# 1.1 什么是 UNIX？

## 何谓 UNIX？

UNIX 的内涵历经了从技术实现到文化符号的演变。20 世纪 60 年代末至 70 年代初，UNIX 是一款操作系统，最初使用汇编语言编写，后主要由 C 语言重写，起源于美国电话电报公司（American Telephone & Telegraph，AT\&T）的贝尔实验室。20 世纪 80 年代以后，它逐渐成为一种 [**标准规范**](https://www.opengroup.org/openbrand/register/xym0.htm)、一款 [**法律上的商标**](https://www.opengroup.org/openbrand/register/index2.html)，更是一种 **哲学思想** 和一项 **软件工程原则**。

> Only systems that are fully compliant and certified according to the Single UNIX Specification are qualified to use the UNIX® trademark.（只有完全符合并经过《单一 UNIX 规范》认证的系统，才有资格使用 UNIX® 商标。）——[UNIX® Certification](https://www.opengroup.org/openbrand/register/)

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查询美国专利商标局 UNIX 商标注册情况，见图 1-1。

![图 1-1 法律上的商标](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-d3313314db7afd0f212cf09e3b59002310eda4b9%2Fusshangbiao.png?alt=media)

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UNIX 认证查询网址：[The Open Group official register of UNIX Certified Products](http://www.opengroup.org/openbrand/register)，见图 1-2。

![图 1-2 UNIX 认证查询](https://338876981-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FCJR3FQGH1PkdRtOljuxb%2Fuploads%2Fgit-blob-52a3c36fc1850ef863bff196591fe87cfd140e09%2Funixrenzheng.png?alt=media)

认证 UNIX 需要满足以下两项核心条件：

1. 技术标准要求：符合[单一 UNIX 规范](https://www.opengroup.org/openbrand/register/xym0.htm)（Single UNIX Specification，SUS），该规范定义了 UNIX 系统必须实现的接口、命令、实用程序和库函数，确保不同 UNIX 系统间的兼容性。
2. 法律与费用要求：缴纳相应的[认证费用](https://www.opengroup.org/openbrand/Brandfees.htm)

常见的经过认证的 UNIX 操作系统有苹果公司（Apple）的 macOS。从商标角度讲，macOS 是标准的 UNIX 操作系统。~~故，要安装 UNIX 的人可以考虑 macOS。~~

> **技巧**
>
> macOS/iOS 等与 BSD 的关系
>
> 从历史角度看，macOS（以及由此衍生的 iOS、iPadOS 等）的核心层（Darwin）确实基于 BSD 代码，并融合了其他技术。它可被视为一款独立的、类 BSD 的操作系统分支，与 OpenBSD、NetBSD 和 FreeBSD 等系统类似。参见：《苹果的开源基石：macOS 和 iOS 背后的 BSD 传统》\[EB/OL]. \[2026-03-26]. <https://book.bsdcn.org/fan-yi-wen-zhang-cun-dang/2024-nian-11-yue/apple>
>
> 所以看似是安卓和苹果之争，其实是 Linux 与 BSD 之争。~~也许这也是大教堂与市集之争。~~

## 传统的 UNIX 哲学观（以《UNIX 编程艺术》为核心）

UNIX 哲学是在 UNIX 操作系统长期的开发实践中逐渐形成的一套设计理念，由肯·汤普森（Ken Thompson）与丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）等早期核心开发者共同塑造与提炼。其核心主张可归纳为以下原则：

* **小即美**：程序应设计得简洁小巧，功能单一明确，便于理解和维护。
* **一个程序只做一件事**：每个工具专注于单一功能，通过组合多个工具的协作完成复杂任务。
* **原型先行**：先快速构建可工作的原型，再逐步优化，避免过度设计。
* **可移植性先于高效性**：优先保证代码能在不同平台上运行，性能优化次之。
* **避免使用不必要的二进制格式或复杂表示**：使用简单、文本格式，便于人工阅读和处理。
* **沉默是金**：程序在正常执行时不输出多余信息，仅在出错时提示，成功操作无输出，不显示进度等。
* **避免仅用户界面**：应提供命令行接口，确保可通过脚本自动化操作。

这些原则在软件设计中相互配合，帮助开发者构建出简洁、高效、可维护的系统。

> **思考题**
>
> > Those who do not understand UNIX are condemned to reinvent it, poorly. （那些不懂 UNIX 的人注定要再造一个四不像式 UNIX）
> >
> > ——[Henry Spencer](https://www.nasa.gov/history/alsj/henry.html)
>
> 作者亨利·斯宾塞（Henry Spencer）并未明确批评哪个操作系统，那么你认为，现在这句话更适合哪个常见的操作系统？为什么？

