Создание Linux

Мир компьютеров до Linux

К началу 1990-х годов персональный компьютер перестал быть редкостью, однако его программная среда оставалась разделенной на несколько миров. На массовых IBM-совместимых машинах преобладала MS-DOS, вскоре все заметнее становились графические оболочки Microsoft Windows. Университеты, исследовательские учреждения и крупные компании широко применяли системы семейства Unix. Эти системы обладали развитой многозадачностью, удобными средствами программирования и сетевой работы, но коммерческие версии нередко требовали дорогого оборудования и лицензий.

Unix возникла в лабораториях Bell Labs в конце 1960-х и начале 1970-х годов. Ее важнейшая особенность заключалась не в отдельном интерфейсе, а в принципах устройства: сравнительно небольшие программы можно объединять в сложные последовательности, а множество операций представлять как работу с файлами. Различные ветви Unix активно развивались, но ограничения на использование исходного кода затрудняли создание полностью доступной системы, которую каждый мог бы изучать и изменять.

На этом фоне распространялась культура свободного программного обеспечения. В 1983 году программист Ричард Столлман объявил о проекте GNU, ставившем задачу создать свободную Unix-подобную операционную систему. К началу 1990-х годов у GNU уже существовали компилятор GCC, командная оболочка Bash, редакторы и множество других инструментов. Не хватало достаточно зрелого ядра, которое могло бы связать оборудование и прикладные программы в единую работающую систему.

Линус Торвальдс и университетская среда

Линус Бенедикт Торвальдс родился 28 декабря 1969 года в Хельсинки. В детстве он увлекся программированием и постепенно приобрел опыт работы с устройством компьютеров. В 1988 году Торвальдс поступил в Хельсинкский университет. Его интересовали не только прикладные программы, но и то, как процессор выполняет команды, распределяется память, обрабатываются прерывания и взаимодействуют части операционной системы.

В начале 1991 года Торвальдс получил персональный компьютер на базе процессора Intel 80386. Возможности этого процессора, включая защищенный режим и механизмы управления памятью, позволяли создавать более сложную систему, чем простая однозадачная оболочка. На компьютере использовалась MINIX - небольшая Unix-подобная система, написанная профессором Эндрю Таненбаумом прежде всего для преподавания устройства операционных систем.

MINIX была полезна как учебная среда, но ее ограниченные возможности и условия распространения не удовлетворяли молодого разработчика. Торвальдс начал экспериментировать с переключением задач и работой терминала. Первоначально речь шла о техническом упражнении для собственного компьютера, а не о проекте, который должен был конкурировать с крупными производителями программного обеспечения.

От эксперимента к ядру

Весной и летом 1991 года отдельные опыты начали складываться в самостоятельное ядро. Ядром называют центральную часть операционной системы, отвечающую за взаимодействие с аппаратурой, распределение процессорного времени, работу с памятью, устройствами и файлами. Прикладные программы обращаются к нему через системные вызовы; само по себе ядро не заменяет ни текстовый редактор, ни компилятор, ни пользовательские приложения.

Торвальдс писал значительную часть раннего кода на языке C, обращаясь к ассемблеру там, где требовалось прямое управление процессором. Разработка шла на архитектуре 80386 и первоначально была тесно связана с особенностями конкретного персонального компьютера. Он постепенно реализовал драйвер жесткого диска, файловую систему, запуск процессов и поддержку привычных Unix-подобных инструментов.

Изначально новый проект не обладал полным набором функций и был неудобен для обычного пользователя. Даже сборка раннего ядра требовала других программных средств. Важным достижением стало то, что разработчик постепенно сумел запускать внутри своей системы инструменты GNU, в частности командную оболочку и компилятор. Это превращало отдельный эксперимент с устройствами в основу пригодной для программирования среды.

Объявление 25 августа 1991 года

25 августа 1991 года Торвальдс написал сообщение в интернет-конференцию comp.os.minix сети Usenet. Он сообщил, что работает над свободной операционной системой для компьютеров с процессорами 386 и 486, и попросил участников рассказать, какие возможности они хотели бы видеть в такой программе. Важна интонация этого обращения: автор описывал разработку как хобби и не обещал создать профессиональный продукт масштаба GNU.

