\documentclass[a4paper,11pt]{article} \usepackage{ngerman} \usepackage[latin1]{inputenc} \setlength\parskip{\medskipamount} \setlength\parindent{0pt} \begin{document} % was_ist_unix % Copyright Florian Fredegar Haftmann % Lizenz: GFDL % % $Name: $ % $Revision: 1.3.2.6 $ % $Source: /cvsroot/selflinux/tutorial/userbasics/konzepte_basic/was_ist_unix/was_ist_unix,v $ % SelfLinux-0.7.2 % % Diese Datei ist Teil von SelfLinux http://www.selflinux.de % %%% $Id: was_ist_unix,v 1.3.2.6 2003/02/08 14:09:30 std Exp $ \title{Was ist Unix?} \author{Florian Fredegar Haftmann} %\url{mailto:florian.haftmann@stud.tu-muenchen.de} \maketitle %\ref{../index.tex} %\ref{ueberblick.tex} Überblick über Linux \ref{was_ist_unix} \par{Layout} Alexander Fischer %\url{mailto:Selflinux@tbanus.org} \par{Lizenz} GFDL \tableofcontents{} \section{Die Geburt von UNIX} \label{d11e69} \par Spaß beiseite. UNIX ist die Oberbezeichnung für eine Familie von Betriebssystemen, die alle sehr ähnlich aufgebaut sind und zum großen Teil sogar vom gleichen ''Urahn'' abstammen. \linebreak UNIX-Systeme laufen heutzutage auf jedem Rechner vom Embedded System bis zum Mainframe (was insbesondere auch ein Verdienst von Linux ist). \par Die Geschichte von UNIX liest sich stellenweise wie ein Heldenepos oder ein Kriminalroman, manchmal auch wie eine Groteske. Schon die Geburt von UNIX vollzog sich unter eigenartigen Umständen, denn es entsprang einem gescheiterteten Projekt: \linebreak Anfang 1969 gab es ein Gemeinschaftsprojekt des MIT, General Electric und den Bell Labs von AT\&T, das Ideen für eine neue Generation von Betriebssystemen gesammelt hatte und daran ging, unter dem Namen Multics diese Ideen umzusetzen. Da weder Zeitplan noch Budget eingehalten werden konnten, zog sich Bell Labs sehr schnell aus dem Projekt zurück. Ken Thompson und Dennis Ritchie, zwei Mitarbeiter von Bell Labs, die an Multics mitgearbeitet hatten, waren von den Einfällen und Erfahrungen, die sie mit Multics gesammelt hatten, so beeindruckt, dass sie kurzerhand eine abgespeckte Version des ursprünglichen Multics selbst schrieben und unter dem Namen {\bf Unics}, später {\bf UNIX}, in die Welt setzten. \par Eine der Hauptmotivation für UNIX war jedoch ein Spiel, das Thompson in seiner Freizeit geschrieben hatte. Um sein Spiel Space Travel auf einen PDP-7 zu portieren, benötigte Thompson u. a. ein Dateisystem, um das Spiel dauerhaft auf den PDP-7 zu speichern. (Zur Cross-Compilierung wurden noch Lochstreifen benutzt, die vom GECOS-System zum PDP getragen wurden.) \par Übrigens: \linebreak Unics bzw. UNIX enthält ein zweifaches Wortspiel: einmal die Vorsilbe Uni- als Gegenstück zu Multi-, fürs andere wird UNIX genauso gesprochen wie Eunuchs - typischer Programmiererhumor dieser Zeit. \par UNIX gewann sehr schnell eine große Verbreitung innerhalb der Bell Labs. AT\&T war es aufgrund einer kartellgerichtlichen Entscheidung verwehrt, beliebig im kommerziellen Feld tätig zu werden, so auch im Falle von UNIX. Stattdessen lizensierte AT\&T UNIX gegen nominelle Gebühren an Universitäten, an denen UNIX seinen ersten Siegeszug antrat. \par Eine besondere Rolle kam dabei der University of California in Berkeley zu, die einen eigenen Zweig des UNIX-Systems hervorgebracht hat, die Berkeley Software Distribution, kurz BSD. Sie war eng mit dem Quellcode von AT\&T verwoben, zur Verwendung benötigte man also ebenfalls eine Lizenz von AT\&T. \linebreak Auch das Interesse kommerzieller Anbieter an UNIX war geweckt worden: \linebreak sie erwarben Quellcode-Lizenzen von AT\&T und brachten eigene, meistens auf besondere Hardware abgestimmte