Los primeros ordenadores no tenían sistemas operativos. Esto se debe a que las primeras computadoras se construyeron de alguna manera (como construir un ábaco mecánico) y no eran lo suficientemente potentes para ejecutar dicho programa.
Pero en 1947 se inventó el transistor y el método de microprogramación inventado por Morris Wilkes hizo que la computadora ya no fuera un dispositivo mecánico, sino un producto electrónico. Pronto surgieron herramientas y programas de administración de sistemas que simplificaron las operaciones de hardware y se convirtieron en los orígenes de los sistemas operativos.
A principios de la década de 1960, los fabricantes de computadoras comerciales habían producido sistemas de procesamiento por lotes que serializaban la construcción, programación y ejecución de trabajos. En ese momento, los fabricantes creaban diferentes sistemas operativos para cada modelo diferente de computadora, por lo que los programas escritos para una computadora no eran portátiles a otras computadoras, ni siquiera aquellas del mismo modelo.
En 1964, IBM lanzó una serie de ordenadores mainframe, el IBM System/360, un ordenador mainframe clásico con diferentes usos y precios. Y todos comparten el sistema operativo con nombre en código OS/360 (en lugar de que cada producto utilice un sistema operativo hecho a medida). Tener un único sistema operativo para toda una línea de productos fue clave para el éxito de System/360 y, de hecho, los grandes sistemas actuales de IBM son descendientes de este sistema; las aplicaciones escritas para System/360 todavía se pueden ejecutar en máquinas IBM modernas.
OS/360 incluía además otra ventaja: la aparición de dispositivos de almacenamiento permanente llamados discos duros (lo que IBM llama DASD (dispositivos de almacenamiento de acceso directo)). Otra clave es el establecimiento del concepto de tiempo compartido: asignar racionalmente los valiosos recursos de tiempo de las computadoras centrales a todos los usuarios. El tiempo compartido también dio a los usuarios la sensación de monopolizar toda la máquina; el sistema de tiempo compartido de Multics fue el más exitoso de los muchos sistemas operativos nuevos en ese momento.
En 1963, Singularity Corporation cooperó con Bell Labs para establecer Multics del lenguaje PL/I, que fue la inspiración para el establecimiento de muchos sistemas operativos en la década de 1970, especialmente Dennis Ritchie de AT&T Bell Labs. El sistema Unix construido con Ken Thompson fue reescrito en C en 1969 para practicar la portabilidad de la plataforma. Otro sistema operativo para ordenadores pequeños muy utilizado en el mercado es el VMS.
Década de 1980
La primera generación de microcomputadoras, a diferencia de los mainframes o minicomputadoras, no tenían la necesidad ni la capacidad de instalar un sistema operativo, solo requerían el sistema operativo más básico, generalmente leído; de rom. Este programa se llama monitor.
En la década de 1980, los ordenadores domésticos se hicieron populares. Habitualmente los ordenadores de esta época cuentan con procesadores de 8 bits con 64 KB de memoria, pantallas, teclados y altavoces de baja calidad. A principios de la década de 1980, el equipo informático más famoso era el Commodore C64, equipado con el microprocesador 6510 (una versión especial del chip 6502). Esta computadora no tiene sistema operativo. En su lugar, utiliza la BIOS ROM de 8 KB para inicializar la pantalla a color, el teclado, la unidad de disquete y la impresora. Puede operar directamente el BIOS del lenguaje BASIC de memoria de solo lectura de 8 KB y escribir programas sobre esta base, principalmente juegos. El intérprete de este lenguaje básico apenas puede considerarse como el sistema operativo de esta PC. Por supuesto, no existe un kernel ni un mecanismo de protección de software y hardware. La mayoría de los juegos en esta PC omiten el nivel de BIOS y controlan directamente el hardware.
Arquitectura abstracta de la computadora doméstica C64
Lenguaje de máquina de aplicación simple (operación directa del juego)
Memoria básica de solo lectura de 8k
8k ROM-BIOS
Hardware (CPU, dispositivos de almacenamiento, etc.)
El sistema operativo de arranque de disco más famoso fue CP/M, que admitía muchas de las primeras microcomputadoras y era MS-DOS. Copiado.
La arquitectura de la primera PC IBM era similar a la C64.
