Пермский Государственный Технический Университет
Кафедра государственного управления и истории
История создания ОС Linux
Выполнил: студент ЭТФ гр. АТ-05-2 Гайворонский Михаил Борисович
Преподаватель: Белоногов Юрий Геннадьевич
Пермь 2005
План:
План ..................................................................................... 1.
Введение, или почему все-таки Линукс? .......................... 2.
Ты помнишь, как все начиналось?.. ................................. 3.
Линус Торвальдс: рождение хакера. ................................. 4.
Linux: рождение операционной системы .........................6.
Заключение. Выводы. ........................................................ 11.
Список использованных документов. ............................ 12.
Введение, или почему все-таки Линукс?
07 Но надоело Ему создавать программы самому, и сказал Бог: создадим программиста по образу и подобию нашему, и да владычествует над компьютерами, и над программами, и над данными. И создал Бог программиста, и поселил его в своем ВЦ, чтобы работал в нем. И повел Он программиста к дереву каталогов, и заповедал: из всякого каталога можешь запускать программы, только из каталога Windows не запускай, ибо маст дай.
YuN
Самое сложное в исторических исследованиях, на мой взгляд, - выбор объекта исследования. Идея написать исследовательскую работу на тему "История ОС Linux" пришла как-то сама собой, когда я ехал в автобусе.
"Почему же" - спросите вы - "темой реферата по истории какого-либо технического изобретения была выбрана самая бестолковая и неинтересная - история создания какой-то там операционной системы?" Не стоит искать сакраментального смысла там, где его нет и быть не может. Создателя операционной системы Linux - Линуса Торвальдса - считают "нечаянным революционером", потому что он продвинул мощные технологические решения другой операционной системы - Unix - в массы и, самое главное, сделал эти решения бесплатными. В любом документе по истории создания этой ОС написано, что нынче разработкой этой системы занимаются миллионы программистов по всему миру, что это самый большой в истории человечества коллективный проект. Linux стоит на большинстве серверов, управляющих работой Интернета, Linux используется для малого, среднего и крупного бизнеса, эта операционная система существует на множестве платформ: от суперкомпьютеров фирмы Cray до графических станций Silicon Graphics (на последних, кстати сказать, создавались и создаются спецэффекты для многих американских блокбастеров, например для "Парка Юрского периода", угадайте, под какой операционной системой?)
Линус Торвальдс стал "нечаянным революционером" в сфере компьютерных технологий. С его легкой подачи мир аккуратно перевернулся с ног на голову, а корпорации Microsoft пришлось кусать локти, ибо у них появился весьма и весьма серьезный конкурент.
Ты помнишь, как все начиналось?..
01 Вначале было слово, и слово было 2 байта, а больше ничего не было.
YuN
А началось все в ныне далеком 1964 году, когда фирмы MIT, General Electrics и Bell Labs начали совместные исследования в целях создания новой операционной системы (ОС). Название ее было очень длинным и неинтересным, поэтому всегда сокращалось: MULTICS. Как и свое название, проект был огромным, практически неуправляемым и был просто переполнен различного рода ошибками ("Мы создали монстра!" - кричали разработчики). Несмотря на первый блин, который всегда почему-то комом, проект дал толчок для того, чтобы однажды Кен Томпсон (один из программистов Bell Labs), Деннис Ритчи и Джосеф Осанна собрались за кружечкой пивка и решили: "А мы можем лучше!"
Шел 1969 год. Молодежь требовала секса, наркотиков и рок-н-рола, а Томпсон делал свою ОС. Первая ее версия была также далека от идеала, как Антарктида далека от Луны, но такое положение изменилось меньше чем за год. Новая ОС была переписана на тогда еще молодой язык Си, в результате она стала меньше, быстрее, стабильнее, то есть лучше. И стала называться "Unix".
А потом в истории ОС “Unix” настал переломный момент. В начале 70-х годов эта ОС была распределена в ВУЗы США, т.к. она была признана самой практичной, универсальной и удобной в использовании системой, а ее изучение вошло в обязательную программу информатики для университетов.