UNIXe heraus. \section{Eigenschaften von UNIX} \label{d11e183} \par Was ist nun das besondere, das UNIX auszeichnet? UNIX hatte Features, die heute zwar selbstverständlich geworden sind, aber damals noch recht neu waren und jahrzehntelang brauchten, bis sie auch die ''landläufigen'' Systeme erreichten, z. B.: \begin{list}{*}{} \item Hierarchisches File-System, d. h. die Möglichkeit, Dateien in Ordnern zu strukturieren - die ersten DOS-Versionen ab 1980 beherrschten dies noch nicht. \item Multitasking, d. h. mehrere Programme (oder Prozesse) können gleichzeitig laufen, ohne sich zu stören. Von Anfang an war dieses Multitasking preemptiv, d. h. die Steuerung und Zuteilung des Prozessors wird direkt vom Betriebssystemkern übernommen, ohne dass einzelne Programme fehlerhaft oder böswillig das ganze System in den Abgrund ziehen können - bei Windows und Mac war man erst in der zweiten Hälfte der 90er Jahre auf dem Weg dorthin. \item Multiuser-System, d. h. mehrere Benutzer können am gleichen System arbeiten und ihre Daten und Ressourcen beliebig für den Zugriff durch andere Benutzer sperren oder freigeben. Es können auch mehrere Benutzer am System gleichzeitig arbeiten, wenn die Hardware es zulässt (z. B. zusätzliche Konsolen oder Arbeiten über Netzwerkverbindung). \item Netzwerkfähigkeit, schon sehr früh wurden die UNIX-Kernel mit einem TCP/IP-Stack ausgestattet und bildeten so sehr schnell das Rückgrat des damals noch jungen Internets. \end{list} \par Darüber hinaus haben UNIX-Systeme charakteristische Eigenschaften: \begin{list}{*}{} \item UNIX war unabhängig von irgendeiner bestimmten Hardwareplattform. Die meisten Betriebssysteme damals (und auch noch heute) waren auf einen bestimmten Prozessortyp zugeschnitten und diese Abhängigkeit setzte sich fort in den Programmen, die für diese Systeme geschrieben wurden. UNIX abstrahiert soweit von der Hardware, dass es möglich wird, das System auf andere Plattformen zu portieren und dann UNIX-Programme ohne große Änderungen dort laufen zu lassen. Zwar gab es schon damals standardisierte Programmiersprachen, die auf mehreren Plattformen verfügbar waren, aber immer in leicht abgewandelter Form, so dass es praktisch unmöglich war, einfach portierbare Programme zu schreiben. \linebreak Ein Grund für die Portabilität lag darin, dass UNIX nicht in Assembler sondern in C programmiert war (eine Hochsprache, die 1972 von Thompson entwickelt wurde). Zunächst war der UNIX-Code jedoch, obwohl er zum großen Teil in C geschrieben war, sehr stark an die Architektur des PDP gebunden. Erst mit UNIX Release 7 (1979) wurde der Code wirklich portabel. \item UNIX kommt von Hause aus mit einer Fülle an Programmier- und Entwicklungstools und -bibliotheken: man muss nicht erst lange viel Software nachinstallieren, sondern findet das wichtigste schon vor und kann davon ausgehen, dass auf jedem entsprechenden UNIX-System das gleiche vorhanden sein wird. \linebreak Ein legendäres Programm, das schnell zum Grundbestandteil eines UNIXes wurde, war z. B. die Shell {\bf sh}, die Steve Bourne schrieb. Der Linuxgemeinde ist sein Name in der allseits bekannten {\bf bash} (Bourne Again Shell) überliefert. \item UNIX ist transparent, d. h. die ganze Systemkonfiguration ist für den Administrator frei zugänglich. \item UNIX ist nahezu beliebig automatisierbar, z. B. für Administrationszwecke. \item UNIX verfügt über elegante Programmierkonzepte, die dem ästhetischen Empfinden vieler Programmierer entgegenkommen. \end{list} \par Zur Schreibweise: es hat sich eingebürgert, ''UNIX'' nur mit Großbuchstaben zu schreiben. Puristen meinen zwar, es