shell學習筆記_1_UNIX簡史
时间：2010-08-16 来源：chenliangmoran
UNIX最初是由貝爾電話實驗室（Bell Telephone Laboratories）的計算機科學研
究中心（Computing Sciences Research Center）開發的。第一版誕生于1970年--也
就是在貝爾實驗室（Bell Labs）推出Multics項目不久。在UNIX廣受歡迎的功能中，有
許多便是來自Multics操作系統。其中最著名的有：將設備視為文件，以及特意不將命
令解釋器（command interpreter）或Shell整合到操作系統中。更完整的歷史信息可在
http://www.bell-labs.com/history/unix找到。
由于UNIX是在面向研究的環境下開發的，因而沒有必須生產或者銷售成本的盈利壓力。 這使其具有下列優勢：
× 系統由用戶自行開發。他們使用這套系統來解決每天所遇到的計算問題。
× 研究人員可以不受拘束地進行試驗，必要時也可任意變換程序。由于用戶群不大， 若程序有必要整個重寫，多半也不會太難。由于用戶即為開發人員，發現問題時便 能隨即修正，有地方需要加強時，也可以馬上就做。 UNIX已歷經數個版本，各個版本以字母V加上數字作為簡稱，如V6、V7,等等。 （正式名稱則是遵循發行的使用手冊的修訂次數編號來命名，例如Frist Edition、 Second Edition，等等。這兩種名稱的對應其實很直接：V6=Sixth Edition、V7= Seventh Edition。和大多數有經驗的UNIX程序員一樣，這兩種命名方式我們都會 用到）。影響最深遠的UNIX系統是1979年發行的第7版（Seventh Edition），但 是在最初的幾年，它僅用于學術教育機構領域。值得一提的是：第7版的系統同 時提出了 awk 與 Bourne Shell，這兩者是POSIX Shell的基礎，同時，第一本討 論UNIX的書也在此誕生。
× 貝爾實驗室的研究人員都是計算機科學家。他們所設計的系統不單單是自己使用， 還要分享給同事--這些人一樣也是計算機科學家。因此，衍生出“務實（no nonsense）”的設計模式：程序會執行你所賦予的任務，但不會跟你說話，也不會問 一堆“你確定嗎？”之類的問題。
× 除了精益求精，在設計與問題解決上，他們也不斷地追求“優雅“（elegance）。關 于“優雅”有一個切貼的定義：簡單就是力量（power cloaked in simplicity）。 貝爾實驗室自由的環境，所早就的不僅是一個可用的系統，也是一個優雅的系統。
當然，自由同樣也帶來了一些缺點。當UNIX流傳至開發環境以外的地方，這些問題也 逐一浮現：
× 工具程序之間存在許多不一致的地方。例如，同樣的選項字母，在不同的程序之間有 完全不一樣的定義；或是相同的工作卻需要指定不同的選項字母。此外，正則表達 式的語法在不同程序之間用法類似，卻又不完全一樣，易產生混淆--這種情況 其實可以避免。（直至正則表達式的重要性受到認可，其模式匹配機制才得以收錄 在標准程序庫中。）
× 諸多工具程序具有缺陷，例如輸入行（input lines）的長度，或是可打開的文件個 數，等等。（現行的系統多半已經修正這些缺陷。）
× 有時程序并未經過徹底測試，這使得它們在執行的時候一不小心就會遭到破壞，這 可能會導致核心轉儲（core dumps），令用戶不知所措。幸好，現行的UNIX 系統極少會面臨這樣的問題。
× 系統的文檔盡管大致上內容完備，但通常極為簡單。使得用戶在學習時很難找到所 需要的信息。
最初的UNIX機器（Digital Equipment Corporation PDP-11s）不能運行大型程序。要 完成復雜的工作，得先將它分割成更小的工作，再用程序來完成這些更小的工作。某些 常見的工作（從數據行中提取某些字段、替換文本，等等）也常見與許多大型項目，最 後就成了標准工具。人們認為這種自然而然的結果是件好事：由于缺乏大型的解決空間， 因而產生了更小、更簡單、更專用的程序。
