Unix和Linux简史及标准化

文章目录

• UNIX
• • UNIX简史
  • • UNIX系统的诞生
    • UNIX系统的普及
    • UNIX的两个重要分支BSD与System V
    • • BSD
      • System V
  • ANSI标准C语言
  • • 标准化需求
    • ANSI标准的诞生
    • 标准做了哪些事情
    • • 对它的称呼
      • 版本的更新迭代
  • POSIX标准与SUS 规范
  • • `IEEE`的`POSIX`标准
    • `X/Open`公司和`The Open Group`
    • SUSv3和POSIX.1-2001
• Linux
• • GNU项目
  • Linux内核的诞生
  • Linux下是如何实现POSIX标准的
  • • 内核实现：
    • C标准库（如glibc）
    • Shell和工具：
  • POSIX标准手册页

执行如下命令：

- `man 2 open | sed -n '/CONFORMING TO/,/^$/p'` - `<font style="color:rgb(0, 0, 0);">man 2 open</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">：获取`open`函数的系统调用手册页</font> - `<font style="color:rgb(0, 0, 0);">sed -n '/CONFORMING TO/,/^$/p'</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">：</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">sed</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">是一个流编辑器，</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">-n</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">选项表示只输出我们指定的内容。</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">/CONFORMING TO/,/^$/</font>`<font style="color:rgb(0, 0, 0);">是一个地址范围，表示从包含 “CONFORMING TO” 的行开始，到下一个空行结束。`p`表示打印符合条件的行。</font>

• 运行上述命令后，将直接看到open函数CONFORMING TO字段的相关内容：
  • SVr4, 4.3BSD, POSIX.1-2001, POSIX.1-2008.

UNIX

UNIX简史

UNIX系统的诞生

• 1969年，Ken Thompson(肯·汤普森)在bell实验室开发出了首个UNIX
• 1972年，Dennis Ritchie(丹尼斯·里奇)设计实现了C编程语言
• 1973年，C语言重写了UNIX内核

UNIX系统的普及

• 1973年，AT&T(贝尔实验室所属的公司)开始向高校发放Unix许可，只收取象征性的费用
• 1977年，UNIX已经在约 500 个站点中运行，其中包括了全美及其他国家的 125 所大学

UNIX的两个重要分支BSD与System V

BSD

• 加州大学伯克利分校是最活跃的许可获得者之一
• 加州大学伯克利分校的一些研究生对系统做出了重大贡献
• 演化出伯克利软件发行版（Berkeley Software Distribution，BSD）

System V

• 20 世纪 70 年代中期开始美国政府依照反托拉斯法案强制对AT&T进行拆分
• 独立后的新AT&T公司开始销售UNIX
• AT&T所属的UNIX支撑团队（UNIX Support Group，USG）于1982年发布了System III、1983年发布了System V

ANSI标准C语言

标准化需求

• 20世纪80年代末，层出不穷的UNIX实现：
  • 有些UNIX实现基于BSD，而另一些则基于System V
  • 有些UNIX实现对两大“流派”“兼容并蓄”
  • 每个厂商都在自己的UNIX实现中添加了额外特性
• 标准化的理由
  • 将软件及技术人员在不同UNIX实现间转移就变得异常困难

ANSI标准的诞生

• ANSI（美国国家标准委员会）C语言标准（X3.159-1989）最终于1989年获批
• 于1990年被ISO（国际标准化组织）所采纳（ISO/IEC 9899:1990）

标准做了哪些事情

• 这份标准定义了C语言语法和语义
• 对标准 C 语言库操作进行了描述

对它的称呼

• 通常将 C 语言的这一版本称为**C89**
• 不太常见的称呼ISO C90
• The C Programming Language第2版（1988）对其有完整描述

版本的更新迭代

• 1999 年，ISO 又正式批准了对 C 语言标准的修订版，这就是C99
• 目前最新的C标准是C17
• 这份标准定义了C语言语法和语义
• 对标准 C 语言库操作进行了描述

POSIX标准与SUS 规范

IEEE的POSIX标准

1. POSIX缩写的含义

• 可移植操作系统 Portable Operating System Interface 的缩写

2. 制定者

• IEEE（电器及电子工程师协会）
• 确切地说是其下属的可移植应用标准委员会（PASC, http://www.pasc.org/）赞助下所开发的一系列标准。

3. **POSIX**的目标

• 提升应用程序在源码级别的可移植性。

X/Open公司和The Open Group

1. 什么是X/Open?

• UNIX商标权的持有者
• X/Open公司是由多家国际计算机厂商所组成的联盟
• 致力于采纳和改进现有标准，以制定出一套全面而又一致的开放系统标准

2. 什么是SUS?

• X/Open将XPG4版本2（是一套基于POSIX标准的可移植性指导丛书）“重新包装”为SUS（Single UNIX Specification）规范
• 1997年，发布了SUSv2
• 人们将经过SUSv2规范认证的 UNIX 实现称为UNIX 98（该规范也被称之为XPG5）

SUSv3和POSIX.1-2001

1. CSRG（奥斯丁公共标准修订工作组）工作组的成立

• 目的：修订并加强POSIX标准和SUS规范
• 1999年，IEEE、Open集团以及ISO/IEC 联合技术委员会共同成立了奥斯丁公共标准修订工作组
• CSRG官网：http://www.opengroup.org/austin/
• 名称的由来：该工作组的首次会议于1998年9月在德州奥斯丁召开

2. POSIX.1-2001

• 时间：2001年12月
• 事件：正式批准了POSIX 1003.1-2001，有时简称为POSIX.1-2001
• 影响：
  • POSIX 1003.1-2001取代了SUSv2、POSIX.1、POSIX.2以及大批的早期POSIX标准。
  • 人们也将该标准称为Single Unix Specification版本3，（SUSv3）
  • 最新版本为SUSv4
  • 官网地址：The UNIX System

Linux

GNU项目

• 20 世纪 80 年代末至 90 年代初，计算机操作系统市场主要被商业软件占据，如 DOS、Windows 以及 Unix 的各种版本，这些系统价格昂贵且源代码不开放。
• 理查德・斯托曼（Richard Stallman）在麻省理工学院（MIT）创立的 GNU 计划，致力于创建一个完全自由的类 Unix 操作系统，但一直缺少操作系统内核。
• GNU项目的成果：
  • 制定了GNU GPL（通用公共许可协议）
  • GNU编译器
  • bash shell
  • glibc（GNU C语言库）

Linux内核的诞生

• 1991 年，芬兰赫尔辛基大学的学生林纳斯・托瓦兹（Linus Torvalds）开始在一台 386sx 兼容微机上学习 Minix 操作系统。由于对 Minix 系统的性能不太满意，他决定自己开发一个新的操作系统内核。
• 1991 年 10 月 5 日，Linus 在 comp.os.minix 新闻组上发布帖子，宣布正在开发一个新的操作系统内核，最初取名 “Freax”，后来被命名为 Linux（Linus 和 Unix 的组合），并开放了源代码，邀请全球程序员参与开发。
• Linux另一个很少提及的名字：GNU/Linux
• Linux与其它UNIX的关系：

Linux下是如何实现POSIX标准的

内核实现：

• Linux内核提供了大量系统调用，这些调用直接对应POSIX标准中定义的接口

C标准库（如glibc）

• GLIBC（GNU C Library）实现了POSIX标准中的API

Shell和工具：

• Linux的Shell（如Bash）设计符合POSIX标准
• 系统工具如ls、grep、awk等都遵循POSIX标准

POSIX标准手册页

sudoaptupdate;sudoaptinstallmanpages-posix-dev -y;