Historia ya Unix na Linux: Kuanzia 1969 hadi sasa

Historia fupi ya Unix na Linux

Historia ya Unix na Linux ni mjadala mrefu kuhusu nani anaruhusiwa kumiliki source code. Unix ilianza katika Bell Labs mwaka 1969. Linux ilianza Helsinki mwaka 1991 na haishiriki hata kidogo source code hiyo ya awali. Kilichosafiri kati yao ni usanifu na seti ya interfaces zilizochapishwa: files, processes, pipes, na shell inayounganisha programu ndogo ndogo pamoja. Unix ilienea kupitia vyuo vikuu katika miaka ya 1970 kwa sababu makubaliano ya antitrust ya mwaka 1956 yaliizuia AT&T (American Telephone and Telegraph) kuuza programu, hivyo Bell Labs ilitoa leseni ya source code kwa bei nafuu badala yake. Unix ilifikia kila mahali huku ikiwa haimilikiwi na mtu yeyote nje ya AT&T, na migogoro ya leseni iliyofuata ndiyo iliyoamua ni mfumo upi wa bure wa aina ya Unix ambao hatimaye uliishia kwenye server rack yako.

1969: PDP-7 ya ziada, na mawazo yaliyodumu

Bell Labs ilijiondoa kwenye mradi wa Multics mwaka 1969. Multics (multiplexed information and computing service) ulikuwa mfumo mkubwa wa time-sharing ulioundwa kwa ushirikiano na MIT pamoja na General Electric, na maabara hiyo iliamua kuwa mfumo huo ulikuwa mkubwa mno kukamilika. Ken Thompson alihifadhi mawazo aliyoyapenda na kuacha mengine, akaandika mfumo mdogo wa time-sharing kwenye kompyuta ndogo ya PDP-7 iliyokuwa imeachwa. Dennis Ritchie alijiunga naye. Jina Unix lilikuwa mzaha dhidi ya Multics.

Mwaka 1970 mfumo huo ulihamishiwa kwenye PDP-11 ambayo maabara hiyo ilinunua kwa ajili ya wachapaji wa idara ya hataza, kwa sababu kifaa cha kuchakata maandishi kilikuwa rahisi kupata ufadhili kuliko mfumo wa uendeshaji. Mashine hiyo ilikuwa na 24 KB ya core memory, iliyogawanywa kati ya mfumo na programu za watumiaji. Ajali hiyo ya ufadhili ndiyo sababu mwongozo wa kwanza wa Unix, wa Novemba 1971, ulikuwa mkusanyiko wa nyaraka zilizopangiliwa, na ndiyo sababu bado unaandika man 5 crontab. Namba za sehemu katika mwongozo huo ndizo namba za sehemu zilizopo kwenye mwongozo wako.

Mabadiliko mawili yalifanya usanifu huo kuwa wa kudumu. Pipes zilianzishwa katika Version 3 mwaka 1973, kwa sababu Doug McIlroy alikuwa amebishana kwa miaka mingi kuwa unapaswa kuweza kuunganisha programu mwisho hadi mwisho, na Thompson akaongeza operator wa | ili pato la programu moja liwe ingizo la programu inayofuata. Kisha Version 4, baadaye mwaka 1973, iliandikwa upya kwa lugha ya C. Mfumo wa uendeshaji ulioandikwa kwa lugha inayoweza kuhamishika unaweza kuhamia kwenye vifaa ambavyo haukuandikiwa awali, na ndiyo sababu Unix ilidumu zaidi ya kila mashine iliyoanza nayo.

Kwa nini Unix ilienea: AT&T ilikatazwa kuiuza

Amri ya mahakama ya mwaka 1956 ilimaliza kesi ya kupinga ukiritimba dhidi ya AT&T. AT&T ilihifadhi ukiritimba wake wa simu na kukubali masharti fulani: ilipaswa kujiepusha na biashara nyingine zisizo za mawasiliano. Programu za kompyuta zilikuwa miongoni mwa biashara hizo. Kwa hiyo, vyuo vikuu vilipoomba Unix, Bell Labs haikuweza kuiuza kama bidhaa. Ilitoa leseni ya source code kwa ada ndogo, bila msaada wa kiufundi na bila dhamana yoyote.

