贝尔实验室操作系统

2025年4月4日 | 阅读 4 分钟

贝尔电话实验室,又称贝尔实验室,是计算机史上最具影响力的研究和开发组织之一。在 20 世纪,它在开发新技术方面发挥了领导作用,这些技术在塑造现代计算的子集方面具有重要影响力。在其取得的巨大成就中,最值得注意的是 UNIX,它对所有形式的计算和日常技术都产生了重大影响。

贝尔实验室的起源

贝尔实验室成立于 1925 年,是美国电话电报公司 (AT&T) 的一部分。最初旨在开发用于支持美国情报的科学和技术,其范围迅速扩大,超越了电信领域,通过大量的基础研究,不仅包括物理学和计算,还包括医学和其他科学。贝尔实验室成立于 1925 年,是一个顶级的研究团队,多年来赢得了无数诺贝尔奖,并开创了包括晶体管(1947 年)在内的多项技术。

该公司以开发创新硬件而闻名,但在软件和操作系统改进方面也处于领先地位。贝尔实验室对操作系统最重要的贡献之一是 1960 年代末出现的 UNIX。

UNIX 的创建

在 1960 年代,贝尔实验室与麻省理工学院和通用电气公司合作,开发了一个名为“Multics”(多路复用信息和计算服务)的广泛项目,这是一个为大型机用户设计的分时操作系统,允许数十人使用简单的终端登录。Multics 因其复杂性和劳动密集型管理而失败。

当贝尔实验室退出 Multics 项目时,这留下了两名研究员 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 来思考如何开发一个更精简的操作系统。他们从 1969 年开始设计 UNIX,这是一个基于 Multics 吸取的经验教训,但更简单、更模块化的新操作系统。

UNIX 的主要特点

  1. 可移植性:可移植性是 UNIX 的主要特点之一。对于其他操作系统,存在一个问题,大多数是用汇编语言编写的,因此很难移植到不同的硬件上。另一方面,UNIX 主要用 C 语言(一种高级编程语言)编写,这使得 UNIX 更易于移植。
  2. 模块化:“Unix 哲学”是编写小而专注的程序,它们只做一件事并做好。这些小程序可以组合在一起执行复杂的工作,这也使得系统非常灵活和强大。
  3. Shell 和命令行界面:UNIX 提供了强大的 shell 和全套命令行工具,以提供广泛的系统交互性和脚本功能。

UNIX 的崛起

UNIX 迅速流行起来,尤其是在学术和研究机构。它的可移植性使其适用于教育目的,因为它很快在大学中传播开来。加州大学伯克利分校将成为 UNIX 重要开发的来源,并将产生 Berkeley Software Distribution (BSD) 版本的 UNIX,其中包含许多后来系统闻名的功能和工具。

随着 UNIX 扩展到学术界之外并进入企业界,尤其是在仍然是一个新兴领域的网络领域。UNIX 设计的模块化和多用户特性使其自然地适应了早期计算机网络(如互联网)中日益增长的应用。

贝尔实验室对操作系统的其他贡献

虽然 UNIX 是贝尔实验室最著名的操作系统,但该组织也为其他重要的操作系统创新做出了贡献

  • Plan 9:Plan 9 并非旨在取代 UNIX,而是作为另一个基于 UNIX 理念的研究工具,由贝尔实验室在 1980 年代和 90 年代初开发。Plan 9 是贝尔实验室开发的一种分布式操作系统,旨在将网络构建成一个单一实体。
  • Inferno:在 1990 年代中期,贝尔实验室发布了 Inferno,吸取了 UNIX 和 Plan 9 的经验教训。Inferno 最初是为了构建分布式系统而创建的,它使得开发可以在从 PC 到嵌入式设备等多种不同硬件平台上运行的应用程序变得容易。

贝尔实验室操作系统的遗产

最著名的是,UNIX 是贝尔实验室的一项创新。它此后对现代操作系统的设计产生了深远的影响。例如,Linux 被 90% 以上的网络服务器和嵌入式系统使用,以及 macOS(苹果电脑的操作系统)。此外,许多核心设计原则也被沿用到其他操作系统中,通过融入 UNIX 文件系统、进程管理和命令行工具等思想来影响它们。

即使是微软的 Windows 操作系统,虽然与 UNIX 没有直接关系,但随着时间的推移也吸收了它的思想,特别是在网络和安全等领域。

结论

围绕 UNIX 的贝尔实验室操作系统故事实际上是一个关于老式创新、合作和持续影响力的故事。UNIX 以重要的方式影响了计算世界,这种影响力至今仍然存在,从我们今天仍在设备上使用的操作系统范式就可以看出。UNIX 和其他与操作系统相关的开发,是结合研究和创造力所能实现的持久证明。