sollte besser ''Unix'' heißen, da es für keine Abkürzung steht, diese Ansicht hat aber bislang keine große Anhängerschaft gefunden. Man sollte hier auch nicht zu pingelig sein. \section{Die Zersplitterung von UNIX und Standardisierungsbestrebungen} \label{d11e265} \par 1984 trennte sich AT\&T von etlichen Tochterfirmen, womit ihr auch gestattet wurde, sich als gewöhnlicher Wettbewerber auf dem Computermarkt zu betätigen. Damit wurden auch die Lizenzgebühren für UNIX drastisch angehoben und der Zugang zum Quellcode mehr und mehr eingeschränkt. Die Folge war, dass die Kooperation zwischen den Firmen, die UNIX kommerziell vermarkteten, immer mehr zurückging und jeder in ''seiner'' UNIX-Version seine eigenen Erweiterungen und Verbesserungen einbaute, bis UNIX heillos in unterschiedliche Versionen aufgesplittert war: SunOS von SUN, HP-UX von Hewlett-Packard, AIX von IBM, Ultrix von Digital, SINIX von Siemens, auch Microsoft versuchte sich auf dem UNIX-Markt mit Xenix. Ein großer Vorteil, die leichte Portierbarkeit der UNIX-Programme, drohte mit dieser Zersplitterung zu verschwinden und viele Stimmen prophezeiten auch ein mittelfristiges Ende von UNIX. \par Als AT\&T nach der Zerschlagung als Wettbewerber auftreten durfte, versuchte es auch, einen Standard zu schaffen: System V (wobei das V für die Zahl 5 steht und nicht für den Buchstaben, also ''System Five'' gesprochen). \linebreak 1985 brachte AT\&T das System V Interface Definition oder auch ''lila Buch'' heraus. Dieses Dokument stellte ein Standard für die UNIX-Schnittstellen dar. Zusätzlich enthielt es auch eine Menge Werkzeuge, die ein System auf die Konformität mit dem Standard V überprüfte. Diese von AT\&T 1983 freigegebene Version UNIX System V war zu dieser Zeit die domierende Version, dies stellte den Versuch dar, die Hersteller auf einen Standard zu einen. Wegen des Widerstandes, der unter anderem dadurch entstand, dass man sich nicht von einer einzigen Firma abhängig machen wollte, entstanden im Laufe der Zeit andere Standards, so z. B. \linebreak POSIX (Portable Operating System based on UNIX). Weil AT\&T alle Rechte an dem Namen UNIX hatten, wurde vom IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) dieser Name für diesen Standard gewählt. Ein anderes Beispiel hierfür ist X/Open: das X/Open Konsortium ist ein Zusammenschluss verschiedener Computerhersteller, die einen De-Facto-Standard schaffen wollten. 1988 wurde das XPG (X/Open Portability Guide) veröffentlicht. \section{UNIX, GNU \& Linux} \label{d11e353} \par All diesen Standardisierungsversuchen blieb der Durchbruch verwehrt. Erfolg hatte dagegen ein Projekt, gestartet Anfang der 80er-Jahre am MIT von Richard Matthew Stallman, dem ''letzten Hacker der Altvorderenzeit'', das GNU-Projekt: GNU's Not UNIX. Sein Ziel war es, von Grund auf ein neues, UNIX-ähnliches Betriebssystem zu schreiben, das frei verfügbar sein sollte. Stallman wollte damit einen Gegenpol zur zunehmenden Proprietärisierung der Softwarewelt schaffen. Durch seinen intensiven Einsatz und Beiträge anderer Programmierer entstand bis Ende der 90er eine beachtliche und leistungsstarke Sammlung an UNIX-Tools. Auch wenn das System bislang nicht vollständig ist, konnten sich die GNU-Tools dennoch auf vielen UNIXen etablieren, unter anderem auch deshalb, da einzelne UNIX-Anbieter ihre Einnahmequellen noch etwas auszubauen gedachten. Mit dem Grundpaket wurde z. B. kein C-Compiler mitgeliefert, worauf viele Systembetreuer, um Geld zu sparen, auf Stallmans GNU C-Compiler zurückgriffen, der ohnehin qualitativ besser war. So wurden die GNU-Tools ein systemübergreifender