Matokeo yake yalikuwa makubwa, na hayakuwa yale yaliyokusudiwa na AT&T. Sixth Edition Unix, iliyotolewa mwaka 1975, ilifika katika mamia ya idara za sayansi ya kompyuta ikiwa na source code kamili. John Lions katika Chuo Kikuu cha New South Wales alichapisha source code hiyo ya kernel pamoja na ufafanuzi wa kila mstari na kuifundishia. Kizazi kizima kilijifunza jinsi mfumo wa uendeshaji unavyofanya kazi kwa kusoma mfumo halisi.

Kisha leseni ikabadilika. Leseni ya Seventh Edition ya mwaka 1979 ilikataza kutumia source code hiyo madarasani, hivyo ufafanuzi wa Lions ulisambazwa kama nakala za fotokopi. Hii ndiyo sura ya hadithi nzima. Unix ilikuwa kila mahali na wakati huo huo haikuwa huru, kwa hivyo kila maboresho yaliyofanywa na mtu yeyote yalikuwa maboresho ya kanuni za umiliki za mtu mwingine.

Berkeley: sehemu za Unix unazozitumia kila siku

Ken Thompson alitumia mwaka wa masomo wa 1975 hadi 1976 katika Chuo Kikuu cha California, Berkeley, na akaacha kundi hai sana la Unix nyuma yake. Kundi la Utafiti wa Mifumo ya Kompyuta (CSRG) la Berkeley lilisafirisha kanda zenye maboresho ya ndani, na kanda hizo zikawa BSD, yaani Berkeley Software Distribution. Bill Joy aliandika sehemu kubwa ya kazi za awali: 1BSD mnamo 1978, kisha 2BSD mnamo 1979 iliyokuwa na kihariri cha vi na C shell.

C shell ndipo !! na !$ zinapotoka. Bash ilirithi sintaksia hiyo, ndiyo maana upanuzi wa historia ya bash bado unawashangaza watu wanaoandika alama ya mshangao ndani ya alama za kunukuu miaka arobaini na zaidi baadaye.

DARPA (Wakala wa Miradi ya Utafiti wa Juu wa Ulinzi wa Marekani) kisha ililipa Berkeley kuweka itifaki mpya za mtandao ndani ya Unix. 4.2BSD, iliyotolewa mnamo Agosti 1983, ilisafirisha TCP/IP (transmission control protocol over internet protocol) na kiolesura cha programu cha socket. Kila huduma ya mtandao kwenye seva yako bado huita socket(), bind(), listen() na accept() kwa mpangilio huo, kwa sababu Berkeley ilichagua majina hayo mnamo 1983.

Maelezo moja yaliyoamua muongo uliofuata. Kanda ya BSD haikuwa mfumo kamili. Ilikuwa seti ya nyongeza kwa Unix ya AT&T, na ulihitaji leseni halali ya chanzo cha AT&T ili kuiendesha kisheria. Berkeley ilibadilisha sehemu za AT&T na msimbo wake yenyewe kwa miaka kadhaa, faili kwa faili. Ikiwa ubadilishaji huo ulikuwa kamili kweli ndilo swali lililopelekwa mahakamani baadaye.

1984: kuvunjwa kwa mfumo, kisha vita vya Unix

Bell System ilivunjwa tarehe 1 Januari 1984, na amri ya mahakama iliyokuwa ikizuia AT&T kufanya biashara ya programu iliondolewa. AT&T sasa iliweza kuuza Unix kama bidhaa, na ikafanya hivyo. Leseni za chanzo cha programu (source licenses) za kibiashara zilikuwa ghali, hivyo Unix iliacha kuwa kitu cha bei nafuu ambacho vyuo vikuu viliwapa wanafunzi.

Wauzaji walikuwa tayari wamefanya fork ya mfumo huo. Kila kampuni ya workstation ilisafirisha Unix yake yenyewe kwenye vifaa vyake, hivyo kufikia mwishoni mwa miaka ya 1980, programu iliyoandikwa kwa ajili ya mfumo mmoja ilihitaji kufanyiwa porting ili ifanye kazi kwenye mfumo mwingine. Sekta hiyo iligawanyika katika kambi mbili za viwango mwaka 1988, Open Software Foundation kwa upande mmoja na Unix International kwa upande mwingine, na walitumia miaka mingi wakisafirisha mifumo isiyooana huku wakibishana kuhusu ni Unix ipi iliyo ya kweli.

