大家好!欢迎来到程序员选赛道系列的第一篇文章,今天我们将一起探讨黑客横行的操作系统产业。这是一个充满变革与机遇的时代,让我们从了解到认知,做出最明智的选择。
产业互联网巨头林立,跨时代的AI产业、决策驱动的数据产业、浪潮席卷的云计算产业、百家争鸣的编译器产业,千团大战到本地生活的生死竞争……这是一个永不停歇的战场,也是充满无限可能的舞台。
让我们回溯历史,讲述IBM和大型机的故事。早在1880年,美国进行了一次大规模的人口普查,由于缺乏技术手段,这项任务耗时7年半。后来,霍尔列斯发明了穿孔制表机,为这类问题提供了解决方案。他的发明奠定了IBM的基石。
IBM初始并非专注于计算机业务,而是国际商业机器的销售。随着时间的推移,沃森家族逐渐掌权,小沃森对计算机产业充满热情,看准了其巨大的市场潜力。尽管老沃森曾有过“世界上对计算机有需求的人不会超过5人”的疑问,但小沃森坚定地推动了IBM向计算机产业的转型。
1949年,小沃森逐渐掌权后,IBM开始真正涉足计算机领域。在1950年代,IBM推出了一系列大型计算机,其中IBM 704是第一个带有操作系统的机器。IBM成功抓住了时机,占据了大型机市场的70%份额。
你可能会好奇,早期的计算机没有操作系统吗?是的,早期的计算机只知道执行程序。例如ENIAC,它支持循环、分支判断语句等先进功能,但程序需要先由工程师手动输入。那时的计算机每次只执行一个输入的程序。
在IBM 704之前,除了实验室产品外,正式投入使用的计算机通常没有操作系统。IBM 704的操作系统是由通用移动公司帮助研发的GM-NAA I/O系统。这一历史背景为后来IBM在个人电脑市场的失败埋下了伏笔。
大型机主要面向银行、等企业,强调吞吐量,即单位时间处理业务的能力。早期的大型机厂商通常需要为每个机器定制操作系统。IBM在1964年自研了OS/360操作系统,并以此为基础推出了System/360大型机。这一项目的开发过程被称为IBM的一次豪赌,投入了大量人力物力。
IBM不仅在System/360上投入巨大,还自研了磁盘技术,称为DASD(Direct Access Storage Devices)。这项技术的推出进一步推动了OS/360的开发。如今,IBM在操作系统和云计算领域的布局仍在持续,显示出其在这一领域的决心和野心。
在这个充满变革的时代,我们不仅要了解历史,更要展望未来。黑客横行的操作系统产业正面临前所未有的机遇与挑战。让我们一起探索、认知,做出最正确的选择,共同迎接这个充满无限可能的未来。在科技世界的深邃宇宙中,我们可以从图中看到一台机器,它外观与今日的硬盘颇为相似。当时,支撑磁盘的操作系统被称作DOS(Disk Operating System),而那些专为磁带设计的系统则称为 TOS(Tape Operating System)。于是,早期的OS/360便以BOS/360的身份问世,即基础操作系统(Basic Operating System)。随着发展,它逐渐分化为DOS/360和TOS/360。
如今,我们已不再根据硬件差异来定制系统。相反,我们通过驱动程序驱动硬件工作,这种方式更像是对硬件的支持以插件的形式存在。
回溯历史,IBM在1957年为支持大型机的运作推出了Fortran(Formula Translation)语言。这是一种专为数值计算设计的语言,旨在更好地支持业务逻辑处理。计算机、语言、操作系统,这三要素在早期计算机中占据重要地位。只要这三方面做得好,便能占领市场。那个时代的操作系统是作业式的,像处理任务一样,其核心是一个任务调度器。完成任务后,再处理下一个。虽然IBM当时还未涉足分时操作系统的开发,即多个任务轮流调度的模型,但为后续Unix系统的前身Multics的出现奠定了基础。