Сейчас эту дату часто называют днем рождения Linux. Однако в августе публично прозвучало прежде всего объявление о работе, а не состоялся выпуск готовой системы. Интернет-сообщество разработчиков было в то время намного меньше современного; общение происходило через электронную почту, группы новостей и FTP-серверы. Тем не менее именно такие каналы позволяли программистам из разных стран быстро обмениваться замечаниями и исходными текстами.

Для новой программы Торвальдс некоторое время рассматривал имя Freax, соединявшее идеи свободы, необычности и традиционное для Unix-подобных систем окончание x. На FTP-сервере, где размещались ранние файлы, закрепилось название Linux. В нем сочетались имя автора и слово Unix. Таким образом, знакомое сегодня название не было тщательно рассчитанным коммерческим брендом: оно выросло из практики небольшой группы энтузиастов.

Первые версии: сентябрь и октябрь

17 сентября 1991 года на финском FTP-сервере была размещена версия Linux 0.01. Ее значение состояло в публикации исходного кода, доступного другим разработчикам для изучения. Пользоваться этой версией было непросто: она еще не являлась самостоятельной, удобной в установке операционной системой, а ее компиляция зависела от среды MINIX. Торвальдс позднее сам вспоминал ранний выпуск как крайне ограниченный эксперимент.

5 октября последовало сообщение о версии 0.02. К этому времени система могла выполнять ряд программ, а обсуждение проекта стало заметнее в техническом сообществе. Новые версии появлялись быстро, и пользователи стали присылать исправления ошибок и предложения. Так родился принцип разработки, при котором создание сложной инфраструктуры перестает быть исключительно делом одного автора.

Распространенное упрощение гласит, будто в 1991 году возникла полностью готовая операционная система Linux в ее нынешнем виде. На деле тогда появилось прежде всего молодое ядро. Графическая среда, надежная поддержка разнообразного оборудования, программы установки, удобные пакеты и полноценные дистрибутивы стали результатом многолетнего труда многочисленных независимых коллективов.

GNU, лицензии и смысл открытого кода

Успех проекта невозможно понять без уже существовавших свободных программ. GNU предоставлял компилятор, командную оболочку и многие стандартные утилиты. В сочетании с ядром Linux они позволили сформировать работоспособную Unix-подобную систему. Поэтому в технических и общественных дискуссиях используется также обозначение GNU/Linux - оно подчеркивает роль обоих направлений разработки. При этом термин Linux в строгом смысле относится к ядру, хотя в повседневной речи им часто называют всю систему.

Свободное программное обеспечение не обязательно означает отсутствие цены. Основная идея связана с правом запускать программу, изучать ее код, изменять его и передавать другим людям. Это отличается от ситуации, когда пользователь получает лишь разрешение выполнять закрытую программу, но не может узнать, как она устроена.

Первоначально Linux распространялась на условиях собственной лицензии Торвальдса, включавшей ограничение на коммерческое распространение. В 1992 году ядро перешло на GNU General Public License версии 2. Эта лицензия разрешает использовать, изменять и распространять код при соблюдении определенных условий, включая сохранение соответствующих свобод при распространении производных работ. Такое решение оказалось принципиальным для устойчивого международного сотрудничества.

Почему развитие стало коллективным

Большое число людей могло изучить исходный код и предложить исправление, не устраиваясь в одну компанию и не покупая право доступа к внутренним документам. В начале 1990-х годов этот процесс происходил через электронную почту и сетевые архивы; позднее появились более сложные системы управления изменениями. Торвальдс выполнял роль координатора, принимая или отклоняя предложения с учетом качества и совместимости.

Открытость сама по себе не избавляла проект от технических проблем. Изменения могли нарушать работу уже поддерживаемых устройств; требовалось согласовывать подходы к памяти, файловым системам, сетевым протоколам и безопасности. Однако возможность обнаруживать ошибки множеством независимых специалистов создала иную модель развития программного обеспечения: важнейшим ресурсом становилась кооперация.