POSIX (portable operating system interface) ilitokana na fujo hiyo. IEEE 1003.1 ilichapishwa mwaka 1988, na iliandika kile ambacho mfumo wa aina ya Unix lazima ufanye: system calls, tabia ya shell, utilities za kawaida, na interfaces za C library. Hili ni muhimu zaidi kuliko linavyosikika, kwa sababu kiwango ni maelezo ya kiufundi (specification) na hakuna leseni inayokihusu. Miaka mitatu baadaye, mwanafunzi mmoja aliandika kernel kwa kufuata nyaraka hizo.

Minix, na pengo ililoliacha

Andrew Tanenbaum alitoa Minix mnamo 1987 kama mfumo wa kufundishia kwa kitabu chake cha mifumo ya uendeshaji. Minix ulikuwa mfumo mdogo wa aina ya Unix, source code ilikuja na kitabu hicho, na uliweza kufanya kazi kwenye PC za bei nafuu ambazo wanafunzi walimiliki. Ilikuwa halali kusoma mfumo huu darasani, jambo ambalo Seventh Edition Unix haikuwa tena.

Minix ilibaki ndogo kwa makusudi, kwa sababu ilibidi ieleweke ndani ya kitabu, na Tanenbaum alikataa viraka (patches) ambavyo vingefanya mfumo huo kuwa wa uzalishaji (production system). Leseni pia haikuwa huru: ulinunua kitabu, na kusambaza upya Minix uliyobadilisha haikuwa uamuzi wako wa kufanya. Kwa hivyo kufikia 1991, mwanafunzi angeweza kusoma kernel inayofanya kazi ya aina ya Unix lakini hakuweza kujenga chochote cha kudumu juu yake.

GNU ilikuwa na kila kitu isipokuwa kernel

Richard Stallman alitangaza mradi wa GNU mnamo Septemba 1983, akilenga mfumo kamili wa bure unaofanana na Unix. Kufikia 1991, GNU ilikuwa imetengeneza sehemu nyingi zinazozunguka kernel: compiler ya GCC, maktaba ya GNU C, binary utilities, na bash, shell ambayo Brian Fox aliandika mnamo 1989 na ambayo ndiyo shell inayokuanzishia kikao kwenye seva yako hadi leo. Kernel ya GNU, Hurd, ndiyo sehemu iliyokuwa ikichelewa kila mara.

GNU General Public License toleo la 2 ilichapishwa mnamo Juni 1991. Kanuni yake ni fupi. Unaweza kutumia msimbo huo na kuubadilisha, na ukisambaza matokeo yake, lazima usambaze msimbo wa chanzo (source code) chini ya masharti yaleyale. Kanuni hiyo inakuwa kiini cha hadithi hii katika sehemu mbili zijazo.

Agosti 1991: chapisho kwenye comp.os.minix

Mnamo tarehe 25 Agosti 1991, mwanafunzi mmoja kule Helsinki alituma chapisho kwenye kundi la Usenet la comp.os.minix:

Hello everybody out there using minix -

I'm doing a (free) operating system (just a hobby, won't be big and
professional like gnu) for 386(486) AT clones.

Toleo 0.01 lilitolewa mnamo Septemba 1991. Halikushiriki kanuni (code) yoyote na Unix wala Minix. Lilikuwa kernel mpya kwa ajili ya 386, iliyotengenezwa kwenye mashine ya Minix, iliyoandikwa kulingana na viwango vya POSIX, na kuunganishwa na zana za GNU zilizokuwepo tayari. Tanenbaum alimwambia Torvalds mnamo Januari 1992 kwamba kernel ya aina ya monolithic ilikuwa muundo uliopitwa na wakati. Alikuwa na hoja ya msingi kuhusu usanifu, lakini Torvalds alikuwa akijibu swali tofauti: ni nini kinachofanya kazi vizuri kwenye kompyuta moja ya bei nafuu anayomiliki mwanafunzi.

Mnamo Februari 1992, toleo 0.12 lilipewa leseni upya chini ya GPL. Tangu wakati huo, Torvalds ameliita hilo kuwa uamuzi wake bora zaidi. Leseni ya awali ya Linux ilikataza malipo yoyote ya kifedha, jambo ambalo lingezuia wauzaji wa CD na makampuni ya usaidizi yaliyofuata. GPL iliruhusu biashara huku ikilazimisha kila mabadiliko yaliyosambazwa kurudishwa kwenye mti mmoja wa pamoja wa maendeleo.

