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读UNIX传奇：历史与回忆01贝尔实验室

news 2026/6/13 8:49:23

1. 概述

1.1. 离开仙童公司的工程师们创建了AMD和Intel，从此揭开了芯片的硅谷时代

1.2. 软件技术的“皇冠明珠”就是操作系统

1.2.1. 所有行业都在数字化，数字化的服务就是操作系统控制的各种程序，我们现在依赖的各种网站、云计算、大数据、手机通信及航空航天技术的背后都是操作系统在控制调度的

1.3. 个人将兴趣、特长、工作融为一体是何等的幸福

1.4. 组织保护、激发、激励成员的创造力是何等的宝贵

1.5. 产品面向实际需求、大道至简地研发是何等的重要

1.6. 中国科技工作者需要从应用创新走向系统创新，需要沉下来去钻研突破重大的基础课题，需要争做科技创新的时代先锋

1.7. 程序员的追求就是让机器听话，让工作自动化，让人类生活更美好

1.7.1. 几十年过去了，“让机器听话”部分演变为“让机器听得懂人话”

1.8. 计算机科学理论同样扮演着重要的角色，常常极大地推动实用工具的产生

1.8.1. 硬件研究开拓出设计工具、集成电路、计算机体系架构，还有不常见的特殊用途设备

1.9. 贝尔实验室是在美国科学创造的黄金时代产生的

1.9.1. 一大批天才人物聚集在一起，没有生活的压力，没有KPI的烦恼，自由地探索科学的发展和应用
1.9.2. 贝尔实验室除了不断地获得诺贝尔奖和图灵奖，还不断地发明改变人类所需的新技术
1.9.3. 贝尔实验室对计算机发展的贡献着实让人佩服，在他们退出Multics项目后，肯•汤普森在一台被弃置的只有24KB内存和512KB磁盘的计算机上用3周开发了一个Unix的原型
1.9.3.1. 3周就写出来了，可以编辑和编译程序，有shell和API
1.9.4. 丹尼斯•里奇把肯的B语言加上类型造就了C语言
1.9.5. 管道下的grep、sed、awk加上正则表达式，让文本处理变得无所不能
1.9.6. Yacc、Lex、Make等工具让你可以轻松地创建一门语言，从而导致了编程语言快速演进

2. 软件历史丰碑

2.1. 埃达•洛夫莱斯

2.1.1. Ada Lovelace
2.1.2. 1815—1852
2.1.3. 为数学家巴贝奇的分析引擎编写了一个用于计算伯努利数的程序
2.1.4. 她编写的伯努利数程序被认为是人类历史上的第一个计算机程序

2.2. 格蕾丝•霍珀

2.2.1. Grace Hopper
2.2.2. 1906—1992
2.2.3. 在UNIVAC I大型机上开发出了一个名为A-0（Arithmetic Language version 0）的特殊软件，这个软件可以把人类书写的程序自动编译为可以在计算机上执行的程序
2.2.4. 一个专有的名称—编译器

2.3. 基于编译器的“软件生产模式”被广泛认可后，具有不同特色、适合不同应用领域的高级语言—Fortran（1957）、ALGOL（1958）、COBOL（1959）、BASIC（1964）纷纷出现了

2.4. 1971年，多伦多大学的数学家和计算机科学家斯蒂芬·库克（Stephen Cook）做出了非凡的成果，证实包括图划分在内的许多难题是等价的

2.5. 费尔南多·科巴托

2.5.1. 1990年，科尔比因其为分时系统做的基础工作获得图灵奖
2.5.2. 于2019年去世，享年93岁
2.5.3. 除了带领团队设计、实现CTSS和Multics，科尔比还是输入密码访问计算机的发明人
2.5.4. 批量计算很少用到这种方式，但运行共享文件系统的分时计算机的确需要某种安全机制来保护私有文件
2.5.5. GE 635实际上是重整过后更有条理的IBM 7094，同时也是Multics专用机GE 645的简化版

