1969 - Unix 誕生（極簡戰勝雄心）#

案件摘要#

1969 年夏天，Bell 實驗室的 Ken Thompson 在被閒置的 PDP-7（8K 記憶體）上，用組合語言寫出一個極簡作業系統——Unix。它與 Multics 的雄心相反：單一檔案樹、一切皆檔案、小工具組合、極簡核心。

\[ \text{Multics（數百萬行、一次到位）} \quad \text{vs} \quad \text{Unix（幾千行、極簡正確）}. \]

歷史上最有影響力的作業系統，誕生於一台被淘汰的二手電腦上——極簡的勝利。

前因 -- 為什麼會有這個案子#

Multics 的撤退：Bell 實驗室 1969 年退出 Multics 專案，Thompson 與 Ritchie 失去研究環境，也失去「大型系統」的信仰。
太空旅行遊戲的原始動機：Thompson 把自己的「Space Travel」遊戲移植到 PDP-7——需要檔案系統、行程管理、編輯器。遊戲逼出了作業系統。
匱乏逼出極簡：8K 記憶體裝不下任何雄心，只能保留本質。

線索與推理 -- 數學式、程式、理論#

第一條線索：一切皆檔案 (everything is a file)#

檔案、目錄、設備、行程資訊——全部是檔案描述子：

\[ \text{open / read / write / close} \quad \text{適用於一切}. \]

彌補的缺陷：早期 OS 每種設備一套專用 API，程式無法通用。統一介面讓工具組合成為可能。

第二條線索：單一階層檔案樹#

\[ / \;\subset\; \text{bin, etc, usr, home} \;\subset\; \cdots \]

從 Multics 學來的單一棵樹——所有資源的統一命名空間，路徑即唯一位址。

第三條線索：fork + exec 的行程模型#

\[ \text{fork() 複製} \;+\; \text{exec() 換身} \;=\; \text{新行程的誕生}. \]

彌補的缺陷：CTSS/Multics 的「spawn 帶一堆參數」設計複雜；fork/exec 把「建立」與「執行」拆開，反而更簡單、更可組合（shell 的重定向、pipe 都靠它）。

C 語言示範：Unix 核心三寶#

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(void) {
    /* 一切皆檔案：讀檔案與讀設備是同一組呼叫 */
    int fd = open("/etc/hostname", O_RDONLY);
    char buf[128];
    int n = read(fd, buf, sizeof(buf) - 1);
    close(fd);
    buf[n] = 0;
    printf("hostname: %s\n", buf);

    /* fork + exec：新行程的最小組合 */
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0)
        execlp("echo", "echo", "hello from child", NULL);
    else
        wait(NULL);
    return 0;
}

結案 -- 後果與影響#

1971 年第一版手冊問世（見 1971-第一版手冊與檔案系統.md）。
1973 年以 C 重寫後可移植、管道問世（見 1973-Unix以C重寫與管道.md）。
1983 年 Thompson 與 Ritchie 同獲圖靈獎——一台二手 PDP-7 上的幾千行程式碼，贏得系統科學最高榮譽。
歷史教訓：Multics 用數百萬行證明雄心的代價；Unix 用幾千行證明極簡的力量。

關鍵人物與文獻#

K. Thompson：〈UNIX Implementation〉(1978)。
D. M. Ritchie & K. Thompson：〈The UNIX Time-Sharing System〉, CACM 17(7), 1974。
相關案件：1964-System360與OS360.md、1973-Unix以C重寫與管道.md。