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30 十一月 2009
02 十二月 2009

Unix傳奇(下篇)

Unix與駭客文化

駭客的文化和Unix的商業化存在著必然的聯繫。自從Unix出現,駭客文化就與之而來。

1993初,一個悲觀的觀察家撰文指出,已經有理由認為Unix的傳奇故事連同他帶有駭客文明將一同破產。許多人預測,從那時起Unix將在六月內死亡。他們很清楚,十年的Unix商業化,使自由跨平台的Unix夢以失敗告終。Unix允諾的跨平台可移植性,在一打大公司專有的Unix版本之間不停地鬥嘴中丟失,一個完美的操作系統最終淪為多種版本的一團亂麻,這應該說是人類文明史上的一個重大悲劇。

在專有軟件社會中,只有像微軟一樣的"集權制,大教堂"生產方式才能成功。那個時代的人悲觀地相信,技術世界的個人英雄主義時代已經結束,軟件工業和發展中的互聯網絡將逐漸地由像微軟一樣的巨型企業支配,再也沒有"佐羅",世界是愷撒大帝的世界,計算機文明將進入黑暗的帝國時代。駭客已經死了,自由不付存在。

自從Unix出現以來,第一代的Unix駭客似乎垂垂老矣,衣食不飽( Berkeley計算機科學研究組在1994丟失了自己基金)。這是一個抑壓的時代。專有的商業Unix的結果證明那麼沉重、那麼盲目、那麼不適當,以致微軟能夠用那次等技術的Windows搶走他們生存的空間,拿走他們的乾糧。駭客世界的殘餘力量被逼到了世界上的角落裡,苟延殘喘。

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就在駭客文化日漸衰落之時,美國新聞週刊的資深記者Steven Levy完成了著名的《駭客列傳》一書,書中著力介紹了一個人物:Richard M. Stallman的故事,他是麻省理工學院(MIT)人工智能實驗室領袖人物,堅決反對實驗室的研究成果商業化。他是商業軟件社會中堅強的一員,決不隨波逐流,建立了全新的駭客文化。

Richard M. Stallman(他的登陸名RMS更為人熟知)早在1970年代晚期就已經證明他是當時最有能力的程序員之一。Emacs編輯器就是他眾多發明中的一項。RMS的目標是將後1980的鬆散駭客社群變成一台有組織的社會化機器以達到一個單純的革命目標。也許他未意識到,他的言行與當年卡爾·馬克思號召產業無產階級反抗工作的努力如出一轍。RMS宣言引發的爭論至今仍存於駭客文化中。他的綱要遠不止於維護一個代碼庫,已經暗含了廢除軟件知識產權主張的精髓。RMS通過"自由軟件(free software)"讓駭客文化更加有自我意識。當然,這個充滿魅力又具爭議的人物本身已經成為了一個駭客文化英雄。

只有痴迷的"駭客"和具有創造力的怪人結成的反叛聯盟才能把我們從愚蠢中拯救出來--他們接著教導我們,真正的專業和奉獻精神,正是我們在屈服於世俗觀念的"合理商業做法"之前的所作所為。 --The Art of Unix Programming

RMS讓世界上所有的人都知道,入侵電腦系統只是低級不入流的駭客干的事,真正的駭客,是為了自由,為了軟件的自由,為了挑戰計算機世界中的霸權主義而鬥爭。他們不是街頭小混混,他們更像是綠林好漢,更像是羅賓漢,更像是佐羅。就像渴望民主的人民同專制的政府鬥爭一樣。RMS領導著許多的駭客通過互聯網向專有軟件發出宣戰。

X Windows是首批由服務於全球各地不同組織的許多個人以團隊形式開發的大規模開源項目之一。電子郵件使創意得以在這個群體中快速傳播,問題由此得以快速解決,而開發者可以人盡其才。軟件更新可以在數小時之內發送到位,使得每個節點在整個開發過程中步調一致。網絡改變了軟件的開發模式。