让我们来谈谈大型机与超级计算机的区别。超级计算机的计算能力远超其他计算机,每秒计算量达到万亿次。通常,超级计算机用于处理科学问题。例如,淘宝双11的订单量虽达10亿量级,从计算量上看似乎很庞大,但实际上,一台手机可能就足以处理订单状态的计算。真正考验的是I/O处理能力、大量事务带来的压力以及保证一致性、可用性和分区容错性的系统性工作量。对于没有阿里巴巴那样分布式集群的公司来说,购买大型机是一个较为合理的选择。IBM的大型机如z15每天能处理1万亿笔订单,内部可部署240万个Linux容器。银行交易、航班处理、税务等基本都由大型机管理。虽然大型机价格昂贵,但其硬件、软件及一年的维护费用上亿也是正常的投资。
IBM是一家有着百年历史的商业驱动公司,因其偏爱蓝色而被戏称为Big Blue(蓝巨人)。IBM的巨头们有魄力押注计算机时代的来临,雇佣了6万名员工,开了五个工厂,几乎投入了全部积累的财富,使得IBM占据了90%的大型机市场。
Unix:从操作系统到架构标准的蜕变之路
时至今日,Unix已不再仅仅代表某种操作系统,而是一套公认的、大家广泛认可的架构标准。这一转变的背后,得益于其开源的特性,使得Unix版本繁多且复杂。
从大型机到个人电脑,Unix及其衍生系统一直扮演着重要的角色。看那张图,绿色代表开源版本,黄色是混合版本,红色则是闭源版本。这其中,有适用于大型机的版本,也有工作站和个人电脑的版本。Mac OS、SunOS、Solaris等都是个人电电脑和工作站的典型代表。而HP-UX更是曾在大型机操作系统领域占据一席之地。
虽然Linux系统并非Unix,但其设计参考了Unix,并遵循其规范,继承了众多好用的工具,被人们称为unix-like操作系统。
回顾历史,个人电脑的兴起始于大型机的盛行。其中,1975年MITS公司的Altair 8800是最早受到广泛关注的个人电脑。这款机器推出了套餐选项,价格仅为$439。创始人ED Roberts和投资人最初预计售出800台,但令人惊讶的是,第一个月就卖出了1000台。尽管Altair 8800当时没有显示器、声音和键盘,硬件也不是自家的,但通过开关进行编程和执行简单程序,通过观察信号灯查看输出,仍然吸引了大量爱好者购买。
看到个人电脑的巨大需求后,许多公司开始涉足这一领域。IBM这样的大企业也意识到了商机。与此年轻的乔布斯和沃兹尼亚克共同设计了Apple I电脑。沃兹尼亚克在聚会上被乔布斯的梦想点燃,当晚就制作了Apple I的设计图。尽管Apple I最初只提供一块板,没有键盘、显示器等设备,但它的销量仍然令人惊讶。
Apple I虽然商业上并不十分成功,但乔布斯继续说服投资人生产Apple II。这款电脑让乔布斯身价暴增,并在两年内达到了过亿的身价。Apple II已经是一个完整的机器,带有自研的操作系统和沃兹尼亚克编写的简单的BASIC语言解释器。后来,Apple公司采购了一家小公司的系统,即为著名的Apple DOS操作系统,并增加了文件浏览器功能。
微软与盖茨团队迎来重要机遇。在IBM的目光聚焦下,他们不仅成功获得了IBM的信任,更因Digital Research的拒绝而激发了他们的斗志。盖茨对此机会极为重视,尽管微软当时尚未拥有操作系统,但他与艾伦联手,迅速制定了一个策略:购买另一公司的86-DOS操作系统,并将其授权给IBM。微软为此支付了5万美元,随后便开始了与IBM的合作。这段历程中充满了曲折与传奇,感兴趣的朋友们可以深入探索其中的故事。
经过一年的努力,Project Chess小组成功完成了使命,推出了IBM个人电脑,其外观酷似APPLE II,并命名为Personal Computer,即我们今天所称的PC。86-DOS也更名为PC DOS,IBM的加入为PC市场带来了巨大的推动力,让更多人接触并了解到个人电脑。