3. UNIX

3.1. UNIX系统的正式写法是全大写的UNIX

3.2. 聪明的研发者、开明的管理者以及管理者与研发者共同营造的开放环境和宽松氛围，鼓励创新创造的企业文化和不断追求卓越的专业精神，持续的投资和投入，是Unix取得成功的关键要素

3.3. Unix是众多现代计算机技术的发源地、“培养皿”和“催化剂”，从某种意义上说，Unix的历史就是现代计算机技术的发展史

3.3.1. DNA就是Unix和C语言
3.3.1.1. 伴随Unix一起成名的还有一种伟大的编程语言，它就是C语言
3.3.2. Unix操作系统是计算机软件行业创新的“发动机”，也是众多世界级软件专家的摇篮
3.3.3. Unix及其衍生产品在特定的技术社区之外并不广为人知，但它们是若干系统的核心，这些系统已是许多人生活的一部分

3.4. Unix是现代操作系统的鼻祖

3.4.1. 当初在Unix里实现的诸多特性已经成为如今各种操作系统所遵循的事实标准
3.4.2. 从Unix到FreeBSD，再到OS X，最后到iOS应运而生
3.4.3. 由于Unix的版权纠纷和Minix的封闭，Linux诞生了，而后又产生了Android
3.4.3.1. 谷歌（Google）、脸书（Facebook）、亚马逊（Amazon）等提供的许多服务和其他大量服务都由Linux驱动
3.4.3.2. Linux是类Unix操作系统

3.5. Unix的创造者奠定了操作系统的标准基石，Unix的“分而治之”设计哲学

3.5.1. 让每个程序做好一件事
3.5.2. 要做一件新的工作，就构建新程序，而不是通过增加新“特性”使旧程序复杂化
3.5.3. 被优秀程序员奉为圭臬

3.6. 在编程领域体现了“分而治之”的故技：将大任务切分为多个小任务，每个小任务都变得更可控，然后再以各种不可思议的方式将之整合到一起

3.7. Unix的诞生，受益的可能不是一群科学家，而是一群买不到机器的科学家

3.7.1. 有人顶住压力、克服时间限制，做出了定义技术发展方向和路径的决策
3.7.2. 仅就那些如今看起来大错特错抑或倒行逆施的选择而言，常常也是在当时可用资源限制之下所能考虑和实现的必然结果

3.8. 道格·麦基尔罗伊在Unix的发展上起了极大的作用，但他的贡献不怎么广为人知

3.9. 加州大学伯克利分校有个叫比尔•乔伊的人为Unix添加了vi文本编辑器和C语言的shell、csh，再加上改变世界的TCP/IP协议的socket接口

3.10. 两位杰出人士，一群优秀拥趸，卓越而开明的管理体制，有远见的公司的持续投资，允许离经叛道、大胆探索的自由环境

3.10.1. 科技快速演进，硬件以指数级速度不断变小、变快、变便宜，推动了Unix的应用

3.11. Unix诞生地贝尔实验室是很出色的机构，它既制造出许多好点子，也投资了这些好点子

3.11.1. “1127中心”，或简称“1127”，在那二三十年里面生产力“爆棚”
3.11.2. 多个改变世界的发明由贝尔实验室而起，它的运作机制值得学习

3.12. 写明白，别炫技

4. 贝尔实验室

4.1. AT&T

4.1.1. 美国电话电报公司（American Telephone and Telegraph Company），由分布于美国各地的多个当地电话公司组合而成
4.1.1.1. “普遍服务”（universal service）
4.1.2. 1925年，AT&T创办研发子公司贝尔电话实验室（Bell Telephone Laboratories），需要一个研究机构，系统解决在建设全国电话系统时遇到的科学和工程难题
4.1.2.1. 该机构通常被简称为贝尔实验室（Bell Labs）或BTL，有时甚至只是“实验室”，但电话系统始终是其关注的重点
4.1.2.2. 宽松的环境、稳定的投入、专业人士是贝尔实验室成功的要素
4.1.3. AT&T积极援战，为大量重要军方事务提供专业方案—通信系统自然有份，另外还有高射炮火控计算机、雷达及密码学等

