shell的历史、作用和职责

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1.3 shell的历史

第一个重要的标准UNIX shell于1979年末在V7(AT&T的第7版)UNIX上推出，并以作者Stephen Bourne的名字命名。作为编程语言，Bourne shell基于另一种叫做Algol的语言。Bourne shell当时主要用于系统管理任务的自动化，Bourne shell以简单和高速而受欢迎，却缺少了很多用于交互的功能，如命令历史、别名和作业控制。

C shell由加州大学Berkeley分校于20世纪70年代末开发，作为2BSD UNIX系统的一部分发布。它的主要开发者是Bill Joy。C shell提供了很多标准的Bourne shell不具备的功能。C shell基于C语言，作为编程语言使用时，语法也类似于C。C shell也提供了增强交互使用的功能，如命令行历史、别名和作业控制。由于是为大型机设计并增加了很多新功能，C shell在小型机器上运行可能比较慢。而且，即使在大型机上，它的速度也不如Bourne shell。

Bourne shell和C shell共存使UNIX用户有了选择，也导致了人们对哪个shell更好的争论。20世纪80年代中期，AT&T的David Korn推出了Korn shell。Korn shell于1986年发布，并在1988年UNIX的SVR4版本发布时正式成为它的一部分。Korn shell其实是Bourne shell的一个扩展集，它不仅能运行于UNIX系统，还能在OS/2、VMS和DOS上运行。Korn shell提供了对Bourne shell的向上兼容性，加入了许多C shell中受欢迎的功能，而且快速和高效。Korn shell经历了许多版本，虽然1993版正逐渐流行，目前用得最广泛的还是1988版。Linux用户可能会发现自己正在使用Korn shell的免费版本，叫作Public Domain Korn shell，简称pdksh。pdksh是1988版Korn shell的克隆版。pdksh是免费和可移植的。对它的改进正在进行中，以使其能够完全兼容Korn shell，并且符合POSIX标准。此外还有Z shell(zsh)，这也是一个Korn shell的克隆版，集成了TC shell的一些功能。Z shell的作者是Paul Falsted，可以从很多网站免费获取。

随着Linux的发展，Bourne Again shell(bash)开始流行起来。自由软件基金会的Brian Fox取得GNU版权许可后于1988年开发出bash。bash是Linux操作系统上默认的shell。它的设计符合了IEEE POSIX P1003.2/ISO 9945.2 shell和工具标准。在交互和编程两方面，bash都提供了很多Bourne shell没有的功能(但Bourne shell脚本无需修改还能在bash下运行)。bash还结合了C shell和Korn shell最有用的功能，它真的很棒。bash对Bourne shell的改进包括：命令行历史与编辑、目录栈、作业控制、函数、别名、数组、整数运算(底数可以是2~64)，以及Korn shell的一些功能，如扩展的元字符，用于生成菜单的select循环和let命令等。

TC shell是C shell的扩展版本，且具有完全兼容性。新增的功能包括：命令行编辑(emacs和vi)、历史清单的滚动、高级的文件名功能、变量和命令补全、拼写纠错、作业调度、账户自动上锁和注销、历史清单中增加时间戳等。新增的功能确实很多。人们经常会问“TC shell中的T到底代表什么含义呢？”这就要涉及到一段历史。1976年，DEC发布了一种新的虚拟内存操作系统――TOPS-20，这种操作系统基于TENEX，可以被美国国内的多个研究人员同时使用。TOPS-20最显著的特点是“遗忘识别”，也称为“命令补全”，用户可以借助Esc键获取大多数的命令或助记符，从而使得系统能正常运行。TC shell的创建者受到TENEX/TOPS-20的这个功能以及其他功能的影响，开发了csh的一种版本，并模仿TENEX的名称，将这种shell称为TENEX C shell，简称为TC shell、tc-shell或tcsh。关于tcsh的更多信息，请访问info.astrian.net/doc/tcsh/copyright。

1.3.1 shell的作用

shell的一项主要功能是在交互方式下解释从命令行输入的命令。shell解析命令行，将其分解为词(也称为token)，词之间由空白分隔，空白由制表符、空格键或换行组成。如果词中有特殊的元字符，shell会对其进行替换。shell处理文件I/O和后台进程。对命令行的处理结束后，shell搜索命令并开始运行它。

shell的另一项重要功能是定制用户环境，这通常在shell的初始化文件中完成。初始化文件中有很多定义，包括设置终端键和窗口属性，设置用来定义搜索路径、权限、提示符和终端类型的变量，设置特定应用程序所需的变量，如窗口、字处理程序和编程语言的库等。Korn/Bash shell和C/TC shell还提供了更多的定制功能：历史添加、别名、设置内置变量防止用户破坏文件或无意中退出，通知用户作业完成。

shell还能用作解释性的编程语言。shell程序(也称为shell脚本)由文件中的一列命令组成。shell程序用编辑器生成(也可以在命令行上直接输入脚本)。它们由UNIX命令组成，命令之间插入了一些基本的程序结构，如变量赋值、条件测试和循环。shell脚本不需要编译。shell会逐行解释脚本，就好像它是从键盘输入一样。shell负责解释命令，因此，用户需要了解可用的命令有哪些。附录A中列出了一些有用的命令。

1.3.2 shell的职责

shell负责确保用户在命令提示符后输入的命令被正确执行。其职责包括：

(1) 读取输入并解析命令行

(2) 替换特殊字符，比如通配符和历史命令符

(3) 设置管道、重定向和后台处理

(4) 处理信号

(5) 程序执行的相关设置