另一方面,RMS的理論體系有許多東西非常有爭議,他的GPL被認為是一種"病毒式"的協議,BSD的fans和老牌Unix駭客們認為,他們編寫Unix的年頭都比GPL聲明要長得多,GPL依然有太多的限制,而BSD協議則比GPL更加的自由。另一方面,RMS走向了另一個極端,他是完全反版權的,反商業化的。把軟件產品從強制收費推向了強制免費、共享和開源,這也為他帶來了許多許多的爭議。

在RMS組織駭客鬧革命的年代裡,沒有多少駭客認同於RMS的理論體系,更多的他們參與GNU只是為了體現那種在互聯網上協同工作,令人激動的工作模式。自從GNU設立以來,爭議不斷,而駭客文化卻從未有統一在他的理想體系之下。

自從Linux出現以後,一個新的駭客領袖出現了,Linus Torvalds的中庸態度網聚了世界上頂尖的駭客,其繞過了GPL和反GPL的派系之爭,他使用GNU的工具從而以GPL的"傳染性"保護了Linux,但他同時也不承認RMS的理論思想體系,他即開源,又支持商業化。雖然,他沒有帶給駭客們什麼重要的思想體系或統一的價值觀,但他整合了全世界駭客的陣營,讓所有的駭客的行為都圍繞著Linux這一事物進行。他以"用自由軟件是因為它運行得更好"輕而易舉地蓋過了"用自由軟件是因為所有軟件都該是自由的"。

1998年初,這種新思潮促使網景公司(Netscape Communications)公佈了其Mozilla瀏覽器的源碼。媒體對此事件的關注促成了Linux在華爾街的上市,推動了1999-2001年間科技股的繁榮。事實證明,此事無論對駭客文化的歷史還是對Unix的歷史都是一個轉折點。

 

Unix的歷史教訓

下面的文字出自《The Art of Unix Programming》(Unix編程藝術)。令今天我們所有人所反思。

 

在Unix歷史中,最大的規律就是:

距開源越近就越繁榮。任何將Unix專有化的企圖,只能陷入停滯和衰敗。

 

回顧過去,我們早該認識到這一點。1984年至今,我們浪費了十年時間才學到這個教訓。如果我們日後不思悔改,可能還得大吃苦頭。

雖然我們在軟件設計這個重要但狹窄的領域比其他人聰明,但這不能使我們擺脫對技術與經濟相互作用影響的茫然,而這些就發生在我們的眼皮底下。即使Unix社區中最具洞察力、最具遠見卓識的思想家,他們的眼光終究有限。對今後的教訓就是:過度依賴任何一種技術或者商業模式都是錯誤的--相反,保持軟件及其設計傳統的的靈活性才是長存之道。

另一個教訓是:別和低價而靈活的方案較勁。或者,換句話說,低檔的硬件只要數量足夠,就能爬上性能曲線而最終獲勝。經濟學家Clayton Christensen稱之為"破壞性技術",他在《創新者窘境》(The Innovator's Dilemma)[Christensen]一書中以磁盤驅動器、蒸汽挖土機和摩托車為例闡明了這種現象的發生。當小型機取代大型機、工作站和服務器取代小型機以及日用Intel機器又取代工作站和服務器時,我們也看到了這種現象。開源運動獲得成功正是由於軟件的大眾化。Unix要繁榮,就必須繼續採用吸納低價而靈活的方案的訣竅,而不是去反對它們。

最後,舊學派的Unix社區因採用了傳統的公司組織、財務和市場等命令機制而最終未能實現"職業化"。只有痴迷的"駭客"和具有創造力的怪人結成的反叛聯盟才能把我們從愚蠢中拯救出來--他們接著教導我們,真正的專業和奉獻精神,正是我們在屈服於世俗觀念的"合理商業做法"之前的所作所為。

 