Por supuesto, también utilizan la BIOS para inicializar y abstraer el funcionamiento del hardware, ¡e incluso incluyen un intérprete básico! Pero la razón por la cual su BASIC es superior a los productos de otras compañías es que es portátil y puede ser compatible con cualquier máquina que se ajuste a la arquitectura de PC de IBM. Una PC de este tipo sería direccionable mediante el procesador Intel-8088 (registros de 16 bits) y podría tener hasta 1 MB de memoria, pero inicialmente sólo 640 KB. La unidad de disquete reemplazó a la unidad de cinta en el pasado y se convirtió en una nueva generación de dispositivo de almacenamiento que puede leer y escribir dentro de su espacio de 512 KB. Para respaldar conceptos adicionales de lectura y escritura de archivos, nació el sistema operativo de disco (DOS). Este sistema operativo puede fusionar cualquier cantidad de sectores, por lo que puede colocar cualquier cantidad y tamaño de archivos en el disco. Los documentos se distinguen por nombres de archivos. A IBM no le importaba mucho su DOS, por lo que adquirió el sistema operativo comprándolo a empresas externas.
En 1980, Microsoft obtuvo un contrato con IBM mediante engaños y obtuvo un sistema operativo producido por una determinada empresa. Fue modificado y producido con el nombre de MS-DOS, permitiendo que los programas operen directamente el BIOS y el sistema de archivos. No fue hasta la era del procesador Intel-80286 que se comenzaron a implementar medidas básicas de protección de los dispositivos de almacenamiento. La arquitectura de MS-DOS no es suficiente para cumplir con todos los requisitos, porque solo puede ejecutar como máximo un programa al mismo tiempo (si desea ejecutar procesos al mismo tiempo, solo puede usar TSR para omitir el sistema operativo y dejar que el programa maneja la parte multitarea por sí solo) y no existe ninguna medida de protección de la memoria. El soporte para el controlador no es lo suficientemente completo, dando lugar a situaciones en las que el propio programa debe configurar el equipo de audio, existiendo muchos casos de incompatibilidad. Algunas operaciones también tuvieron malos resultados. Por lo tanto, muchas aplicaciones omiten los programas de servicio de MS-DOS y acceden directamente a los dispositivos de hardware para obtener un mejor rendimiento. Aun así, MS-DOS se convirtió en el sistema operativo más utilizado en los PC de IBM (la propia IBM también lanzó DOS, llamado IBM-DOS o PC-DOS). El éxito de MS-DOS convirtió a Microsoft en una de las empresas más rentables del mundo.
Arquitectura abstracta de MS-DOS en ordenadores personales
Aplicaciones comunes (shell scripts, editores de texto)
MS-DOS (sistema de archivos)
BIOS (controlador)
Hardware (CPU, dispositivos de almacenamiento, etc.)
En la década de 1980, otra anomalía creciente del sistema operativo fue Mac OS, que estaba estrechamente vinculado al Macintosh. . El empleado de Full Record Labs, Zhang Xiukun Hagen, visitó a Steve Jobs de Apple Computer y le mostró la interfaz gráfica de usuario de Full Record. Apple Computer se sorprendió por la naturaleza y planeó comprar la tecnología de Lu Quan, pero Lu Quan rechazó el trato porque el laboratorio de Borat no era una unidad comercial, sino una unidad de investigación. Después de eso, Apple estuvo de acuerdo en que el futuro de las computadoras personales debía pertenecer a las interfaces gráficas de usuario, por lo que comenzó a desarrollar su propio sistema operativo gráfico. Muchas tecnologías y reglas de interfaz gráfica que ahora consideramos elementos básicos fueron establecidas por las computadoras Apple (como menús desplegables, íconos del escritorio, operaciones de arrastre y doble clic, etc.). La interfaz fue de hecho la creación de la gente de Lu Quan.
Década de 1990
Producto de primera generación de Apple, el ordenador Apple I. Continuando con la competencia de los años 80, en los años 90 surgieron muchos sistemas operativos que tuvieron un profundo impacto en el futuro mercado de las PC. A medida que las interfaces gráficas de usuario se vuelven cada vez más complejas y las funciones del sistema operativo se vuelven más complejas y grandes, un sistema operativo robusto y flexible se ha convertido en una necesidad urgente. Esta es una era en la que muchos paquetes de sistemas operativos para computadoras personales compiten entre sí.
