История возникновения и эволюции UNIX

O В этой главе:

O Первые ЭВМ

O Изобретение ассемблера

O Операционные системы RSX и OS/360

O История MUTLICS

O Возникновение UNIX

O Берклиевский бум

O UNIX в СССР

O Краткая история LINUX

Трудоемкость была неимоверная. Фрагмент перфокарты, приведенный ниже, содержит стандартную подпрограмму сложения двух целых беззнаковых двоичных чисел для микропроцессора КР 580.

???? · 0O0O00OOOO000O0OO0O0OOOO0000O0O0O000OOO0000000O0000000OO00O000OO · 000OOO0OOO0000O0000000OO00000O00OO00000O0O0OO0O0OO00O00O · · · · · ·

С появлением быстродействующих (по тем временам!) компьютеров второго поколения, возник значительный разрыв между временем, затраченным на составление программы, и скоростью работы машины. Наращивать вычислительную мощность без совершенствования приемов программирования стало бессмысленно - в связке «человек-компьютер» узким звеном оказался человек. Ведь совершенно все равно за день или за час выполнится программа, на составление которой ушел целый месяц, если полное время решения задачи в большей мере зависит не от быстродействия компьютера, а скорости программирования.

Огромным достижением стало изобретение ассемблера, позволяющего абстрагироваться от неудобного для человека машинного кода. Все команды получили легко запоминающиеся символьные имена - мнемоники, а большую часть работы по вычислению адресов переходов и смещений компьютер взял на себя. Но за удобства пришлось заплатить, - программа, написанная на ассемблере, требовала перевода в машинный код перед запуском - ассемблирования. Непосредственное общение с ЭВМ утрачивалось, а программисты изгонялись из машинных залов, уступая свое место оператору. Поэтому, многие представители старого поколения крайне негативно относились к новинке прогресса, считая программирование на ассемблере «ненастоящим».

Их можно понять, ведь приведенная выше «магическая» последовательность дырочек утрачивала всякую таинственность и на новом языке выглядела так ^[51]:

Ассемблерный листинг, в отличие от машинного кода, удобно читать и легко модифицировать. В тоже время сохраняется эффективность работы - каждая мнемоника эквивалента одной команде процессора, поэтому результат компиляции идентичен «ручному» машинному коду ^[52].

Вероятно, одним из первых прототипов ассемблера был мнемокод, разработанный в 1955 году Михаилом Романовичем Шура-Бура и Лебедевым для М-20 - первой советской ЭВМ ^[53], поставляемой вместе с программным обеспечением. Благодаря этому работа с машиной значительно упрощалась, а программирование -ускорялось.

Ассемблер быстро завоевал популярность. С его помощью были созданы операционные системы, состоящие из многих сотен тысяч строк кода, гигантские математические библиотеки подпрограмм, разработаны пакеты моделирования сложных физических процессоров…

К сожалению, программы, написанные на ассемблере, совершенно непереносимы на другие платформы и чувствительны к модернизации железа - единственный выход переписать весь код заново экономически невыгоден, отчего и привязывает клиента к морально устаревшей конфигурации. Например, в одном из гидрометцентров Москвы машина БЭСМ-6 благодаря своей уникальной, ни на что не похожей архитектуре, исключающей всякую возможность портирования программного обеспечения на современные компьютеры, использовалась вплоть до 1991 года (и, вполне возможно, сохранилась до сегодняшних дней)!

Ведущие фирмы, оценив ситуацию, стали стремиться выпускать компьютеры приблизительно одинаковой архитектуры или прибегать к аппаратной эмуляции, пытаясь обеспечить приемлемую переносимость. К сожалению, полной совместимости с ранними моделями (как и с моделями сторонних производителей) обычно не достигалось, и многие уникальные программные наработки оказались утеряны.

Например, операционные системы IBM OS/360 и RSX-11 были написаны целиком на оптимизированном ассемблере и поражали всякого, кому доводилось их увидеть. Штука ли - RSX исполнялась на 16-разярдном компьютере PDP-11 и вместе с приложениями довольствовалась всего лишь 32 килобайтами оперативной памяти ^[54]! Но разработчики исхитрились поддержать вытесняющую многозадачность, иерархическую файловую систему, оверлеи (выгрузку неиспользуемых частей приложений на диск для экономии памяти) и планировку задач в реальном времени. Все это потребовало свыше восемнадцати месяцев напряженной работы коллектива талантливых программистов. К сожалению, компьютеры PDP-11 просуществовали недолго, а вместе с ними исчезла и RSX-11.