Unix族譜

Unix的故事仍舊延續著......,許多網站也為這段歷史留下記錄。一個詳細記錄Unix歷史的網站(http://www.levenez.com/unix/),這個網站忠實記載著1969~2005 年Unix發展的大事,而且還有 PDF 檔案可供下載,上面有一個龐大的UNIX家族版本樹,讓人歎為觀止。網站的首頁陳列每個時期Unix的歷史,也代表著無數工程師的心血與努力。

 

下面是一個簡單的Unix的族譜:

     |--AT&T (1969)-----\
     |                  |
     |              V6 (1976)
     |                  |
     |              V7 (1979)
     |                  |
     |   Novell owns AT&T's Unix (by 1994)
     |     _____________|____________________
     |     |       |      |        |         |
     |    AIX    IRIX    SCO   HP-UX   Solaris 2.X
     |   (IBM)   (SGI)          (HP)     (Sun)
     |
     |
     |--Berkley (1977)-----\
     |                     |
     |                  1BSD (1977)
UNIX-|                     |
     |                4.4BSD (1993)
     |                     |
     |                   Net/2
     |                     |
     |               4.4BSD-Lite (by 1995)
     |     ________________|____________________________________
     |     |       |          |         |          |            |
     |   SunOS   Ultrix   NetBSD    OSF/1   NeXTSTEP   Mac OS X
     |   (Sun)   (DEC)   (Various)  (DEC)    (NeXT)    (Apple)
     |                   (FreeBSD)
     |
     |
     |--Hybrids----\
                   |
                Linux (Various)
                   |
                   |____________________________________________
                   |    |      |          |              |      |
                   | RedHat  Debian  Mandrake   Slackware    S.u.S.E.
                   |                          (Walnut Creek)
                   |
                   |_____________________________________________
                       |        |           |          |        |
                    MkLinux  LinuxPPC  TurboLinux  OpenLinux  CorelLinux
                    (Apple)                        (Caldera)   (Corel)

 

Unix的特點

現在的文獻中提到Unix基本上是說,由Ken Thompson和Dennis Ritchie共同開發的。而通過歷史我們也能發現,Unix的主要是由Ken Thompson寫下的。但在學術界,Dennis Ritchie的名字往往被排在了Ken Thompson前面的。這就是因為,Dennis Ritchie不但發明了C語言,而且當時他設計Unix操作系統的設計思想,影響了整個世界,直到今天。

當時,他們開發UNIX,沒有正式立項,是Ken Thompson和Dennis Ritchie等少數幾個人偷偷干的,如果一切都要從頭從新設計,那幾乎是不可能的。所以,Unix吸取與借鑑了Multics的經驗,如內核,進程,層次式目錄,面向流的I/O,把設備當作文件,......等等。但是Unix在繼承中又有創新,比如Unix採用一種無格式的文件結構,文件由字節串加\0組成。這帶來兩大好處:一是在說明文件時不必加進許多無關的"填充物",二是任何程序的輸出可直接用作其他任何程序的輸入,不必經過轉換。後面這一點叫做"管道"(piping),這就是Unix首創的。此外,像把設備當作文件,從而簡化了設備管理這一操作系統設計中的難題,雖然不是UNIX的發明,但是實現上它採用了一些新方法,比Multics更高明一些。

 

下面是Unix的特點:(30多年過去了,這些東西早已變成經典)

l         Everything (including hardware) is a file

所有的事物(甚至硬件本身)都是一個的文件。

l         Configuration data stored in text

以文件形式儲存配置數據。

l         Small, single-purpose program

程序儘量朝向小而單一的目標設計

l         Avoid captive user interfaces

儘量避免令人困惑的用戶接口

l         Ability to chain program together to perform complex tasks

將幾個程序連結起來,處理大而複雜的工作。

 

Unix的影響和哲學

Unix是第三次工業革命中計算機軟件領域最具代表性的產物。在這近40年中,由Unix造成的影響是最有深遠意義的。就我看來,Unix為軟件領域帶來了至少以下有積極的東西,由這些東西所引發的直接或間接的事物更是舉不勝數。