Kesi ya kisheria: Aprili 1992 hadi Februari 1994

Berkeley ilitoa Networking Release 2 (Net/2) mnamo Juni 1991: ilikuwa mfumo kamili wa BSD, huku faili zilizotokana na AT&T zikiwa zimeondolewa. Faili sita za kernel zilikuwa hazipo. Bill na Lynne Jolitz waliandika mbadala wake na kutoa 386BSD 0.0 mnamo Machi 1992, kisha 386BSD 0.1 mnamo 14 Julai 1992. BSD huru, kamili, na iliyokomaa kwa ajili ya 386 ilikuwepo sasa, wakati uleule ambao Linux ilikuwa bado ni kernel ya burudani tu. Berkeley Software Design, Inc. (BSDi) iliuzia watu toleo la kibiashara lililokuwa na usaidizi, BSD/386, na kuitangaza kwa namba ya simu 1-800-ITS-UNIX.

Mnamo Aprili 1992, Unix System Laboratories (USL), kampuni tanzu ya AT&T iliyokuwa ikimiliki Unix wakati huo, iliishitaki BSDi katika mahakama ya shirikisho huko New Jersey kuhusu siri za kibiashara na chapa ya biashara ya Unix. Kesi hiyo ilirekebishwa baadaye ili kuwajumuisha Regents wa Chuo Kikuu cha California. Chuo Kikuu kilifungua kesi ya kupinga huko California mnamo 1993, kikidai kuwa AT&T ilikuwa imesambaza code za Berkeley ndani ya System V bila kutoa sifa iliyohitajika na leseni yake yenyewe.

Msingi wa kisheria ulianza kusambaratika mnamo 1993. Jaji Dickinson Debevoise alikataa kuipa USL amri ya muda ya kuzuia (preliminary injunction), akiona kuwa madai ya hakimiliki ya USL juu ya code za zamani za 32V pengine hayakuwa halali, kwa sababu AT&T ilikuwa imesambaza code hizo kwa miaka mingi bila notisi za hakimiliki. Novell ilinunua USL kutoka kwa AT&T katikati ya 1993, na uongozi wa Novell ulitaka pambano hilo limalizike. Kesi ilitatuliwa mnamo Februari 1994. Kati ya takriban faili 18,000 katika usambazaji wa Berkeley, tatu ziliondolewa na karibu sabini zikaongezewa notisi za hakimiliki za USL.

Berkeley ilitoa 4.4BSD-Lite mnamo Juni 1994 na ilikuwa safi kisheria. FreeBSD na NetBSD, zote zikianzishwa mnamo 1993 kwa kutumia code za Net/2 zilizokuwa na mgogoro, zililazimika kujenga upya mifumo yao kwenye msingi huo mpya, jambo lililochukua muda mwingi wa mwaka 1994. Linux 1.0 ilitolewa mnamo Machi 1994, katikati ya ujenzi huo upya.

Kwa nini Linux ilitawala seva badala ya BSD?

Kesi ya kisheria ndiyo jibu maarufu, na ni sehemu ya jibu hilo. Kati ya Aprili 1992 na Februari 1994, yeyote aliyekuwa akichagua Unix ya bure kwa ajili ya bidhaa alilazimika kupima madai ya kisheria kutoka kwa mawakili wa AT&T dhidi ya kernel kutoka kwa mwanafunzi wa Kifini ambayo hakuna mtu angeweza kuishtaki. Hiyo ilikuwa kipindi kamili ambapo mtandao (web) uliibuka na wakati ambapo Linux distributions za kwanza zilipoonekana: Slackware mnamo Julai 1993, Debian mnamo Agosti 1993, kisha Red Hat na SUSE.

Mambo mengine manne yalikuwa muhimu kama kesi hiyo ya mahakamani.