Вторым «китом», на котором зиждилась Unix, был тот факт, что уже к 1978 году ОС была оснащена мощными сетевыми возможностями. В связи с этим правительство США выбрало эту ОС для организации глобальной сети (ARPAnet) с высокой устойчивостью, чтобы в случае нанесения Советским Союзом ядерного удара по объектам Америки потерялся минимум информации (это придумал не я, а кто не верит, отправляю к [5], Часть 1, стр. 4 – прим. М.Г.)
В таком виде с некоторыми улучшениями она пришла к концу восьмидесятых годов. Но мое повествование на этом прервется на описание краткой биографии Линуса Торвальдса.
Linus Torvalds: рождение хакера.
У каждого маленького ребенка есть свои любимые игрушки. Он может играться с ними часами, получая от этого несказанное удовольствие. Такой игрушкой у Линуса в детстве был… дедушкин калькулятор. Маленький Торвальдс любил часами сидеть и высчитывать всякие синусы и косинусы. Ему не был даже важен результат этих бессмысленных вычислений, ему нравилось следить за процессом. Современные калькуляторы могут делать вычисления средней сложности за доли секунд. При этом даже не успеешь заметить, как – вот он! – результат. Но на старых калькуляторах было не так. Синусы вычислялись за десятки секунд, при этом калькулятор усиленно мигал своей лампочкой, как бы говоря: «Смотрите, как усердно я работаю!»
Линус Торвальдс был некрасивым ребенком. Большие передние зубы наводили мысль на бобра. Красовавшийся на его лице большой нос не прибавлял привлекательности. Линус носил очки, которые, по его мнению, отвлекали внимание от больших зубов и огромного носа. Добавить к этому дурацкую одежду – синие джинсы с синей водолазкой - и картина станет полной. Плюс отличные отметки по математике – и перед нами предстанет самый настоящий «ботаник».
Первая встреча с компьютером у Линуса произошла, когда ему было 11 лет. Это был Commodore VIC-20, на котором кроме Бейсика ничего не было. Именно программированием на этом языке и занимался дедушка Линуса – Лео Вальдемар Тернквист, профессор статистики Университета Хельсинки - для него коммодор стал мощной заменой калькулятора. Дедушка хотел привить юному Торвальдсу любовь к математике, поэтому сажал его к себе на колени и давал набирать математические программы. В это же время Линус стал читать компьютерные описания и набивать из них учебные программы.
Линус не отличался особой спортивностью и общительностью, а зима в Финляндии очень похожа на русскую, поэтому он проводил вечера за компьютером, пытаясь понять, как он работает. Вскоре юный хакер понял, что компьютер не понимает Бейсика, что компьютер понимает более примитивный язык – машинный код. Линус стал с компьютером как бы на «ты». Кроме Линуса, компьютеры в классе были еще у трех ребят. И только один пользовался им так же, как и Линус. Они встречались раз в неделю, иногда оставались ночевать друг у друга. Вот и все его общение на то время. Когда умер Лео Тернквист, его компьютер переехал жить к Линусу, это даже не обсуждалось.
Потом Линус закончил школу и поступил в университет Хельсинки. Он в то время еще не определился со специальностью, но, в конце концов, главным предметом он избрал компьютеры (удивительно!), а в дополнение взял математику и физику. Проучился он в университете 8 лет, это кроме того, что после первого года обучения Линус пошел в финскую армию на 11 месяцев.
Таким образом, Линус почти все свое детство провел за компьютером, почти не общаясь со своими сверстниками. Неудивительно, что именно этот человек изобретет самую удобную и мощную сетевую операционную систему… Но, обо всем по порядку.
Linux: рождение операционной системы.
После Commodore VIC-20, доставшегося от дедушки, Линус купил себе Sinclaire QL с операционной системой Q-DOS, которую знал как свои 5 пальцев. Эта ОС была многозадачной, простой, но не лишенной ошибок. Но у возвращению Линуса из армии, эта машина безнадежно устарела. К этому времени корпорация Intel выпустила свой знаменитый процессор 80386, который по возможностям был походим на процессор 68020 фирмы Motorola, но был дешевле.
