Multics 项目启动：现代操作系统的黎明

1964 年 11 月，计算机科学史上一个里程碑式的时刻悄然到来——Multics（Multiplexed Information and Computing System，多任务信息与计算系统）项目正式启动。这一由麻省理工学院（MIT）、贝尔实验室和通用电气（GE）联合发起的宏伟计划，不仅是一次技术上的大胆尝试，更奠定了现代操作系统的基石。在那个计算机还被视为庞然大物、仅供少数专家使用的年代，Multics 的诞生预示着一个新时代的开启：计算机将走向大众，成为日常工具。

背景与动机：从单一到共享的跨越

在 20 世纪 60 年代初期，计算机系统大多采用批处理模式，用户需要将程序和数据提交给操作员，等待数小时甚至数天才能得到结果。这种低效的方式严重限制了计算机的普及和应用。与此同时，分时系统（Time-Sharing System）的概念开始兴起，它允许多个用户通过终端同时访问一台计算机，实现资源的共享和高效利用。MIT 的 CTSS（Compatible Time-Sharing System）项目已经证明了分时技术的可行性，但该系统仍存在局限性，例如缺乏安全性和可扩展性。

正是在这样的背景下，MIT、贝尔实验室和通用电气决定联手打造一个更先进的分时系统。Multics 的目标是创建一个“计算工具”，能够支持数百名用户同时工作，提供可靠的文件存储、安全保护和动态资源分配。这一愿景在当时堪称革命性，因为它挑战了计算机作为“孤岛”的传统观念，转而强调协作与共享。

项目启动与核心设计理念

1964 年 11 月，三方正式签署合作协议，Multics 项目拉开帷幕。项目名称“Multiplexed Information and Computing System”直指其核心：多路复用信息与计算资源。设计团队由来自 MIT 的 Fernando Corbató、贝尔实验室的 Victor Vyssotsky 等顶尖专家领衔，他们汲取了 CTSS 的经验，但决心构建一个更完善的系统。

Multics 的设计理念围绕几个关键原则展开：

• 多用户与多任务：系统允许数十甚至数百名用户通过终端同时登录，每个用户都可以运行多个程序，实现真正的并行处理。
• 分层文件系统：引入类似现代目录树的结构，支持文件的组织、共享和保护，这是对早期扁平文件系统的重大改进。
• 虚拟内存与动态链接：采用分页技术实现虚拟内存，让程序可以突破物理内存限制；动态链接库则提高了代码复用性。
• 安全机制：内置访问控制列表（ACL），确保用户数据隐私，这在当时是前所未有的创新。

这些设计不仅解决了 CTSS 的痛点，还预见了未来操作系统的需求。例如，Multics 的文件系统直接影响了 Unix 的设计，而其安全理念则为后来的多用户系统树立了标杆。

技术挑战与突破

Multics 的开发并非一帆风顺。项目初期，团队面临硬件和软件的双重挑战。通用电气负责定制硬件——GE-645 大型机，这是一台基于 36 位架构的复杂机器，专为支持 Multics 的虚拟内存和多任务功能而设计。然而，硬件延迟和性能问题一度拖慢进度。

在软件方面，编写一个稳定、高效的操作系统内核是核心任务。团队采用了 PL/I 编程语言，这是当时的新兴语言，旨在结合 Fortran 的科学计算能力和 COBOL 的商业处理特性。但 PL/I 的复杂性导致开发周期延长，代码量庞大（最终超过 100 万行），调试困难重重。

尽管如此，Multics 团队取得了多项突破。例如，他们实现了基于硬件的内存保护机制，防止用户程序相互干扰；还开发了早期版本的命令行解释器，使用户能够交互式地控制系统。这些创新不仅推动了项目前进，还为后续操作系统提供了宝贵经验。到 1969 年，Multics 在 MIT 投入试运行，初步展示了其潜力：用户可以通过终端编辑文档、运行程序，甚至进行远程协作，这在当时引起了轰动。

影响与遗产：从 Multics 到 Unix 与现代系统

Multics 项目虽未在商业上取得巨大成功（通用电气后来退出计算机业务，系统仅在小范围内部署），但其技术遗产却深远地塑造了计算世界。最著名的例子是 Unix 操作系统的诞生：贝尔实验室的 Ken Thompson 和 Dennis Ritchie 曾参与 Multics 开发，但因项目进展缓慢而退出，转而开发了更轻量级的 Unix。Unix 继承了 Multics 的许多理念，如分层文件系统和命令行界面，但通过简化设计实现了更广泛的普及。

此外，Multics 对现代操作系统的影响无处不在：

• 多任务与多用户模型：成为 Linux、Windows 和 macOS 等系统的标准功能。
• 安全机制：其访问控制思想被融入现代权限管理系统。
• 虚拟内存技术：直接启发了后续系统的内存管理方案。

1980 年代，随着个人计算机的兴起，Multics 逐渐淡出视野，但其精神仍在开源社区中延续。例如，GNU 项目的创始人 Richard Stallman 曾受 Multics 启发，倡导软件自由与协作。

结语：不朽的先锋

回顾 1964 年 Multics 项目的启动，我们看到的不仅是一次技术实验，更是一场计算范式的革命。它勇敢地挑战了当时的极限，将计算机从专家手中的玩具转变为大众可用的工具。尽管项目本身充满坎坷，但其思想如种子般播撒，在 Unix、Linux 乃至整个互联网时代开花结果。今天，当我们轻松地在多任务环境中工作、在云端共享文件时，不应忘记这个半个多世纪前的先驱——Multics，它真正开启了操作系统的现代化之路。