Apple Computer, que ha crecido en el mercado en los últimos diez años, decidió rediseñar el sistema operativo debido al mal diseño del antiguo sistema, lo que provocó un lento desarrollo posterior. Después de muchos proyectos fallidos, Apple lanzó una versión beta de su nuevo sistema operativo, MacOS, en 1997, y luego la versión oficial fue un gran éxito. Dejemos que reaparezca Jobs, que dejó Apple frustrado.
Además de los principales sistemas operativos comerciales, el sistema BSD también se ha desarrollado en el mundo del código fuente abierto durante mucho tiempo desde la década de 1980. Sin embargo, en la década de 1990 surgieron disputas legales debido a la cooperación con AT&T. a otro código abierto El auge del sistema operativo: Linux, está muy lejos en la Universidad de Helsinki, Finlandia. El kernel de Linux es un kernel POSIX estándar y su linaje puede considerarse como una rama de la familia Unix. Tanto la familia Linux como la BSD coinciden con las aplicaciones desarrolladas bajo el plan GNU, pero debido a factores históricos y de licencia, Linux ha logrado una participación de mercado considerable entre los sistemas operativos de código abierto, mientras que BSD ha sido mucho más pequeña.
En comparación con la arquitectura de MS-DOS, Linux no solo tiene una portabilidad impresionante (en comparación con Linux, MS-DOS solo puede ejecutarse en CPU Intel), sino que también tiene múltiples capacidades de procesamiento de tiempo compartido. buena gestión del espacio de memoria (los procesos ordinarios no pueden acceder a la memoria en el área del kernel). Si un proceso quiere acceder a algún espacio de memoria que no le pertenece, sólo puede hacerlo mediante llamadas al sistema. Generalmente, los procesos están en modo de usuario, pero al ejecutar llamadas al sistema, cambiarán al modo de kernel. Todas las instrucciones especiales solo se pueden ejecutar en modo de kernel. Esta medida permite al kernel gestionar perfectamente los dispositivos internos y externos del sistema y rechazar solicitudes de procesos no autorizados. Por lo tanto, en teoría, cualquier error en la ejecución de la aplicación no provocará la caída del sistema.
Diagrama de arquitectura Linux casi completo
Usuario
Modo aplicación (Shanghai, vi, OpenOffice.org, etc.)
Funciones complejas Biblioteca (KDE, glib, etc.)
Biblioteca de funciones simples (opendbm, sin, etc.)
Biblioteca de funciones c (open, fopen, socket, exec, calloc, etc. )
p>Núcleo
Mensajes de software y hardware, como interrupciones, llamadas y errores del sistema de modo.
Kernel (drivers, procesos, redes, gestión de memoria, etc.)
Hardware (procesador, memoria, dispositivos varios)
Por otro lado, Microsoft En respuesta a la demanda de un sistema operativo más potente, apareció Windows NT en 1999.
Del 65438 al 0983, Microsoft quiso crear una aplicación de sistema operativo gráfico para MS-DOS llamada Windows (algunos dicen que Bill Gates se vio estimulado por el lanzamiento del ordenador Lisa de Apple).
Al principio, Windows no era un sistema operativo, sino una aplicación, y el fondo seguía siendo un sistema MS-DOS puro. Esto se debe a que el diseño del BIOS y la arquitectura MS-DOS en ese momento no eran muy buenos.
A principios de 1990, la cooperación entre Microsoft e IBM se rompió y Microsoft se retiró del proyecto OS/2 (el modo de línea de comandos inicial, que luego se convirtió en un sistema operativo gráfico de gran éxito) y lo lanzó en 27 de julio Windows 3.1, un sistema operativo gráfico basado en OS/2, 1993.
Windows 95 se lanzó en agosto de 1995.
Hasta ahora, los sistemas Windows todavía se basan en MS-DOS, por lo que los consumidores esperan con ansias que Microsoft lance Windows 2000 en el año 2000, porque este es el primer sistema operativo gráfico que se separa de MS-DOS.