4.2. 贝尔实验室的早期研究涉及物理、化学、材料学和通信系统

4.2.1. 20世纪40年代，业界亟待出现比真空管在物理上更可靠、耗能更少的设备，这是制造通信装备和构建最早的计算机的必要条件
4.2.2. 最早的是晶体管，由约翰·巴丁（John Bardeen）、沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）和威廉·肖克利（William Shockley）于1947年在尝试为远距电话线路改进放大器时发明
4.2.2.1. 1956年，晶体管的发明者荣获诺贝尔奖
4.2.3. 发明了负反馈放大器、太阳能电池、激光器、手机、通信卫星和电荷耦合器件（有了它，手机上的摄像头才能工作）等

4.3. 在20世纪60年代，墨里山容纳了3 000名员工，其中至少1 000名拥有物理、化学、数学或各种工程方面的博士学位

4.4. 作为规管制度的一部分，AT&T将一小部分营收拨付给贝尔实验室，专用于改进通信服务

4.4.1. AT&T将营收的2.8%投入研发，其中基础研究投入约占营收的0.3%
4.4.2. 持续的资金投入是研究工作的关键保障
4.4.2.1. 这意味着AT&T能布局长远，贝尔实验室的研究员们也能自由探索那些未必有短期回报，甚至可能永无回报的领域
4.4.2.2. 现今世界已全然不同，多数人只做未来几个月的规划，功夫都花在了预测下一季度财务状况上

4.5. 通信与计算机科学

4.5.1. 构建对通信系统工作机制的数学理解
4.5.1.1. 克劳德·香农（Claude Shannon）基于第二次世界大战期间的密码学研究创建了信息论，这是最重要的成果
4.5.1.2. 香农于1948年在《贝尔系统技术杂志》（Bell System Technical Journal）上发表“A Mathematical Theory of Communication”（通信的数学理论）一文，阐释了通信系统可传递信息数量的基本属性和限制
4.5.2. 贝尔实验室生来就是通信系统的设计、建造与改进先锋，研发范围涵盖从电话之类的消费类硬件到交换机基础设施、微波传输塔和光缆
4.5.3. 1964年，阿尔诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）着手解决“回声号”（Echo）“气球”卫星地面天线的噪声问题
4.5.3.1. 噪声来自宇宙太初大爆炸（Big Bang）遗留的背景辐
4.5.3.2. 多数诺贝尔奖得主因他们所追寻的东西而获奖，我们却是因自己想干掉的东西而获奖。

4.5.3.2.1. 彭齐亚斯和威尔逊因这项发现获得了1978年的诺贝尔物理学奖

4.5.4. 随着计算机变得越来越强大、越来越便宜，其用途也拓展到数据分析、物理系统和过程的大型建模与仿真
4.5.5. 在之后很短时间里，虽然该中心仍然负责为墨里山所有其他部门提供计算机服务，但它始终是科研机构，并非服务部门

4.6. 人员

4.6.1. 大多数研究员都有博士学位，但没人称呼“博士”，因为每个人都是博士
4.6.2. 20世纪60年代和20世纪70年代，贝尔实验室的技术类岗位上仅有少量女性和少数族裔
4.6.2.1. 技术团队成员大部分是白人男性，这种状况持续了很久
4.6.3. 20世纪70年代早期，贝尔实验室启动3个长期项目，试图改善这种状况
4.6.3.1. 合作研究生奖学金项目（The Cooperative Research Fellowship Program，CRFP）于1972年启动，每年资助约10个少数族裔学生攻读4年或4年以上的研究生课程，直至获得博士学位
4.6.3.2. 1974年启动的女性研究生项目（The Graduate Research Program for Women，GRPW）每年为15~20名女性提供研究生阶段的资助