HISTORIA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
Deber
Completar la breve historia de los Sistemas Operativos. Tomando en consideración los siguientes hitos históricos.
Prehistoria (Década 1940: Primeros computadores, no existen sistemas operativos)
Los primeros sistemas computacionales no poseían sistemas operativos. Los usuarios tenían completo acceso al lenguaje de la maquina. Todas las instrucciones eran codificadas a mano y en instrucciones máquina, y debía introducirlo personalmente en la computadora, mediante conmutadores o tarjetas perforadas. Las salidas se imprimían o se perforaban en cintas de papel para su posterior impresión. En caso de errores en la ejecución de los programas, el usuario tenía que depurarlos examinando el contenido de la memoria y los registros de la computadora.
En esta década todos los trabajos se realizaban en serie. Se introducía un programa en la computadora, se ejecutaba y se imprimían los resultados y se repetía este proceso con otros programas. Además se requería mucho tiempo para reparar y ejecutar un programa, ya que el programador debía encargarse de codificar todo el programa e introducirlo en la computadora de forma manual.
Primera Generación (Década 1950: Procesamiento Batch)
Los sistemas operativos de los años cincuenta fueron diseñados para hacer más fluida la transición entre trabajos. Antes de que los sistemas fueran diseñados, se perdía un tiempo considerable entre la terminación de un trabajo y el inicio del siguiente. Este fue el comienzo de los sistemas de procesamiento por lotes (Procesamiento Batch), donde los trabajos se reunían por grupos o lotes. Cuando el trabajo estaba en ejecución, este tenía control total de la maquina. Al terminar cada trabajo, el control era devuelto al sistema operativo, el cual limpiaba y leía e iniciaba el trabajo siguiente.
Al inicio de los cincuenta esto había mejorado un poco con la introducción de tarjetas perforadas (las cuales servían para introducir los programas de lenguajes de máquina), puesto que ya no había necesidad de utilizar los tableros enchufables.
Los sistemas de los cincuenta generalmente ejecutaban una sola tarea, y la transición entre tareas se suavizaba para lograr la máxima utilización del sistema. Esto se conoce como sistemas de procesamiento por lotes de un sólo flujo, ya que los programas y los datos eran sometidos en grupos o lotes.
La introducción del transistor a mediados de los cincuenta cambió la imagen radicalmente.
Se crearon máquinas suficientemente confiables las cuales se instalaban en lugares especialmente acondicionados, aunque sólo las grandes universidades y las grandes corporaciones o bien las oficinas del gobierno se podían dar el lujo de tenerlas.
Para poder correr un trabajo (programa), tenían que escribirlo en papel (en Fortran o en lenguaje ensamblador) y después se perforaría en tarjetas. Enseguida se llevaría la pila de tarjetas al cuarto de introducción al sistema y la entregaría a uno de los operadores. Cuando la computadora terminara el trabajo, un operador se dirigiría a la impresora y desprendería la salida y la llevaría al cuarto de salida, para que la recogiera el programador.
Segunda Generación (Década 1960: Multiprogramación)
La característica de los sistemas operativos fue el desarrollo de los sistemas compartidos con multiprogramación, y los principios del multiprocesamiento. En los sistemas de multiprogramación, varios programas de usuario se encuentran al mismo tiempo en el almacenamiento principal, y el procesador se cambia rápidamente de un trabajo a otro. En los sistemas de multiprocesamiento se utilizan varios procesadores en un solo sistema computacional, con la finalidad de incrementar el poder de procesamiento de la maquina.
La independencia de dispositivos aparece después. Un usuario que desea escribir datos en una cinta en sistemas de la primera generación tenía que hacer referencia específica a una unidad de cinta particular. En la segunda generación, el programa del usuario especificaba tan solo que un archivo iba a ser escrito en una unidad de cinta con cierto número de pistas y cierta densidad.
Se desarrollo sistemas compartidos, en la que los usuarios podían acoplarse directamente con el computador a través de terminales. Surgieron sistemas de tiempo real, en que los computadores fueron utilizados en el control de procesos industriales. Los sistemas de tiempo real se caracterizan por proveer una respuesta inmediata.