В это время Линус записался на курсы по языку Си и операционной системе Unix, которые начинались осенью. Решив подготовиться к этим курсам, он приобрел книгу Эндрю Танненбаума «Проектирование и реализация операционных систем», из которой познакомился с концепциями Unix и операционной системой Minix, уменьшенную, «облегченную» версию Unix. Линус загорелся этой операционной системой и захотел купить себе компьютер, на который можно было бы установить Minix.
В этом же году на компьютер VAX, стоявший в университете Хельсинки установили операционную систему Unix (с чем и связан был набор на курсы). Со своего Sinclare Линус мог только выходить на университетскую машину, до тех пор пока не купит себе 386-ю машину.
2 января 1991 года после получения своих рождественских и «денрожденных» денег, Линус решается купить 386-ю машину. Это было связано с огромными финансовыми и временными затратами, потому что операционную систему Minix надо было заказывать, а приходила она только через месяц. И вот однажды в пятницу новая операционная система наконец-таки попала в руки Линуса. В этот же вечер она была установлена, а выходные были потрачены на ее изучение.
Многое в новой операционной системе Линусу не понравилось. Это не удивительно, ведь Minix изначально базировалась как учебная операционная система. Поэтому Линус занялся установкой заплаток на нее.
Однако, и этим дело не ограничилось. По мнению Линуса хуже всего был реализован эмулятор терминала – программы, которую Линус использовал для соединения с университетским компьютером. Линус решил написать свой собственный эмулятор терминала, но не опираясь на архитектуру операционной системы, а опираясь на архитектуру самого компьютера. Эта разработка позволила ему также изучить архитектуру нового процессора. Опуская технические подробности, его задумка удалась: терминальная программа загружалась с дискеты в защищенном режиме процессора, была псевдомногозадачной. В ней было реализовано два процесса (т.е. задачи): один принимал данные с клавиатуры и отправлял на модем, а другой принимал данные с модема и выводил на монитор, причем казалось, что оба процесса работают одновременно.
Некоторое время такое положение вещей устраивало Линуса, но природная страсть к решению проблем все-таки взяла свое. Линус захотел, чтобы его терминальная программа могла скачивать и закачивать файлы. Для этого нужен был драйвер дисковода и драйвер файловой системы. Сначала Линусу это показалось гиблым и сложным делом, но той весной делать было особо нечего, поэтому он все-таки решил написать эти драйвера. Сутки перестали существовать – для Линуса время разделялось на длительные сеансы программирования и кратковременные сеансы не программирования (сюда входили еда, сон, личная гигиена и пр.) В какой-то момент Линус понял, что в его терминальной программе столько функций, что она становится операционной системой. Это понимание пришло внезапно и твердо укоренилось в голове программиста. С сознанием пришли и приблизительные методы реализации – POSIX (грубо говоря, стандарты на операционные системы семейства Unix).
Тогда в сети появилось следующее сообщение:
From: torvalds@klaava.Helsinki.Fi (Linus Benedict Torvalds)
To: Newsgroup: comp.os.minix
Subject: Gcc-1.40 и вопрос о posix
Message-ID: <1991 Ju 13,100050. 9886@klaava.Helsinki.Fi>
Date: 3 Jul 91 10:00:50 GMT
Привет, сетяне!
Я сейчас делаю один проект (под minix) , и мне нужно
определение стандартов posix. Кто-нибудь знает, где
можно взять их последнюю версию, желательно в
электронном виде? Ftp-сайты годятся.
Стало понятно, что Линус пишет операционную систему (а иначе, зачем ему стандарты POSIX?) Это сообщение вызвало интерес у Ари Лемке, преподавателя Технического университета Хельсинки. Он предложил выделить на их ftp-сервере каталог, куда Линус выложит свою операционную систему, чтобы каждый при желании мог ее оттуда скачать. Но у Линуса еще не скоро появилось что-то, что он захочет показать.