随着市场的繁荣,微软的地位也随之提升。每销售一台PC,微软虽然不直接获利,但他们保留了PC DOS的版权,并获得了为IBM开发核心系统的合同。盖茨预见到,随着IBM的引领,其他厂商将纷纷进入这一市场,需要PC DOS的他们会为微软带来稳定的收入。
果不其然,康柏公司在短短几个月内模仿IBM PC,推出了兼容产品,价格更为亲民。这引发了整个产业的竞争,各种商家纷纷效仿IBM PC,市场陷入价格战。而微软则坐收渔翁之利,专注于操作系统的研发与销售,推出了PC DOS的保真版MS-DOS。十年后,微软与IBM的合作关系走向终点。
微软首个视窗操作系统诞生于1985年,之后更是被IBM要求开发竞品OS/2。尽管微软内心并不情愿,但也无法得罪强大的IBM。这种情况一直持续到上世纪末,随着Windows 95和Windows XP的发布,微软逐渐摆脱IBM的影响,并成长为全球最大的操作系统公司。
微软的成功一方面源于市场的需求,他们成功抓住了视窗操作系统的机遇;另一方面也离不开IBM的帮助。随着微软的发展壮大,Linux这一开源力量也逐渐崭露头角。Unix的出现吸引了许多商业公司的加入,部分公司选择封闭源代码并公开销售修改过的Unix版本,这一做法引起了众多黑客的不满。理查德·斯托曼和林纳斯便是其中的代表人物。
Linux衍生出了许多不同的版本,它们的分布如同绚烂的星图,展示着技术的多元与活力。数据来源于W3Techs.com的2020最新报告。在这个大家族中,Ubuntu源自Debian,它的桌面体验如诗如画,令我为之倾倒。我用Ubuntu编写程序,背后有商业巨头Canonical的支持,还有广大社区的热情参与。Centos则是源于Red Hat企业的Linux(RHEL),由于其在商用领域提供的全面硬件和软件支持,它在我国的互联网企业中颇受欢迎。而Debian,作为Ubuntu的源头,是一个纯粹的社区产品,深受自由软件精神的驱动,提供了丰富的自由软件资源。Debian也有其争议之处,例如过于松散的发行周期、漫长的漏洞修复周期等。
在移动领域,Android大放异彩。尽管乔布斯的苹果电脑未能战胜微软的操作系统,但苹果手机却独领风骚,占据了全球三分之二的手机利润。Google收购了Android公司,成功复制了微软的成功之路。这一次,微软似乎稍显迟缓,错过了这个移动互联网的黄金时代。
Android的成功有其独到之处。它是基于Linux的免费改造,手机厂商无需支付额外费用即可使用。Google则通过Google移动服务实现变现,Google Play应用商店、Google搜索服务以及Google地图三项业务一年便能带来可观的营收。Android是开源的,各大厂商可以基于其进行个性化定制。Android系统的稳定性得到了业界的认可,崩溃率极低。其应用生态的通用性也是一大优势,用Android技术开发的App可以在各大手机品牌上畅通无阻。
总结历史发展,IBM凭借大型机的豪赌一直盈利至今。苹果依靠个人电脑崛起,通过智能手机成为商业巨头。微软借助IBM的扶持,在个人电脑浪潮中崭露头角,成为最大的PC操作系统厂商。而Google凭借开源的Android成为移动端操作系统的王者。在这几十年的商海中风云变幻,学术界和黑客们以自由软件运动为核心的社区文化也应运而生。操作系统经历了百家争鸣和残酷淘汰的阶段,最终留下Windows和Unix系。Unix系操作系统包括Unix、Linux、Mac OS和Android。它们背后的故事充满了黑客精神,硅谷的车库曾是造轮子的工作室,比尔盖茨和乔布斯也曾为Coding熬夜加班。但成功的关键不仅是这些,更重要的是时机。我们应该努力储备知识,静待时机的到来。 |