.

Сомнительные предсказания о том, что Unix иссякнет или будет вытеснена другими операционными системами, постоянно высказываются с момента ее возникновения. Но до сих пор Unix, воплощенная сегодня в Linux, BSD Solaris и MacOS X и около десятка других вариантов, выглядит сильнее, чем когда-либо.

Роберт Меткалф (Robert Metcalf), создатель Ethernet, говорит, что если кто-либо разработает технологию, заменяющую Ethernet, то она будет названа "Ethernet", поэтому Ethernet не умрет никогда^[2]. Unix уже пережила несколько подобных трансформаций.

Кен Томпсон.

Как минимум одна из центральных технологий Unix — язык С — широко распространен за пределами данной операционной системы. Действительно, в наши дни трудно представить разработку программного обеспечения без С, повсеместно используемого в качестве общего языка системного программирования. В Unix также были представлены широко распространенное в наши дни древовидное пространство имен файлов с узлами каталогов и конвейеры (pipeline) для сообщения программ.

Долговечность и способность Unix адаптироваться поистине удивительны. Другие технологии появляются и исчезают, как бабочки-однодневки. Мощность машин выросла в тысячи раз, языки трансформировались, промышленная практика пережила множество революций, a Unix остается, продолжает функционировать, приносить доход и пользуется приверженностью со стороны множества лучших и талантливейших разработчиков программных технологий планеты.

Одним из многих последствий экспоненциального роста соотношения мощности и времени в вычислительной технике, а также огромных темпов разработки программного обеспечения является то, что знания специалиста наполовину устаревают каждые 18 месяцев. Операционная система Unix не устраняет данный феномен, но серьезно его сдерживает. Такие неизменные базовые элементы, как языки, системные вызовы и вызовы инструментальных средств, действительно можно использовать в течение многих лет и даже десятилетий. Для других же систем невозможно предсказать, что будет оставаться стабильным, поскольку даже целые операционные системы периодически выходят из употребления. В Unix прослеживается четкое отличие между временными и постоянными знаниями, и специалист может заранее узнать (с 90-процентной уверенностью), какая категория предмета вероятнее всего устареет в процессе его изучения. Такова лояльность Unix.

Во многом стабильность и успех рассматриваемой операционной системы связаны с конструкторскими решениями Кена Томпсона, Денниса Ритчи, Брайана Кернигана, Дуга Макилроя, Роба Пайка и других разработчиков первых версий Unix. Однако стабильность и успех Unix также связаны с проектной философией, искусством программирования и технической культурой, которые развивались вокруг Unix.

1.3. Доводы против изучения культуры Unix

Долговечность Unix и ее техническая культура, несомненно, интересны тому, кто уже является приверженцем данной операционной системы, и, возможно, историкам, изучающим развитие технологии. Однако первоначальное применение Unix в качестве общецелевой системы разделения времени для средних и крупных компьютеров быстро теряет свою актуальность благодаря появлению и развитию персональных рабочих станций. Есть определенные сомнения в том, что Unix когда-либо достигнет успеха на современном рынке настольных бизнес-приложений, где в настоящее время доминирует корпорация Microsoft.

Непрофессионалы часто отвергают Unix, считая ее академической игрушкой или "песочницей для хакеров". Так, широко известный спор, Unix Hater's Handbook [27], длится почти столько же лет, сколько лет самой Unix, причем в ходе этого спора ее приверженцев слишком часто называли чудаками и неудачниками. Свою роль в этом, несомненно, сыграли колоссальные и повторяющиеся ошибки корпораций

AT&T, Sun, Novell, а также других коммерческих поставщиков и консорциумов по стандартизации в позиционировании и маркетинговой поддержке Unix.

Даже "изнутри" данная система не выглядит стабильной и универсальной. Скептики говорят, что Unix слишком полезна, чтобы умереть, но слишком неудобна, чтобы вырваться из лабораторий, т.е. считают ее только "нишевой" операционной системой.

Более всего доводы скептиков опровергает подъем операционной системы Linux и других Unix-систем с открытым исходным кодом (таких как современные варианты BSD). Культура Unix показала себя "слишком живучей", чтобы разрушиться даже после десятка ошибок поставщиков. В настоящее время Unix-сообщество, принявшее на себя управление технологией и маркетингом, быстро и очевидно решает проблемы данной операционной системы (способы разрешения проблем более подробно рассматриваются в главе 20).