Далее были долгие вечера, проведенные перед экраном монитора. Черные занавески на окнах не позволяли узнать Линусу что сейчас: день или ночь? Рабочий день или выходной? Линус был увлечен работой. Сначала сам он не видел продвижения: что-то писал, что-то компилировал, изучал документацию. Но такое положение вещей не могло устроить Линуса, поэтому он решил попробовать запустить хотя бы оболочку. В качестве оболочки он взял знаменитый bash, который распространялся в исходных кодах бесплатно. Прошло еще некоторое время, перед тем как оболочка запустилась надлежащим образом. Тогда Линус почувствовал, что дело сильно сдвинулось с мертвой точки.
Далее дело двигалось как по маслу. Линус был очень доволен и не чувствовал себя ущербным из-за того, что сидит сутками дома, не общаясь практически ни с кем. Про себя Линус называл готовящуюся операционную систему Linux, но для окончательной версии он придумал другое имя – Freax (от freaks – фанаты, и x на конце от Unix). Но в то время ему не нужно было название, потому что Линус не собирался ее никому показывать, ибо пока что, по его мнению, показывать было нечего.
Было 17 сентября 1991 года, когда на электронную почту десяти человек пришло письмо от Линуса Торвальдса, в котором говорилось, что операционная система, которая обсуждалась в конференции comp.os.minix была загружена на ftp-сервер технического института Хельсинки. Ари Лемке название Freax понравилось меньше, чем Linux, поэтому созданный каталог назывался pub/OS/Linux – Линус особо не сопротивлялся. Пока что это была малофункциональная, бесполезная бета-версия, пронумерованная по правилам нумерации программного обеспечения как 0.01. Линус выложил свою работу, чтобы доказать, что он действительно что-то делает, а не просто так использует интернет-траффик.
В начале октября была выпущена версия 0.02, а в ноябре – версия 0.03. Все это время Линусу приходили отзывы о новой операционной системе. О Linux отзывались хорошо даже те, кому она разрушила файловую систему жесткого диска.
Линус подумывал остановиться на этом, потому что он потерял интерес к задаче: основная работа была проделана, а ошибки он вылавливать не хотел. Но не было бы счастья, да несчастье помогло.
Линус все еще использовал Minix как основную среду разработки, а Linux загружал, чтобы читать конференции и почту на университетском компьютере с помощью программы эмуляции терминала. Но, поскольку университетская машина была постоянно занята, Линус написал программу автодозвона. И в декабре он по ошибке позвонил вместо модема на винчестер, из-за чего попортился раздел с Minix. Это был решающий момент: можно было переустановить Minix или принять вызов, заявив, что Linux может полностью ее заменить. Учитывая то, что Линус все еще получал лестные отзывы о Linux, он решил пойти по второму пути. Линус написал программы компиляции Linux в ней самой, и каждый раз, когда требовалась Minix, Линус просто добавлял нужную функцию в Linux. В конце ноября вышла новая версия 0.10, а неделей спустя 0.11. С этого момента системой стали полноценно пользоваться несколько человек, а в почтовый ящик Линуса падали заявки на новые функции.
В декабре Линусу написал один немец. Он пытался скомпилировать ядро, но не мог запустить компилятор, потому что последний требовал много памяти. Линус решил помочь и написал функцию страничной подкачки (это когда пространство памяти расширяется частью дискового пространства). 25 декабря функция была готова. В начале января Линус выпустил версию 0.12. Теперь Linux стали сравнивать не только с Minix, но и с Coherent – небольшой Unix системой компании Mark Williams (заметьте, профессиональных разработчиков!) Функции страничной подкачки не было в Minix, поэтому люди стали переходить от Minix к Linux, выводя вторую вперед. Именно в январе Linux стали пользоваться не ограниченный круг людей, которых знал Линус, но и люди совсем незнакомые. Линус шутки ради попросил присылать открытки. Тогда его семья увидела по количеству присланных открыток, что Линус, сидя часами за компьютером, делал что-то принципиально полезное – открытки приходили из самых дальних уголков мира.