С IBM OS/360 связана другая история. «Голубой гигант» выпускал множество моделей компьютеров различного назначения и конфигураций, никак не совместимых между собой. Разумеется, это причиняло огромные неудобства как в создании программного обеспечения для всего парка машин, так и в поддержке потребителей. К примеру, маленькая контора из Кукурузной Долины покупала дешевый маломощный компьютер, а спустя пару лет, приобретая более совершенную модель, прибегла к IBM с претензиями о несовместимости, требуя вернуть деньги или заставить все заработать.

Так возникла идея единой серии совместимых друг с другом масштабируемых компьютеров, способных наращивать свою мощность простой установкой нового оборудования ^[55]. Цифра «360 ^[56]» в названии модели - символ полного, всеобъемлющего охвата рынка - от настольных «калькуляторов», до систем управления производством. Казалось, ничто не могло прекратить существование этой архитектуры, поэтому от программного обеспечения переносимости не требовалось и выбор ассемблера в качестве языка программирования операционной системы выглядел вполне логично. К тому же, окажись она написанной на языке высокого уровня, на младших машинах серии обеспечить приемлемую производительность стало бы невозможно. К сожалению, «единая серия» вскоре умерла, вытесненная персоналками, а вместе с ней канула в песок истории и OS/360.

Но, благодаря непрекращающемуся снижению цен на компьютеры, с некоторого времени появилась возможность писать программы на переносимых языках высокого уровня, - потери производительности окупались «долгоживучестью» продукта.

Кстати, неверно думать, что раньше и вовсе не существовало высокопроизводительных компьютеров. Так, например, компания Honeywell в 1973 году приступила к выпуску многопроцессорных компьютеров, оснащенных в стандартной конфигурации 768 КБ ОЗУ и дисковым накопителем 1.6 Гигабайт. Стоило это удовольствие порядка семи миллионов долларов, но быстро окупалось дешевым ^[57] программным обеспечением, которое уже не умирало при переходе на другую машину.

В 1974 году в Стокгольме прошел первый чемпионат мира по шахматам, в котором соревновались между собой не люди, а… машины. По условиям конкурса программы должны были исполняться на собственном железе каждого из участников.

Если пренебречь небольшими расхождениями в алгоритмах, так или иначе сводящихся к перебору, победа зависела только от быстродействия компьютера, и при нормальном развитии событий принадлежала бы широко разрекламированной американской разработке «Chess 4».

Никому и в голову прийти не могло, что русские свою «Каиссу» выполнят на оптимизированном ассемблере! На отстойном (даже по тем временам) железе «Каисса» очень прытко уделала всех остальных претендентов, получив в конечном итоге звание шахматиста третьего разряда и первое место на конкурсе.

Забавно, но среди ее создателей не было ни одного шахматиста с разрядом, и использовались в ней не какие-то особо продвинутые высоко интеллектуальные алгоритмы, а простейшие операции перебора.

Но семь миллионов долларов это очень дорого, и такие компьютеры были доступны доступно лишь крупнейшим институтам и фирмам. Однако производители еще тогда предчувствовали закон Мура, официально сформулированный значительно позднее - в 1978 году, и в лице компаний Bell Labs, General Electric’s, Ford и MIT (Массачусетский Технологический Институт) в 1965 году вплотную занялись дорогостоящими экспериментами, целью которых было создание универсальной, переносимой, многопользовательской, высокопроизводительной операционной системы.

В 1965 году Гордона Мура (одного из основателей компании Intel) редакторы журнала Electronics попросили дать прогноз будущего полупроводниковых компонентов на ближайшие десятилетние. Он, проанализировав положение дел на рынке за последние три года (в 1959 году был изобретен первый транзистор, а в 1965 году на одном кристалле удалось разместить 64 компонента), пришел к выводу, что в течение нескольких лет число транзисторов в компьютерных чипах ежегодно будет удваиваться: "Ага, ежегодно происходит удвоение. Отлично, так, похоже, будет продолжаться и на протяжении следующих 10 лет". Карверон Мид в шутку назвал этот прогноз законом, но даже сам Мур не мог предположить сколь долго такая ситуация сможет продолжаться. С момента предсказания прошло свыше тридцати пяти лет, но и сегодня оно не потеряло своей актуальности.

«Если бы автомобилестроение эволюционировало со скоростью полупроводниковой промышленности, то сегодня «Роллс-Ройс» стоил бы 3 доллара, мог бы проехать полмиллиона миль на одном галлоне бензина, и было бы дешевле его выбросить, чем платить за парковку» пошутил как-то раз по этому поводу Мур.