Unix
UNIX（常寫作 Unix）是一類通用的分時、多用戶、多任務作業系統及其技術體系，其核心特徵在於通過統一的文件、進程和文本流接口組織系統資源，強調「小工具組合」與模塊化設計。Unix 最初由美國 AT&T 貝爾實驗室的肯·湯普森（Ken Thompson）、丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）等研究人員於 1969 年前後開發，其設計思想深刻影響了後續幾乎所有現代作業系統。<ref name="Ritchie1974">Ritchie, D. M., & Thompson, K. (1974). The UNIX Time-Sharing System. Communications of the ACM, 17(7), 365-375.</ref> 20 世紀 70 年代初，Unix 內核及實用工具被用 C 語言重寫，顯著提升了系統在不同硬體平台間的可移植性，這一實踐也反過來促進了 C 語言的普及。隨著 Unix 在學術界和工業界的廣泛傳播，其衍生出多個分支（如 BSD 和 System V），並催生了 POSIX 和單一 UNIX 規範（SUS）等標準化工作。在商標意義上，「UNIX」是 The Open Group 持有的註冊商標，只有完全符合單一 UNIX 規範並通過認證的系統方可使用該名稱。[1]
| 中文名 | Unix |
|---|---|
| 外文名 | Unix / UNIX |
| 類型 | 通用作業系統（分時、多用戶、多任務） |
| 起源 | AT&T 貝爾實驗室（1969 年前後形成原型） |
| 核心思想 | 小工具組合、文本流處理、統一接口與可移植性 |
| 相關標準 | POSIX（IEEE 1003.1）、單一 UNIX 規範（SUS） |
| 主要分支 | Research Unix、BSD、System V 及其商業衍生（AIX、Solaris 等） |
| 商標與認證 | UNIX 為 The Open Group 註冊商標；僅認證系統可使用 UNIX 標識 |
Unix 的起源可追溯至 1965 年啟動的 Multics（MULTiplexed Information and Computing Service）項目，該項目由貝爾實驗室、通用電氣公司和麻省理工學院聯合開展，旨在構建一個大規模交互式分時作業系統。由於項目目標過於複雜且進展緩慢，AT&T 於 1969 年決定退出。此後，貝爾實驗室的肯·湯普森、丹尼斯·里奇等研究人員利用一台閒置的 PDP-7 計算機，基於之前 Multics 的經驗，開發了一個更為簡潔的新型作業系統。該系統最初被戲稱為 UNICS（UNiplexed Information and Computing Service），後演變為 UNIX。[2] 1971 年，Unix 首次在實際生產環境中部署，用於貝爾實驗室專利部門的文字處理工作。
1972 至 1973 年間，丹尼斯·里奇設計了 C 語言，並與肯·湯普森一同將 Unix 內核及其大部分工具用 C 語言重寫。這一決定使 Unix 擺脫了與特定彙編語言的綁定，只需修改少量與機器相關的代碼即可移植到其他計算機架構，這是作業系統可移植性實踐的重要里程碑。[3] 1973 年，里奇和湯普森在作業系統原理（SOSP）研討會上發表了關於 Unix 的論文，標誌著該系統首次公開亮相。隨後，AT&T 以許可證方式向教育機構和企業提供 Unix 源碼，第六版（V6）於 1975 年起以約 20,000 美元的價格授權給商業用戶。
1977 年，加州大學伯克利分校的研究生比爾·喬伊（Bill Joy）基於貝爾實驗室的 V6 版本發布了 1BSD（Berkeley Software Distribution），其中包含增強的工具和 Pascal 編譯器。伯克利分校隨後持續開發 BSD，加入了 vi 編輯器、C shell 以及 TCP/IP 網絡協議棧等創新特性，使 BSD 成為 Unix 最重要的分支之一。[2] 與此同時，AT&T 於 1983 年發布了 System V，這是一個面向商業應用的官方發行版，其後續版本（特別是 SVR4，1989 年發布）融合了 System V 和 BSD 的諸多優點，成為 IBM AIX、HP-UX、Oracle Solaris 等商業 Unix 系統的基礎。