Линус не захотел брать денег за свою операционную систему, потому что ему показалось несправедливым брать деньги с тех, кто может помочь в дальнейшей разработке Linux. Наверняка Линус бы совсем по-другому смотрел на бесплатное распространение своей программы, если бы не упертый дедушка-профессор и упертый отец-коммунист.
В авторских правах Линус указал, что можно свободно скачивать и модифицировать исходные коды Linux, но с одним условием: измененные варианты и все изменения должны так же распространяться свободно в исходных текстах. Однако, некоторые просили у Линуса разрешения брать хотя бы по несколько долларов за дискету с Linux, дабы покрыть расходы на саму дискету. Но это было бы нарушением авторских прав, поэтому Линус сказал, что Linux была и будет бесплатной.
Каждый день программисты из всех уголков мира присылали свои изменения. С тех пор огромный лагерь программистов работает на чистом энтузиазме над разработкой «лучшей операционной системы».
Само собой, у Linux тут же появились противники в лице Эндрю Танненбаума – автора системы Minix. Главными аргументами являлись то, что ядро Linux монолитное, когда в фаворе у профессиональных программистов – модульное (т.н. микроядро), и то, что Linux плохо переносима на другие платформы, т.к. изначально создавалась под 386-ю машину. В процессе разработки обе проблемы отпали сами собой. Сейчас ядро Linux можно скомпилировать как монолитное, так и модульное ядро. Linux также перенесена на многие платформы, хотя изначально она действительно зависела от аппаратного обеспечения.
Линус стал понимать, что его творение теперь не просто игрушка, каковой оно являлось в самом начале, но теперь это серьезный проект, который стали использовать в повседневной жизни множество людей. Линус стал ощущать ответственность перед своими почитателями.
Следующей вехой было внедрение в операционную систему графической системы X Window, разработанной в Массачусетском технологическом институте. В итоге это получилось. На радостях Линус вместо версии 0.13 выпустил 0.95, думая, что все почти готово. Но это был опрометчивый поступок, а версия 1.0 вышла только через 2 года. Все это время понадобилось, чтобы сделать качественную работу с сетью. Эта задача вызвала такую задержку, потому что разработчики вместе с ней были вынуждены решить проблему безопасности. Все эти два года версия Linux предельно стремилась к 1.0. В номер версии стали входить т.н. patchlevels (уровни заплаток), так продолжалось вплоть до версии 0.99.plZ.
В 1993 году конференция comp.os.linux почти догнала по популярности alt.sex, чему Линус был безмерно рад.
В марте 1994-го Linux 1.0 была представлена в аудитории университета Хельсинки. Это уже была полноценная и законченная операционная система с поддержкой сети и графической оболочки X Windows. Презентация новой операционной системы была показана по финскому телевидению. После этого события многие заинтересовались ново операционной системой. В дом к Линусу постоянно приходили журналисты, с ним охотно говорили люди с толстыми кошельками. Но все что происходило позже останется за пределами моего исследования, ибо, по моему мнению, тема реферата уже раскрыта достаточно.
Заключение. Выводы.
Мы проследили основные вехи разработки операционной системы Linux. Результаты видны сегодня: Linux опять набирает обороты (после проигрыша маркетинговой политике Microsoft) уже среди неопытных пользователей. Linux из сугубо серверного решения становится операционной системой для домашнего пользователя, вместе с тем она не теряет своей изначальной гибкости, обретая простоту настройки и эксплуатации. Самый главный козырь Linux – ее условная бесплатность (грубо говоря, платим только за диск). Вообще говоря, у пользователя Linux всегда есть широкий выбор, начинающийся с выбора варианта самой Linux.
Но мое мнение таково, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать.
Список использованных документов.
[1] Linus Torvalds and David Diamond. «Just for fun. The history of an accidental revoulutionary.»
[2] YuN "Библия программиста"
[3] AltLinux "Руководство пользователя"
[4] Материалы эхоконференции su.humor
[5] Билл Вагнер "Unix: the complete idiot´s guide"
[6] Журнал "Хакер" №09(69) сентябрь 2004
[7] Журнал "Computerworld Россия" №31(480) 30.08.2005
|