Durante esta época se desarrollaron, entre otros, los siguientes sistemas operativos: el CTSS [Corbato, 1962], desarrollado en el MIT y que fue el primer sistema de tiempo compartido. El OS/360 [Mealy, 1966], sistema operativo utilizado en las máquinas de la línea 360 de IBM; y el sistema MULTICS [Organick, 1972], desarrollado en el MIT con participación de los laboratorios Bell y que evolucionó posteriormente para convertirse en el sistema operativo UNIX.
Tercera Generación (Década 1970 (principios): Time-Sharing & minicomputadores)
Se inicia en 1964, con la introducción de la familia de computadores Sistema/360 de IBM. Los computadores de esta generación fueron diseñados como sistemas para usos generales. Casi siempre eran sistemas grandes, voluminosos, con el propósito de serlo todo para toda la gente. Eran sistemas de modos múltiples, algunos de ellos soportaban simultáneamente procesos por lotes, tiempo compartido, procesamiento de tiempo real y multiprocesamiento. Eran grandes y costosos, nunca antes se había construido algo similar, y muchos de los esfuerzos de desarrollo terminaron muy por arriba del presupuesto y mucho después de lo que el planificador marcaba como fecha de terminación.
Estos sistemas introdujeron mayor complejidad a los ambientes computacionales; una complejidad a la cual, en un principio, no estaban acostumbrados los usuarios.
Comienzan los sistemas de tiempo compartido o timesharing. Estos sistemas, a los que estamos muy acostumbrados en la actualidad, permiten que varios usuarios trabajen de forma interactiva o conversacional con la computadora desde terminales, que en aquellos días eran teletipos electromecánicos. El sistema operativo se encarga de repartir el tiempo de la UCP entre los distintos usuarios, asignando de forma rotativa pequeños intervalos de tiempo de UCP denominadas rodajas (time slice). En sistemas bien dimensionados, cada usuario tiene la impresión de que la computadora le atiende exclusivamente a él, respondiendo rápidamente a sus órdenes. Aparecen así los primeros planificadores.
Cuarta Generación (Década 1980 (principios): Microprocesadores & PC)
Con la creación de los circuitos integrados LSI (integración a grande escala), chips que contiene miles de transistores en un centímetro cuadrado de silicón, la era de computadora personal vio sus inicios.
Dos sistemas operativos han dominado la escena de la computadora personal: MS-DOS, escrito por Microsoft, Inc., para la IBM PC y otras computadoras que utilizan la CPU Intel 8088 y sus sucesores y UNIX, que domina en las computadoras personales mayores que hacen uso de CPU Motorola 68000.
Aunque la versión inicial de MS-DOS era relativamente primitiva, versiones subsiguientes han incluido más y más características de UNIX, lo que no es totalmente sorprendente dado que Microsoft es un proveedor importante de UNIX, que usa el nombre comercial de XENIX.
En la cuarta generación la electrónica avanza hacia la integración a gran escala, pudiendo crear circuitos con miles de transistores en un centímetro cuadrado de silicón y ya es posible hablar de las computadoras personales y las estaciones de trabajo.
También popularizaron varias técnicas fundamentales, ausentes de los sistemas operativos de la segunda generación, de las cuales la más importante era la de multiprogramación.
Tercera y Cuarta Generación (Década 1970, 1980: Redes, Sistemas Distribuidos, Sistemas Paralelos)
Un avance importante que empezó a tomar su sitio a mediados de la década de 1980 es el desarrollo de redes de computadoras personales que corren sistemas operativos en red y sistemas operativos distribuidos. En un sistema operativo en red, los usuarios tienen conocimiento de la existencia de múltiples computadoras y pueden ingresar en maquinas remotas y reproducir archivos de una maquina a la otra. Cada máquina ejecuta su sistema operativo local y tiene un usuario propio (o usuarios).
Un sistema distribuido, es aquel que se presenta ante sus usuarios como un sistema uniprocesador tradicional, aunque en realidad este compuesto de múltiples procesadores. En un sistema distribuido real, los usuarios no tienen conocimiento de donde se están ejecutando sus programas o de donde están ubicados sus archivos; todo esto se debe manejar en forma automática y eficiente por medio del sistema operativo.