許多人在UNIX的使用上采用半獨立的工作方式，重復套用彼此間的程序。由于版本之 間的差异，而且不需要標准化，導致許多日常工具程序的發展日漸分歧。舉例來說，grep 在某系統裏使用-i來表示“查找時乎略大小寫”，但在另一個系統中，卻使用-y來代 表同樣的事！無獨有偶，這種怪事也發生在許多工具程序上。還有，一些常用的小程序 可能會取相同的名字，針對某個UNIX版本所編寫的Shell程序，不經修改可能無法在 另一個版本上執行。
最後，對日常標准工具組與選項的需求終于明朗化，POSIX標准即為最後的結果。現行 標准IEEE Std. 1003.1-2004包含了C的庫層級的主題，還有Shell語言與系統工具機槍 選項。
好消息是，在這些標准上所做的努力有了回報。現在的商用UNIX系統，以及可免費使 用的同類型產品，例如GNU/Linux 與BSD衍生系統，都兼容POSIX。這樣一來，學習 UNIX變得更容易，編寫可移植的Shell腳本也成為可能。
值得注意的是：POSIX并非UNIX標准化的唯一成果，POSIX之外仍有其他標准。例 如，歐洲計算機制造商協會自行發起了一套名為X/Open的標准。其中最受歡迎的是1988 年首度出現的XPG4（X/Open Portability Guide, Fourth Edition）.另外還有XPG5,其 更廣為人知的名稱為UNIX98標准，或Single UNIX Specification.XPG5很大程度上 把POSIX納入為一個子集，同樣深具影響力。
XPG標准在措詞上可能不後嚴謹，但其內容卻較為廣泛。其目標是將現存于UNIX系統 上實際用到的各種功能正式生成文檔。（POSIX的目的在于建立一套正式的標准，讓從 頭開始的實踐者有指導方針可以套用--即便是在非UNIX的平台上。因此，許多 UNIX系統上常見的功能，一開始就排除在POSIX標准之外）。2001 POSIX標准由于納 入了X/Open System Interface Extension(XSI)而有了雙重身份，也叫做XPG6,這 是它首度正式擴張POSIX版圖。此文檔的特色在于：讓系統不只兼容POSIX，也兼容 于XSI。所以，當你在編寫工具或應用程序時，必須參考的正式文件只有一份（就叫做 Single UNIX Standard）。
由于UNIX是在面向研究的環境下開發的，因而沒有必須生產或者銷售成本的盈利壓力。 這使其具有下列優勢：
× 系統由用戶自行開發。他們使用這套系統來解決每天所遇到的計算問題。
× 研究人員可以不受拘束地進行試驗，必要時也可任意變換程序。由于用戶群不大， 若程序有必要整個重寫，多半也不會太難。由于用戶即為開發人員，發現問題時便 能隨即修正，有地方需要加強時，也可以馬上就做。 UNIX已歷經數個版本，各個版本以字母V加上數字作為簡稱，如V6、V7,等等。 （正式名稱則是遵循發行的使用手冊的修訂次數編號來命名，例如Frist Edition、 Second Edition，等等。這兩種名稱的對應其實很直接：V6=Sixth Edition、V7= Seventh Edition。和大多數有經驗的UNIX程序員一樣，這兩種命名方式我們都會 用到）。影響最深遠的UNIX系統是1979年發行的第7版（Seventh Edition），但 是在最初的幾年，它僅用于學術教育機構領域。值得一提的是：第7版的系統同 時提出了 awk 與 Bourne Shell，這兩者是POSIX Shell的基礎，同時，第一本討 論UNIX的書也在此誕生。
× 貝爾實驗室的研究人員都是計算機科學家。他們所設計的系統不單單是自己使用， 還要分享給同事--這些人一樣也是計算機科學家。因此，衍生出“務實（no nonsense）”的設計模式：程序會執行你所賦予的任務，但不會跟你說話，也不會問 一堆“你確定嗎？”之類的問題。