В январе 1992 года Торвальдс публично спорил с Эндрю Таненбаумом об архитектуре ядер. Таненбаум отстаивал преимущества микроядерного подхода, при котором часть системных функций выносится в отдельные процессы. Linux развивалась как монолитное ядро с собственной эволюцией модулей и подсистем. Спор имел значение не только как столкновение мнений, но и как обсуждение фундаментального вопроса о том, как совместить надежность, производительность и сложность программной системы.

От любительского проекта к массовому применению

В начале 1990-х годов начали возникать дистрибутивы - подготовленные комплекты ядра и пользовательских программ. Среди ранних проектов были SLS, Slackware и Debian. Они решали практическую задачу: превращали разрозненные исходные файлы в систему, которую можно установить, обновлять и поддерживать. Позднее появились профессиональные компании, оказывавшие услуги по сопровождению Linux в коммерческих организациях.

Особенно важным стало использование Linux на серверах. Развитие интернета увеличило спрос на надежные системы для размещения сайтов, почты, баз данных и сетевых служб. Относительная гибкость, доступность исходного кода и поддержка стандартных протоколов помогли Linux занять заметное место на этом рынке. Со временем ядро получило поддержку многих процессорных архитектур и разнообразных устройств.

Linux также стала важной для суперкомпьютеров, научных расчетов, сетевого оборудования и встроенных электронных систем. В мобильном мире наиболее известный пример - Android, использующий модифицированное ядро Linux, хотя его пользовательская среда существенно отличается от обычных настольных дистрибутивов GNU/Linux. Эти направления нельзя напрямую приписать первоначальному замыслу 1991 года: они сформировались благодаря многолетнему развитию открытого проекта.

Влияние на программную индустрию

История Linux показала, что крупная и технически сложная программа способна развиваться не только в рамках одной закрытой корпорации. Разные фирмы могут одновременно конкурировать на рынке услуг и сотрудничать над общей технологической основой. Участие коммерческих компаний впоследствии стало заметной частью экосистемы Linux, не отменяя ее происхождения как проекта сообщества.

Опыт Linux повлиял и на распространение открытого исходного кода в других областях: в инструментах разработки, языках программирования, системах хранения данных и инфраструктуре интернета. Вместе с тем открытая лицензия не гарантирует, что любая программа автоматически безопасна, качественна или проста в использовании. Для этого необходимы тестирование, документация, ответственные сопровождающие и ресурсы на исправление ошибок.

Для исторической оценки существенно, что Linux не уничтожила коммерческие системы и не стала единственным универсальным решением. Windows сохранила важное место на персональных компьютерах, а различные Unix-подобные и специализированные платформы продолжили существование. Но Linux расширила технологический выбор университетов, компаний, государственных учреждений и отдельных пользователей, снизив зависимость от конкретного поставщика в ряде сфер.

Историческое значение 1991 года

1991 год важен как момент соединения трех тенденций: удешевления достаточно мощных персональных компьютеров, накопления свободных программных инструментов и развития сетевого обмена исходным кодом. Торвальдс создал ядро, которое решало конкретную задачу его собственного компьютера, но оказалось пригодным для расширения и коллективной доработки.

Сама по себе первая версия не могла предсказать ни масштаб будущих серверных систем, ни появление смартфонов, ни использование Linux в гигантских вычислительных центрах. Эти результаты нельзя свести к одному объявлению или одному человеку. Проект вырос благодаря усилиям тысяч программистов, разработчиков дистрибутивов, исследователей и компаний.

Поэтому точная формулировка события для исторического календаря - «Линус Торвальдс объявляет о разработке Linux и публикует первые версии ядра в 1991 году». Она отражает реальное достижение без ошибочного утверждения, будто полноценная современная операционная система возникла мгновенно. Наследие этого небольшого студенческого эксперимента состоит в создании технологического фундамента и долговечной модели международной совместной разработки.