• Vifaa (Hardware). Linux ililenga PC ya kawaida ya 386 tangu mstari wake wa kwanza wa msimbo, na hiyo ndiyo hardware iliyokuwa nafuu. Kitovu cha BSD kilikuwa VAX na workstation, na port ya 386 ilikuwa juhudi ya nje ya watu wawili.
• Leseni. GPL inahitaji kampuni inayosafirisha kernel iliyorekebishwa kuchapisha mabadiliko yake, kwa hivyo kazi ya wachuuzi ilirudi kwenye mti mmoja. Leseni ya BSD inaruhusu kampuni kuweka mabadiliko yake kuwa ya siri, na makampuni yalifanya hivyo.
• Mfumo wa maendeleo. Torvalds aliunganisha viraka (patches) kutoka kwa watu wasiojulikana haraka na kutoa matoleo mara kwa mara. 386BSD ilitoa matoleo polepole kiasi kwamba watumiaji wake wenyewe walifanya fork mara mbili mnamo 1993, kuwa NetBSD na FreeBSD, na tena kuwa OpenBSD mnamo 1995.
• Kasi ya ukuaji (Momentum). Watengenezaji huenda mahali ambapo watengenezaji wengine tayari wapo, na viendeshi (drivers) huandikwa kwa mfumo ambao una watumiaji wengi zaidi.

Kuwa mkweli kuhusu swali la kiufundi. BSD mnamo 1994 ilikuwa mfumo uliokamilika zaidi, ikiwa na msingi thabiti, historia iliyoandikwa, na msimbo wa mtandao ambao Linux ilitumia miaka mingi kuufikia. Hakuna mtu aliyechagua Linux mnamo 1994 kwa sababu ilikuwa bora. Watu walichagua kwa sababu ilikuwa inapatikana, haina vikwazo, inaendeshwa kwenye hardware waliyokuwa nayo tayari, na ilikuwa ikiboreka kila wiki.

Yale ambayo BSD ilihifadhi, na mahali inapofanya kazi sasa

BSD iliendelea kuwepo. Kilichopotea ni nafasi yake ya kuwa mfumo chaguo-msingi. Ushahidi wa wazi zaidi upo kwenye mashine yako mwenyewe: mradi wa OpenBSD uliandika OpenSSH mnamo 1999, na ndiyo seva ya SSH inayopatikana kwenye karibu kila mfumo wa Linux unaosambazwa leo, ndiyo maana tabia za ufunguo wa SSH zinazofaa kujifunza ni sawa katika familia zote mbili.

Netflix hutoa video kutoka kwa vifaa vinavyotumia FreeBSD. Junos, mfumo wa uendeshaji kwenye ruta za Juniper, kimsingi ni FreeBSD. Programu ya mfumo wa PlayStation inatokana na FreeBSD. macOS na iOS za Apple hubeba msimbo wa BSD ndani ya kernel na kote kwenye userland. Leseni ya wazi iliyoifanya BSD kupoteza mti wa seva ulioshirikiwa, iliweka msimbo wa BSD ndani ya vifaa vingi ambavyo havitaji kamwe uwepo wake.

Ikiwa unafanya chaguo leo, swali ni la kivitendo badala ya kihistoria. Kulinganisha Linux na FreeBSD kama seva kunategemea ZFS, jails, mti wa ports, na kiasi gani cha programu za wahusika wengine kinachodhani kuwa Linux ndiyo msingi. FreeBSD 15 kama seva ni mfumo wa sasa na unaodumishwa badala ya kuwa maonyesho ya makumbusho. Na Linux dhidi ya Windows Server ni swali tofauti ambalo jibu lake hutegemea mfumo wako wa programu.

Muundo wa mwaka 1969 unaoutumia kwenye VPS leo

Kila moja ya haya ni ya zamani kuliko watu wengi wanaoyatumia.

• Pipe. who | wc -l huhesabu watumiaji walioingia kwenye mfumo kwa sababu Version 3 Unix ya mwaka 1973 iliruhusu matokeo ya programu moja kuwa ingizo la programu nyingine.
• Sehemu za mwongozo (manual sections). man 1 ls na man 5 crontab hutumia mfumo wa namba kutoka kwenye mwongozo wa Novemba 1971.
• Mgawanyo wa mfumo wa faili. /usr upo kwa sababu diski ya root kwenye ule PDP-11 ilijaa mwaka 1971 na watengenezaji wakahamishia faili kwenye diski ya pili. Usambazaji wa sasa umefuta mgawanyo huo: endesha ls -ld /bin kwenye Ubuntu 24.04 au Debian 13 na utapata symbolic link inayoelekea usr/bin.
• Socket calls. Berkeley waliandika hizi kwa ajili ya 4.2BSD mwaka 1983, na kila network daemon bado huzitumia.
• POSIX. Script ya #!/bin/sh iliyoandikwa kulingana na kiwango hiki huendeshwa bila mabadiliko kwenye Linux, FreeBSD, macOS, na Solaris, kwa sababu kiwango hicho ndicho kitu ambacho vyote vimetekeleza.