1)  軟件開發的若干哲學和思想。

2)  全民參與推動軟件,代碼共享的模式。

3)  開啟了駭客文化和開源項目。

4)  免費和商業的完美結合的Linux。

5)  C語言,而後發展的C++,Java等等類C的語言和腳本。

6)  TCP/IP,其的Socket編程已成為今天通用的網絡編程主流。

不能不說,AT&T雖然發展了Unix,但今天Unix的混亂的局面也和AT&T 有著直接原因。但反過來說,如果沒有AT&T的反面教材,今天的GNU/Linux很有可能也不會出現。AT&T究竟是限制了Unix的發展,還是以反面示例促進了Unix社區,已不好評說。今天,軟件是商業化好還是開源好的爭論還在繼續,縱觀這幾十年來Unix的歷史,Linux的劃時代地出現。相信你會得出自己的結論。不管怎麼樣,Unix的經歷對計算機領域貢獻的不單單是技術,他給我們提供了豐富而生動的教材。特別是Unix引發的哲學,讓今天的我們依然受益不淺。

說到Unix為我們所帶來的軟件開發的哲學,我必需要說一說。Unix遵循的原則是KISS(Keep it simple, stupid)。在http://en.wikipedia.org/wiki/Unix_philosophy 上有很多的基本上大同小異的Unix哲學,都是很經典的。

Doug McIlroy 是認為UNIX的哲學是這樣的:三條哲學,簡明扼要,就是這三條哲學貫穿著整個Unix世界。尤其是第一條"do one thing and do it well"真是相當精彩!

 

  •  Write programs that do one thing and do it well.
  •  Write programs to work together.
  • Write programs to handle text streams, because that is a universal interface.

 

只要是Unix的程序員,他們會比別的程序員在任何時候都會不停地強調著這三條哲學。

而《The Art of Unix Programming》總結了下面這些哲學,都是至理名言啊。

  • Rule of Modularity: Write simple parts connected by clean interfaces.
  • Rule of Clarity: Clarity is better than cleverness.
  • Rule of Composition: Design programs to be connected to other programs.
  • Rule of Separation: Separate policy from mechanism; separate interfaces from engines.
  • Rule of Simplicity: Design for simplicity; add complexity only where you must.
  • Rule of Parsimony: Write a big program only when it is clear by demonstration that nothing else will do.
  • Rule of Transparency: Design for visibility to make inspection and debugging easier.
  • Rule of Robustness: Robustness is the child of transparency and simplicity.
  • Rule of Representation: Fold knowledge into data so program logic can be stupid and robust.
  • Rule of Least Surprise: In interface design, always do the least surprising thing.
  • Rule of Silence: When a program has nothing surprising to say, it should say nothing.
  • Rule of Repair: When you must fail, fail noisily and as soon as possible.
  • Rule of Economy: Programmer time is expensive; conserve it in preference to machine time.
  • Rule of Generation: Avoid hand-hacking; write programs to write programs when you can.
  • Rule of Optimization: Prototype before polishing. Get it working before you optimize it.
  • Rule of Diversity: Distrust all claims for "one true way".
  • Rule of Extensibility: Design for the future, because it will be here sooner than you think.

X Windows 的設計者 Mike Gancarz 給出了下面九條哲學思想

  1. Small is beautiful.
  2. Make each program do one thing well.
  3. Build a prototype as soon as possible.
  4. Choose portability over efficiency.
  5. Store data in flat text files.
  6. Use software leverage to your advantage.
  7. Use shell scripts to increase leverage and portability.
  8. Avoid captive user interfaces.
  9. Make every program a filter.

