Generaciones de los Sistemas Operativos

Generación cero

Los computadores de los años 40 trabajaban con base en la tecnología de tubos al vacío, los cuales podían ocupar salones enteros, en ocasiones de más de 60m², en condiciones extremas de calor, humedad, iluminación y seguridad.

El sistema operativo no existía, pues no había mucha necesidad de un programa que lo controlara todo, ya que era el mismo programador quien lo hacía. Esta persona debía llenar varios registros de acuerdo a lo que fuera realizar. Por ejemplo, debía solicitar mediante un registro el uso del computador, llenar otro para realizar la captura del programa y de los datos, otro para el proceso de ejecución de los mismos y algunos otros para la entrega de las salidas de datos y reportes. Si se identificaba un error durante la ejecución, el programador detenía el procesador, revisaba los registros, corregía los datos y reiniciaba nuevamente el programa. Cuando cada uno de los programadores había realizado su trabajo, se ejecutaban los procesos de impresión de salida de datos y se entregaba a cada uno sus reportes correspondientes.

Al finalizar la década los primeros esfuerzos para la construcción de rudimentarios sistemas operativos comenzaban a dar fruto. Se desarrolló los primeros compiladores y ensambladores, rutinas y programas de utilería, que pretendían que varios programadores pudieran utilizarlos, lo que efectivamente no se logró nunca debido a la complejidad con la que debía programarse.

Generación Uno

El desarrollo del computador estuvo ligado con el mercado empresarial, el cual exigía un beneficio real para la inversión que se estaba realizando en este tipo de equipo, pues no era poco ya que cada computador podía llegar a la cifra de US$250.000.

Se incorporaron entonces dos estrategias que mejorarían el rendimiento y manejo del computador, por un lado se decidió dejar de procesar todo tipo de trabajo sin ningún orden, dependiendo de los requerimientos del programador, para pasar a procesar tareas que incluyeran un solo tipo de compilador, por ejemplo: FORTRAN. Esto dio como resultado lo que posteriormente se conoció como procesamiento por lotes.

La segunda estrategia consistió en la contratación de operarios expertos en cada una de las máquinas que componían el computador, entonces se estableció un operario para la máquina de tarjetas perforadas, otro para el lector de cinta, otro para la máquina procesadora y uno más para la impresora. Rápidamente estos operarios empezaron a establecer rutinas que permitían mejorar el rendimiento de las máquinas y optimizar los tiempos de los programadores. Sin embargo, la CPU seguía subutilizada en un 95%.

Generación Dos

Nuevamente dos conceptos enmarcan el desarrollo de los sistemas operativos de la década de los 60, por un lado el auge de la electrónica y el desarrollo efectivo del transistor condujo a que se desarrollaran dispositivos más rápidos pero no necesariamente más eficientes, ya que en su proceso de interacción con los dispositivos de E/S que podían ser realmente lentos, causaban mayor cantidad de errores y dificultades.

La necesidad de aumentar el tiempo de uso de la CPU, introdujo el concepto de multiprogramación que consiste en cargar muchos programas simultáneamente y compartir el uso de la CPU entre ellos. Obviamente, la CPU solo podía ejecutar una instrucción a la vez, por lo cual era necesario que cada uno de ellos obtuviera un turno para la ejecución, esto condujo a una mejora gradual.

Pero la interacción entre los programas y los recursos comenzaron a causar traumatismos en la medida en que se aumentaba la velocidad de procesamiento. De ahí nace el concepto de interrupción, el cual era un sistema de alertas que comunican a los recursos, la CPU y el sistema operativo, con el propósito de establecer qué servicios son solicitados.

Al finalizar la década, los conceptos de multiprogramación e interrupción, fueron complementados con el concepto de tiempo compartido, en el que cada programa podía ser dividido de acuerdo con la una cantidad de tiempo asignado, al finalizar ese tiempo daba paso a que otro programa utilizara la CPU.

Estas estrategias realmente dieron vida a lo que hoy conocemos por sistema operativo, el más representativo, en el momento, fue el sistema operativo UNIX.

Generación Tres

Se había creado una infraestructura de hardware apropiada aunque incipiente y era entonces necesario entrar a desarrollar estrategias para el tratamiento de los datos.

La solución implementada fue el desarrollo de la memoria virtual, la cual permitió que más programas pudiesen llegar a la memoria principal recurriendo a la memoria secundaria para almacenar parte de los mismos. Entonces, al no ser necesario que todo el programa estuviera en la memoria principal, la memoria virtual permitía el almacenamiento temporal de parte de los programas y así se aumentaba la cantidad de trabajos en ejecución.

Es en este momento donde los programadores se alejan del trabajo de interacción con el Hardware, dejando esta labor a los diseñadores del sistema operativo. Es aquí donde comienza la carrera por el desarrollo de lenguajes de programación y aplicaciones de software.

Generación Cuatro

La llegada de la miniaturización, los componentes de hardware distribuidos, la micro integración electrónica y el desarrollo de nuevos materiales para la fabricación de los circuitos integrados, dieron como resultado una infraestructura de hardware más flexible y menos costosa.

Debido a esto, comienza la migración hacia programas implementados en memorias de solo lectura, o memorias ROM, las cuales dieron inicio a la tercera rama de estudio de la ingeniería informática, el firmware, software y hardware combinados para producir mejor rendimiento y menores costos. Un ejemplo típico de firmware es el BIOS-SETUP, que por un lado es uno de los componentes de hardware esenciales de todo equipo de cómputo, montado en la Board, pero que desarrolla el programa SETUP necesario para el reconocimiento e inicialización de los componentes instalados, el cual entrega al sistema operativo el control con los datos recolectados de ese reconocimiento y la información propia del hardware montado.

El desarrollo del sistema operativo, con el avance en infraestructura de red, el desarrollo de hardware y la disminución de los costos de fabricación y comercialización de computadores, determinaron que la industria hubiese migrado hacia sistemas de multiprocesamiento, esto es sistemas de más de un procesador; lo que permitió que múltiples usuarios alejados geográficamente, compartieran no solo datos si no también recursos de hardware, a través de la conexión con redes como Internet.

Finalmente con la llegada de dispositivos multimedia se impactó fuertemente la programación de los sistemas operativos, los cuales dejaron de ser ese complicado y riguroso software para convertirse en el más popular de los programas.

En esta época surgen los grandes: Windows, Linux y MacOs. Con ellos se popularizó el uso del computador, entró en los hogares y se instaló como el más corriente de los electrodomésticos.

Generación Actual

Hoy nos aventuramos en sistemas operativos que se benefician de la tecnología HyperThreading, el desarrollo de procesadores multinúcleo y los soportes de datos electrónicos Flash, en donde la velocidad de respuesta y la interconexión de plataformas juegan un papel excepcional.

Así mismo se encuentran los sistemas operativos móviles (Windows Mobile, Android, IOS, Symbiam), que inundan el mercado en los Smartphones, o aquellos diseñados para domótica (Home OS, Opendomo, Google Chrome OS, Android@Home), cibernética y robótica industrial, en este sentido las posibilidades son innumerables.

Hoy en día, los sistemas operativos deben ubicarse entre las aplicaciones que más rápido deberán adaptarse a la computación en la nube o Cloud Computing y a los avances tecnológicos de la nanotecnología y la computación cuántica.