Los sistemas operativos en red no son fundamentalmente diferentes de los sistemas operativos uniprocesadores. Sin duda necesitan un controlador de interfaz en red y algún software de bajo nivel para impulsarlo, así como programas para lograr un ingreso remoto al sistema y un acceso remoto del archivo.
Los sistemas operativos distribuidos reales requieren más que simplemente agregar un poco de código a un sistema operativo uniprocesador, ya que los sistemas operativos distribuidos y centralizados difieren de manera decisiva.
Con la ampliación del uso de redes de computadores y del procesamiento en línea los usuarios obtienen acceso a computadores alejados geográficamente a través de varios tipos de terminales.
Los sistemas de seguridad se han incrementado mucho ahora que la información pasa a través de varios tipos vulnerables de líneas de comunicación. La clave de cifrado está recibiendo mucha atención; han sido necesarios codificar los datos personales o de gran intimidad para que; aun si los datos son expuestos, no sean de utilidad a nadie más que a los receptores adecuados.
El porcentaje de la población que tiene acceso a un computador en la década de los ochenta es mucho mayor que nunca y aumenta rápidamente.
El concepto de maquinas virtuales es utilizado. El usuario ya no se encuentra interesado en los detalles físicos de; sistema de computación que está siendo accedida. En su lugar, el usuario ve un panorama llamado maquina virtual creado por el sistema operativo. Su ventaja es que permite ejecutar, en la computadora Y, programas preparados para la computadora X, lo que posibilita el empleo de software elaborado por la computadora X, sin necesidad de disponer dicha computadora.
Los sistemas de bases de datos han adquirido gran importancia. Nuestro mundo es una sociedad orientada hacia la información, y el trabajo de las bases de datos es hacer que esta información sea conveniente accesible de una manera controlada para aquellos que tienen derechos de acceso.
Los sistemas operativos que dominaron el campo de las computadoras personales fueron UNIX, MS-DOS y los sucesores de Microsoft para este sistema: Windows 95/98, Windows NT y Windows 2000.
También ha tenido importancia durante esta época el desarrollo de Linux. Linux es un sistema operativo similar a UNIX, desarrollado de forma desinteresada durante la época de los noventa por miles de voluntarios conectados a Internet.
Quinta Generación (Década 1990 y Futuro: PC’s, WWW, Sistemas Móviles (redes móviles e inalámbricas), Sistemas Distribuidos)
Para los noventa el paradigma de la programación orientada a objetos toma más importancia, así como el manejo de objetos desde los sistemas operativos. Las aplicaciones intentan crearse para ser ejecutadas en una plataforma específica y poder ver sus resultados en la pantalla o monitor de otra diferente (por ejemplo, ejecutar una simulación en una máquina con UNIX y ver los resultados en otra con DOS). Los niveles de interacción se van haciendo cada vez más profundos.
Los sistemas operativos distribuidos han dejado de tener importancia (aparecieron Mach [Accetta, 1986], Chorus [Roizer, 1988] y Amoeba [Mullender, 1990]) y aparece durante la década de los noventa a lo que se conoce como middleware. Un middleware es una capa de software que se ejecuta sobre un sistema operativo ya existente y que se encarga de gestionar un sistema distribuido. La diferencia es que ejecuta sobre sistemas operativos ya existentes que pueden ser además distintos, lo que hace más atractiva su utilización. Dos de los middleware más importantes de esta década han sido DCE [Rosemberry, 1992] y CORBA [Otte, 1996]. Microsoft también ofrece su propio middleware conocido como DCOM [Rubin, 1999].
En cuanto a las interfaces de programación, durante esta etapa tiene importancia el desarrollo del estándar POSIX. Este estándar persigue que las distintas aplicaciones que hagan uso de los servicios de un sistema operativo sean portable sin ninguna dificultad a distintas plataformas de sistemas operativos diferentes. Cada vez es mayor el número de sistemas operativos que ofrecen esta interfaz. Otra de las interfaces más utilizadas es la interfaz Win32, interfaz de los sistemas operativos Windows 95/98, Windows NT y Windows 2000.
En el futuro próximo, la evolución de los sistemas operativos se va a orientar hacia las plataformas distribuidas y la computación móvil.
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