在今天,這種思想依然被傳承著,在影響著世界上各個角落的每一個程序員。

 

Unix痛恨者手冊

這裡還需要值得一提的是一本叫《The Unix-Haters Handbook》,中文譯做《Unix痛恨者手冊》。可以在這裡下載:http://research.microsoft.com/~daniel/uhh-download.html。其中以調侃的語氣聲討了Unix的種種不是。雖然這是十年前的一本書了,但還是值得一讀。這本書指出了許多Unix的設計錯誤,指出了種種看起來很合理的設計走向了荒謬,還這樣調侃了C語言--"如果說C語言給足了讓你上吊的繩子,那麼,C++在給了你足夠的繩子把你的鄰居全部捆起來之後,還給了你足夠的繩子讓你為一艘小帆船裝上帆,最後你還有足夠的繩子把自己吊死在帆船的桅杆上"。呵呵,相當的尖酸刻薄吧。裡面有一句對操作系統的評價是這樣的:"The fundamental difference between Unix and the Macintosh operating system is that Unix was designed to please programmers, whereas the Mac was designed to please users. (Windows, on the other hand, was designed to please accountants."(Windows設計給會計人員?!連計算機用戶都不是了,呵呵)

不過,我可以感覺得到這本書的作者在書中對Unix的感情是比較複雜的,愛恨交加,在書的最後有這樣一句話"would anyone have spent this much time and effort writing about how much they hated Unix if they didn't secretly love it? I'll leave that to the readers to judge, but in the end, it really doesn't matter: If this book doesn't kill Unix, nothing will"。是的,如果Unix能夠存活這麼長的時間,那麼,不會有什麼東西可以把他消滅了。

從《Unix痛恨者手冊》這本書,再加上Unix的歷史,我們可以感到Unix的經歷的風風雨雨,在Unix上面出現有種種教訓,近40年的歷程,Unix歷經磨難,幾近夭折,一路走來的確很不容易,讓人由衷感嘆。今天的Unix,今天的軟件工業和以前相比已是不可同日而語。很大程度上,這些都要歸功於這個充滿蒼桑的Unix。

 

後記

       在中國我們開始學習計算機的時候,我們被Microsoft所創造的文化所籠罩裡。就在Unix出現革命性的轉變,在Unix影響計算機世界文化的那幾年裡,科班出生專業開發人員學習的是MS-DOS和微軟的文化,我們猶如一個井底之蛙一樣,對外面的翻天覆地的變化無動於衷。微軟創造的文化在我們這裡尤其地根深蒂固,我們幾乎忘記了另外一邊的Unix。

在那充滿激情的Unix的歲月裡,大夥為了科研目的或個人興趣在Unix上進行各種開發,並且不計較金錢利益,將這些源碼公開,互相共享。在那裡,開發和自由成為主題,正因為如此,當今的世界才如此豐富多采。在近40年Unix文化和技術積澱的裡面,蘊涵著比較純正的計算機文化和思想。

縱觀整個Unix的歷史過程中,許許多多的程序員、工程師前輩們在Unix中所摸爬滾打,他們的辛勤地、他們嘔心瀝血地跟隨Unix,努力建立一個繁榮的計算機世界的文明。Unix不是一個簡簡單單的操作系統。有人說,Unix是程序員設計給程序員的,一點沒錯。Unix的近40年歷史造就了它的博大精深,它給程序員們帶來的絕不僅僅只是技術上的知識。它的失誤,它的無奈,它的精神,它的榮耀,它從技術和思想上都啟迪著我們。對於程序員來說,學習Unix就等同於向前輩程序學習。無論你是什麼樣的程序員,你都應該瞭解Unix,這是開發人員的根,前面的開發者造就了它,而它又在引領後面的開發人員,它是前輩程序員們交給我們的一份禮物,一個接力棒,它是開發人員賴以生存的土壤,是上一輩程序員留給我們這一代程序員開啟未來的鑰匙。Unix就像一個程序員教父一樣,理當受到我們的尊敬和崇拜。

 

參考資料

 

 

<<< Unix傳奇(上篇)

 

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