Unix 的設計哲學強調「小即是美」，鼓勵開發功能單一的專用工具，並通過標準接口（如管道 pipe）將這些工具串聯以完成複雜任務。道格拉斯·麥克羅伊（M. Douglas McIlroy）曾總結：「期望每個程序的輸出成為另一個尚未確定的程序的輸入。」[4] 這種基於文本流的組合方式極大提升了系統的靈活性與可擴展性。
Unix 將幾乎所有系統資源——包括普通文件、目錄、設備、進程間通信通道等——統一抽象為「文件」，這些對象通過文件系統層次結構進行訪問，並使用相同的 open、read、write 等系統調用進行操作。[3] 這一抽象簡化了程序與內核的交互，使得設備管理和進程通信能夠復用同一套接口邏輯。
Unix 系統採用內核-系統調用-應用的分層架構。內核負責進程調度、內存管理、文件系統及設備驅動；系統調用接口供用戶態程序訪問內核功能；最外層是命令解釋器（shell）與各類實用工具（如 grep、awk、sed 等）。這種分層設計保證了內核的穩定性和上層軟體的相對獨立性。
Research Unix 是貝爾實驗室內部持續開發的原始版本系列，其中第七版（V7，1979 年）是傳播最廣、影響最深遠的版本，許多後來的商業 Unix 和類 Unix 系統都從中汲取了核心設計。
BSD 源自伯克利分校的增強版，其貢獻包括 TCP/IP 協議棧（奠定了網際網路基礎）、虛擬內存管理、以及改進的文件系統（FFS）。BSD 直接衍生出 FreeBSD、NetBSD、OpenBSD 以及蘋果公司的 Darwin（macOS 和 iOS 的核心）等現代作業系統。[2]
System V 是 AT&T 的商業化主幹，其 SVR4 版本融合了 BSD 特性，成為業界主流商業 Unix 的共同基礎。System V 的許可證模式推動了 Unix 的商業化，但也引發了與 BSD 之間的長期競爭。
隨著 Unix 變體的增多，不同系統間的接口差異導致應用程式移植困難。為此，IEEE 於 1988 年發布 1003.1 標準，即 POSIX（Portable Operating System Interface for uniX），定義了系統調用、Shell 及常用工具的行為規範，以實現原始碼級別的可移植性。[5] POSIX 後續被國際標準化組織採納，並持續更新。
1990 年代初，主要 Unix 廠商聯合制定了通用 API 規範（Spec 1170），後交由 The Open Group 維護，於 1997 年發布單一 UNIX 規範（SUS）第 2 版。該規範以 POSIX 為核心並加以擴展，由奧斯汀小組（Austin Group）負責持續開發。最新版本為 SUS 第 5 版（2024 年），其內容與 POSIX.1-2024 保持同步。[1]
Unix 的設計理念與實現方式深刻影響了現代計算環境。Linux 內核直接採用 Unix 的系統調用與編程模型，macOS、iOS、Android 等主流系統均基於 Unix 或類 Unix 內核構建。絕大多數網際網路伺服器運行類 Unix 系統，其穩定性和安全性被廣泛驗證。此外，「小工具組合」與「文本流接口」的設計哲學對軟體工程、命令行工具鏈乃至開發文化（如 DevOps）均產生了持久影響。
「UNIX」是 The Open Group 在全球範圍內持有的註冊商標。該組織通過嚴格的認證測試，對符合單一 UNIX 規範的系統授予使用權。未通過認證的類似系統通常被稱為「類 Unix」（Unix-like）。目前，macOS、AIX、Solaris 等系統已獲得官方認證。[1]
- ↑ 1.0 1.1 1.2 The Open Group. UNIX Certification. https://www.opengroup.org/certification
- ↑ 2.0 2.1 2.2 Salus, P. H. (1994). A Quarter Century of UNIX. Addison-Wesley.
- ↑ 3.0 3.1 引用錯誤：無效的
<ref>標籤，未定義名稱為Ritchie1974的參考文獻內容文字。 - ↑ McIlroy, M. D. (1987). A Research Unix reader: annotated excerpts from the Programmer's Manual, 1971-1986. AT&T Bell Laboratories.
- ↑ IEEE Std 1003.1-2024 (also ISO/IEC 9945). IEEE Computer Society.