Unapokodisha virtual private server na kuingia kwenye mfumo, unaandika kwenye interface iliyoundwa kwa ajili ya mashine yenye 24 KB ya kumbukumbu na idara ya hataza ya kuhudumia. Ilistahimili kwa sababu interface hiyo ilichapishwa, ikajadiliwa, ikafanyiwa viwango, na kisha kutekelezwa upya kuanzia mwanzo na watu ambao hawakuruhusiwa kamwe kuona msimbo wa asili.

FAQ

Je, Linux ina msimbo wowote wa asili wa Unix?

Hapana. Linus Torvalds aliandika kernel hiyo kuanzia mwanzo mnamo mwaka 1991, akilenga violesura vya POSIX badala ya msimbo wowote wa AT&T. Urithi wa Unix ni muundo na kiolesura kilichochapishwa: faili, michakato (processes), mabomba (pipes), na majina ya system calls. Zana za GNU zinazozunguka kernel hiyo pia ziliandikwa kuanzia mwanzo, kuanzia mwaka 1983. Uhuru huo ndio sababu kesi ya AT&T kuhusu msimbo wa BSD haikuwahi kuigusa Linux hata kidogo.

Kesi ya AT&T dhidi ya BSD ilitokea lini, na je, iliuua mfumo wa BSD?

USL, kampuni tanzu ya AT&T iliyomiliki Unix, ilishtaki BSDi mwezi Aprili 1992 na baadaye ikajumuisha Chuo Kikuu cha California kama mshtakiwa. Mnamo mwaka 1993, jaji alikataa amri ya muda ya kuzuia (preliminary injunction), akishikilia kuwa madai ya hakimiliki juu ya msimbo wa zamani wa 32V huenda hayakuwa halali. Novell ilinunua USL katikati ya mwaka 1993 na kumaliza kesi hiyo mwezi Februari 1994, ambapo faili tatu kati ya takriban 18,000 ziliondolewa na karibu faili sabini zikapewa notisi mpya za hakimiliki. Kesi hiyo haikuua BSD. Ilisimamisha utumiaji wa BSD kwa miaka miwili ambapo dunia ilikuwa ikichagua mfumo huru wa Unix.

Kwa nini Linux ilichukua nafasi ya seva badala ya BSD?

Uhakika wa kisheria ulikuwa sababu moja: katika kipindi cha 1992 na 1993, Linux haikuwa na kesi yoyote wakati BSD ilikuwa na kesi moja. Sababu nyingine zilikuwa 386 kama lengo tangu siku ya kwanza, GPL kuvuta mabadiliko ya wachuuzi kurudi kwenye mti mmoja, na mchakato wa kuunganisha (merge) uliokuwa wa haraka vya kutosha kuwafanya wachangiaji waendelee kuvutiwa wakati 386BSD ilipogawanyika katika njia tatu. Ubora wa kiufundi haukuwa kigezo cha kuamua, kwa sababu BSD ndiyo iliyokuwa mfumo uliokamilika zaidi mnamo 1994.

Je, FreeBSD bado inafaa kutumika leo?

Ndiyo, na kwa sababu za msingi: ZFS iliyounganishwa na mfumo wa msingi, jails kama mfumo madhubuti wa kutenga (isolation model), mfumo wa msingi uliotengenezwa kama kitengo kimoja kinachoeleweka, na nyaraka zinazobaki kuwa sahihi. Gharama yake ni kazi ya utangamano (compatibility), kwa sababu programu nyingi za seva za wahusika wengine, zana za container, na usaidizi wa wachuuzi huchukulia kuwa unatumia Linux. Chagua FreeBSD wakati utendaji wake wa hifadhi na mtandao unahalalisha gharama hiyo, badala ya kuichagua kwa sababu ya uaminifu kwa ukoo wa zamani.