### 参考文献

* 埃里克·雷蒙德. UNIX 编程艺术\[M]. 北京:电子工业出版社, 2012. ISBN: 978-7-121-17665-4. 系统阐述 UNIX 哲学与软件工程实践原则。
* 迈克·甘卡兹. Linux/Unix 设计思想\[M]. 北京:人民邮电出版社, 2012. ISBN: 978-7-115-26692-7. （已绝版）提炼 UNIX 系统设计核心思想与实践方法。
* The Open Group. The Open Group Standards Process\[EB/OL]. \[2026-03-25]. <https://www.opengroup.org/standardsprocess/certification.html>. 规范 UNIX 认证流程与技术标准框架。

## UNIX 的一段历史

UNIX 的诞生有其历史背景，让我们从它的前身 Multics 开始说起。

### Multics

Multics 是一个对 UNIX 产生直接影响的重要项目。1964 年，麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）推出了 **兼容分时系统**（Compatible Time-Sharing System，CTSS），这是当时最具创新性的操作系统。有了 CTSS 这种高效的操作系统，研究人员决定设计一个更好的版本——多路复用信息和计算服务（Multiplexed Information and Computing Service，Multics）系统。

Multics 意图创造功能强大的新软件和比肩 IBM 7094 功能更丰富的新硬件，麻省理工学院邀请了两家公司来帮忙。美国通用电气公司（General Electric，GE）负责设计及生产有全新硬件特性、能更好地支撑分时及多用户体系的计算机。贝尔实验室在计算机发展早期就开发了自己的操作系统，因此麻省理工学院邀请了贝尔实验室与美国通用电气公司共同开发 Multics。

最终 Multics 的开发陷入了困境，Multics 设计了大量的程序及功能，经常塞入很多不同的东西，导致系统过于复杂。1969 年，由于在贝尔实验室看来作为一套信息处理工具，它已经无法实现为实验室提供计算服务的目标，设计太昂贵了，于是在同年 4 月，贝尔实验室退出 Multics 项目，只剩麻省理工学院和美国通用电气公司继续开发。

### UNICS

UNICS 是 UNIX 的直接前身，它的诞生源于一个游戏项目。贝尔实验室退出 Multics 开发项目后，项目组成员肯尼斯·蓝·汤普森（Kenneth Lane Thompson）找到一台数字设备公司（Digital Equipment Corporation，DEC）PDP-7 型计算机，该计算机性能有限，只有 4 KB 内存，但图形界面较为美观。Thompson 在其上开发了游戏 Space Travel（《星际旅行》）。PDP-7 的磁盘转速远低于计算机的读写速度，为解决这一问题，Thompson 编写了磁盘调度算法以提高磁盘总吞吐量。

> **技巧**
>
> 《星际旅行》已被移植，现在可以直接在网页上玩，项目位于 [C port of Ken Thompson's Space Travel](https://github.com/mohd-akram/st)，在线游玩的网站是 [Space Travel](https://akr.am/st/)。
>
> ~~虽然操作简单，但是笔者看不懂怎么玩。~~

如何测试这个新的算法？需要往磁盘上写入数据，Thompson 需要写一个批量写数据的程序。

他需要写三个程序，每周写一个：创建代码的编辑器，将代码转换为 PDP-7 能运行的机器语言的汇编器，再加上“内核的外层——操作系统就完成了”。

新的 PDP-7 操作系统开发不久后，Thompson 和几位同事讨论，当时系统尚未命名，最初称为“UnICS”（非复用信息和计算机服务，Uniplexed Information and Computing Service），后来改名为 UNIX，更易于记忆。

## 课后习题

1. 查找 PDP-7 模拟器与早期 UNIX 源码归档，构建一个可运行的早期 UNIX 环境，在其中运行并记录 Thompson 最初的 Space Travel 游戏或 shell 命令。
2. 选取 Unix 哲学中的“小即美”和“一个程序只做一件事”原则，用现代编程语言重构一个类似的最小命令行工具集。
3. 查阅单一 UNIX 规范文档，选取其中一项具体标准（如文件系统接口或信号机制），尝试在 FreeBSD 上修改该标准的一个默认行为，并验证其对用户空间程序的影响。