× 除了精益求精，在設計與問題解決上，他們也不斷地追求“優雅“（elegance）。關 于“優雅”有一個切貼的定義：簡單就是力量（power cloaked in simplicity）。 貝爾實驗室自由的環境，所早就的不僅是一個可用的系統，也是一個優雅的系統。
當然，自由同樣也帶來了一些缺點。當UNIX流傳至開發環境以外的地方，這些問題也 逐一浮現：
× 工具程序之間存在許多不一致的地方。例如，同樣的選項字母，在不同的程序之間有 完全不一樣的定義；或是相同的工作卻需要指定不同的選項字母。此外，正則表達 式的語法在不同程序之間用法類似，卻又不完全一樣，易產生混淆--這種情況 其實可以避免。（直至正則表達式的重要性受到認可，其模式匹配機制才得以收錄 在標准程序庫中。）
× 諸多工具程序具有缺陷，例如輸入行（input lines）的長度，或是可打開的文件個 數，等等。（現行的系統多半已經修正這些缺陷。）
× 有時程序并未經過徹底測試，這使得它們在執行的時候一不小心就會遭到破壞，這 可能會導致核心轉儲（core dumps），令用戶不知所措。幸好，現行的UNIX 系統極少會面臨這樣的問題。
× 系統的文檔盡管大致上內容完備，但通常極為簡單。使得用戶在學習時很難找到所 需要的信息。
最初的UNIX機器（Digital Equipment Corporation PDP-11s）不能運行大型程序。要 完成復雜的工作，得先將它分割成更小的工作，再用程序來完成這些更小的工作。某些 常見的工作（從數據行中提取某些字段、替換文本，等等）也常見與許多大型項目，最 後就成了標准工具。人們認為這種自然而然的結果是件好事：由于缺乏大型的解決空間， 因而產生了更小、更簡單、更專用的程序。
許多人在UNIX的使用上采用半獨立的工作方式，重復套用彼此間的程序。由于版本之 間的差异，而且不需要標准化，導致許多日常工具程序的發展日漸分歧。舉例來說，grep 在某系統裏使用-i來表示“查找時乎略大小寫”，但在另一個系統中，卻使用-y來代 表同樣的事！無獨有偶，這種怪事也發生在許多工具程序上。還有，一些常用的小程序 可能會取相同的名字，針對某個UNIX版本所編寫的Shell程序，不經修改可能無法在 另一個版本上執行。
最後，對日常標准工具組與選項的需求終于明朗化，POSIX標准即為最後的結果。現行 標准IEEE Std. 1003.1-2004包含了C的庫層級的主題，還有Shell語言與系統工具機槍 選項。
好消息是，在這些標准上所做的努力有了回報。現在的商用UNIX系統，以及可免費使 用的同類型產品，例如GNU/Linux 與BSD衍生系統，都兼容POSIX。這樣一來，學習 UNIX變得更容易，編寫可移植的Shell腳本也成為可能。
值得注意的是：POSIX并非UNIX標准化的唯一成果，POSIX之外仍有其他標准。例 如，歐洲計算機制造商協會自行發起了一套名為X/Open的標准。其中最受歡迎的是1988 年首度出現的XPG4（X/Open Portability Guide, Fourth Edition）.另外還有XPG5,其 更廣為人知的名稱為UNIX98標准，或Single UNIX Specification.XPG5很大程度上 把POSIX納入為一個子集，同樣深具影響力。
XPG標准在措詞上可能不後嚴謹，但其內容卻較為廣泛。其目標是將現存于UNIX系統 上實際用到的各種功能正式生成文檔。（POSIX的目的在于建立一套正式的標准，讓從 頭開始的實踐者有指導方針可以套用--即便是在非UNIX的平台上。因此，許多 UNIX系統上常見的功能，一開始就排除在POSIX標准之外）。2001 POSIX標准由于納 入了X/Open System Interface Extension(XSI)而有了雙重身份，也叫做XPG6,這 是它首度正式擴張POSIX版圖。此文檔的特色在于：讓系統不只兼容POSIX，也兼容 于XSI。所以，當你在編寫工具或應用程序時，必須參考的正式文件只有一份（就叫做 Single UNIX Standard）。
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