La siguiente tabla muestra la arquitectura del sistema Windows NT: por encima del nivel de hardware, hay una capa de abstracción de hardware (HAL) con la que el microkernel contacta directamente. Se montan diferentes controladores en el kernel en forma de. módulos para su ejecución. Por lo tanto, el microkernel puede utilizar entrada y salida, sistema de archivos, red, mecanismo de seguridad de la información, memoria virtual y otras funciones. La capa de servicios del sistema proporciona especificaciones unificadas para todas las bibliotecas de llamadas a funciones y puede unificar los métodos de implementación de todos los subsistemas. Por ejemplo, aunque POSIX y OS/2 son muy diferentes en el nombre y el método de llamada del mismo servicio, se pueden implementar sin ningún obstáculo en la capa de servicio del sistema. Todos los subsistemas por encima de la capa de servicio del sistema están en modo de usuario, por lo que se puede evitar que los programas de usuario realicen acciones ilegales.
Versión simplificada de la arquitectura abstracta de Windows NT
Usuario
Modo OS/2
Aplicación Win32
Aplicación DOS
Programa Win16
Aplicación POSIX
Aplicación
Otras bibliotecas de funciones DLL Sistema DOS Sistema de simulación Windows
p>Subsistema OS/2 Subsistema Win32 Subsistema POSIX.1
Núcleo
Modo capa de servicio del sistema
Gestión de entrada-salida
p>Sistema de archivos, sistema de red, sistema de gestión de objetos/sistema de gestión de seguridad/gestión de procesos/gestión de comunicación entre objetos/gestión de comunicación entre procesos/gestión de memoria virtual
Administrador de ventanas de microkernel
Controlador de gráficos HAL (Hardware Abstraction Layer)
Hardware (procesador, memoria, dispositivos periféricos, etc.)
Arquitectura del subsistema
El primer grupo de subsistemas que se Los sistemas implementados son, por supuesto, los anteriores a Microsoft. El subsistema DOS ejecuta cada programa DOS como un proceso y utiliza una máquina virtual MS-DOS independiente para alojar su entorno de ejecución. El otro es un sistema de simulación de Windows 3.1 que en realidad ejecuta programas Win16 bajo el subsistema Win32. De este modo, se logró la capacidad de controlar de forma segura programas antiguos escritos para MS-DOS y los primeros sistemas Windows. Sin embargo, esta arquitectura sólo se implementa en los procesadores Intel 80386 y modelos posteriores. Algunos programas que pueden leer directamente el hardware, como la mayoría de los juegos Win16, no pueden aplicar este sistema, por lo que muchos de los primeros juegos no se pueden ejecutar en Windows NT.
Windows NT está disponible en las versiones 3.1, 3.5, 3.51 y 4.0.
Windows 2000 es una serie mejorada de Windows NT (en realidad Windows NT 5.0), Windows XP (Windows NT 5.1), Windows Server 2003 (Windows NT 5.2) y Windows Vista (basado en Windows NT 6.0). en la arquitectura Windows NT.
El creciente y más complejo mercado de dispositivos integrados en esta era también ha contribuido al crecimiento de los sistemas operativos integrados.
Los sistemas operativos modernos suelen tener una interfaz gráfica de usuario para el dispositivo de dibujo utilizado y añaden un dispositivo de entrada distinto del teclado, como un ratón o un panel táctil. Los sistemas operativos más antiguos o los servidores orientados al rendimiento no suelen tener una interfaz tan fácil de usar y, en su lugar, utilizan la interfaz de línea de comandos (CLI) y el teclado como dispositivos de entrada. Las dos interfaces anteriores son en realidad llamadas shells y su función es aceptar y procesar instrucciones del usuario (como presionar un botón o escribir instrucciones en el símbolo del sistema).
La elección del sistema operativo a instalar suele estar muy relacionada con su arquitectura hardware. Sólo Linux y BSD pueden ejecutarse en casi todas las arquitecturas de hardware, mientras que Windows NT sólo ha sido portado a DEC Alpha y MIPS Magnum.
A principios de la década de 1990, las opciones de computadoras personales se limitaban a las series Windows, las series tipo Unix y Linux. Hasta el día de hoy, Linux y Mac OS X siguen siendo las alternativas más importantes.
Los mainframes y los sistemas integrados utilizan una variedad de sistemas operativos. Recientemente, muchos hosts han comenzado a admitir Java y Linux para compartir recursos de otras plataformas. Los sistemas integrados han sido debatidos recientemente por varias escuelas de pensamiento, desde Berkeley Tiny OS para redes de sensores hasta Windows CE que puede ejecutar Microsoft Office.