Quasi-Standard. Die freie Entwicklungsmethode hatte erreicht, woran die proprietären Standardisierungsversuche bislang gescheitert waren. \par Bemerkenswert: als Stallman den Entschluss fasste, GNU zu starten, hatte er noch nie mit UNIX gearbeitet, geschweige denn eine Zeile C-Code programmiert. Alles, was er wusste, waren ein paar grundlegende Konzepte und die Tatsache, dass UNIX seine Plattformunabhängigkeit bereits unter Beweis gestellt hatte. \par Auch von akademischer Seite wurde der immer zugeknöpfteren Haltung der UNIX-Vertreiber begegnet: zu Anfang wurde der Quellcode von AT\&T den Universitäten offen zur Verfügung gestellt und so vielerorts als Tutorial für die Arbeitsweise eines Betriebssystems verwendet. Als AT\&T den Quellcode unter Verschluss brachte, fiel diese Möglichkeit weg. Andy Tanenbaum, Informatik-Professor an der Freien Universität Amsterdam, entschloss sich daher, für seine Studenten eine eigene Version von UNIX zu schreiben, die nichts mit dem urheberrechtlich geschützten Code von AT\&T zu tun hatte. Nach zwei Jahren harter Arbeit brachte er sein System unter dem Namen Minix heraus. Es war weniger für die praktische Arbeit, sondern in erster Linie als Lehrobjekt gedacht. Dennoch wurde es von sehr vielen Studenten auch praktisch auf dem heimischen PC eingesetzt, da es im Gegensatz zu den kommerziellen UNIXen für einen moderaten Preis zu haben war. Allerdings stieß Minix in diesem Einsatzgebiet sehr schnell an seine Grenzen. Viele seiner Anwender machten Tanenbaum Vorschläge und schickten Patches für Erweiterungen und Verbesserungen. Tanenbaum allerdings war damit sehr zurückhaltend, da er Minix in erster Linie als Tutorial sah, kam es ihm mehr auf eine knappe und klare Struktur als auf eine möglichst umfassende Funktionalität an. \par Ein Minix-Anwender mit Namen Linus Torvalds gab sich damit nicht zufrieden. Das GNU-System war bis auf den Kernel vollständig, aber das Release des GNU-Kernels mit Namen HURD schien noch auf sich zu warten. Um die zeitliche Lücke bis dahin zu füllen, begann er selbst einen Kernel zu schreiben, der sehr rasch unter dem Namen Linux Verbreitung fand und eine große Entwickler- und Benutzergemeinde zusammenbrachte. Da die meisten Entwickler auf UNIXen arbeiteten, auf denen die GNU-Tools liefen, lag es nahe, den Linux-Kernel so einzurichten, dass er zusammen mit den GNU-Tools verwendet werden konnte: GNU/Linux. Der Kernel HURD ist über ''akademische'' Anfänge bislang nicht hinausgekommen, so dass das anfänglich als ''Provisorium'' gedachte Linux sich an seiner Stelle etabliert hat. \par Zur gleichen Zeit löste sich BSD aus seiner ursprünglichen Abhängigkeit von AT\&T: eine Gruppe von BSD-Leuten ersetzte alle Anweisungen im Quellcode, die noch von AT\&T beigesteuert waren, durch neue und erstritt in einem langwierigen Gerichtsverfahren für BSD die Freiheit. Daraus gingen die Projekte FreeBSD, NetBSD und OpenBSD hervor, die auch eine beachtliche Verbreitung gefunden haben und manchmal als Linux-Vettern bezeichnet werden (und so manche Linux-Distribution enthält das ein oder andere ''Schmankerl'' aus einem der drei Projekte). \par Seither sind Linux-Systeme mit die bedeutendsten UNIX-Systeme geworden: viele der ''kleinen'' UNIXe auf dem Markt wurden von ihnen geschluckt und auch die ''großen'' (HP-UX, Solaris, AIX, ...) ziehen sich in bestimmte Nischen zurück. \par UNIX (insbesondere seine freien Versionen) ist heute auf dem Servermarkt eine feste Größe. Ob ihm auch auf dem Desktop ein Durchbruch beschieden sein wird, ist eine der spannendsten Fragen der Gegenwart. \ref{inhalt.tex} \end{document}