Tema 2: 3.1. Evolución de los sistemas operativos

La evolución de los sistemas operativos ha sido una consecuencia de los avances en el hardware. Hablaremos de 4 niveles de sistemas operativos:

- El primer nivel, constituido por los sistemas operativos básicos que surgieron con los primeros ordenadores en los años 50. Todo el trabajo consistía en controlar y secuenciar la ejecución de programas y sus datos, que entonces estaban soportados en tarjetas perforadas.. Aparece la secuencia automática de trabajos, consistente en intercalar entre las tarjetas de un programa y otro en serie de tarjetas de control con instrucciones o comandos del lenguaje de control de trabajos. El programa que controlaba el secuenciamiento de los trabajos se le denominó monitor y constituyó el primer sistema operativo.

- El segundo nivel estuvo disponible en la década de los 60 y su ayuda a la programación y a la gestión de programas fue decisiva. La diferencia de velocidad entre el procesador y los periféricos, para la realización de operaciones de entrada/salida hacen que el tiempo libre de espera del procesador sea excesivamente grande, y por ello surgieron métodos para minimizarlos. Aparecen los procesos online y offline. Aparece el buffering y el spooling. También se utilizan técnicas de acceso directo a memoria, en las que no interviene el procesador para las operaciones de lectura y escritura.

• Online: el lector de tarjetas está conectado a la CPU y la CPU a la impresora. Como el lector de tarjetas y la impresora son muy lentos están repercutiendo su lentitud a la CPU.
• Offline: el lector de tarjetas y la impresora van a estar conectados a la CPU pero va a haber dispositivos intermedios más rápidos. Lector de tarjetas -> dispositivos -> CPU -> dispositivos -> impresora.
• Buffering: es una memoria intermedia. Entre un dispositivo (por ejemplo CPU) tenemos una memoria para ese dispositivo.
• Spooling, es equivalente al de buffering pero para almacenamiento en cinta. Es una memoria intermedia para almacenar discos duros, cinta,...

- El tercer nivel de los sistemas operativos apareció en la década de los 70.  Para mejorar aún más el rendimiento de los sistemas informáticos, apareció el concepto de multiprogramación, que consiste en la ejecución simultánea de varios progrmas en un único procesador. Mediante políticas de asignación se ejecutan varios programas intercalando la ejecución de sus instrucciones. La idea de la multiprogramación es ir aprovechando esos espacios en blanco. La multiprogramación busca que la CPU esté trabajando el máximo tiempo posible pero que los programas se acaben pronto ( esto es lo que hay que buscar, ese punto intermedio)

• Cola: el primer elemento que llega a la cola sale el primero. Es equivalente al FIFO ( 1º entrada, 1º salida)
• Pila: el último elemento que llega es el primero que sale. Es equivalente al LIFO (1º entrada, última salida)
• El proceso batch consiste en ir solicitando la ejecución de procesos que no precisan la conversación con el usuario, y esas peticiones van situándose en una cola, siendo el sistema operativo el que da entrada a un conjunto de ellos para su ejecución. Los procesos actuales son en su mayotía interactivos o conversacionales y necesitan un determinado diálogo con el usuario, por ello, aparece el tiempo compartido consistente en un conjunto de procesos que están continuamente solicitando atención del procesador, siendo el sistema operativo quien va intercalando las peticiones. El tiempo real es la posibilidad que tienen determinados procesos de obtener respuestas del procesador en un tiempo muy pequeño. Interactivo es un cambio de información, es un diálogo. En cambio, iterativo es cada ciclo que se hace con un bucle.

- El cuarto nivel es el constituido por las últimas innovaciones en los sistemas operativos aparecidas todas ellas a partir de la década de los 80. Ya no se trata de aumentar el rendimiento del procesador, sino de aumentar la seguridad, la velocidad de proceso y las prestaciones que pueden ofrecer al usuario. Existen sistemas operativos que controlan lo que se denomina proceso distribuido, consistente en la conexión de varios ordenadores en paralelo, compartiendo memoria, buses y terminales con el fin de ganar seguridad en el servicio, ya que el sistema operativo va repartiendo el trabajo solicitado entre los distintos ordenadores, e incluso el fallo o caída en uno de ellos, no interrumpe el servicio. Para aumentar la velocidad de proceso existe el multiproceso, consistente en ordenadores que poseen más de un procesador, con lo que el sistema operativo controla el reparto de trabajo entre los distintos procesadores. Por último, existen sistemas operativos en red, para el control del trabajo que se realiza en una red de ordenadores y entornos operativos que permiten la utilización de un sistema operativo con mayor facilidad y aumentando sus prestaciones.

• Multiproceso: tenemos varios CPU por lo que podemos tener varios procesos ejecutándose a la vez. Normalmente cuando haya multiproceso (tenemos varios procesos) también hay multiprogramación (varios programas en una sola CPU).
• Servidor: trata de dar servicios a los clientes. Un servicio es por ejemplo, la impresora.
• Entorno operativo: por ejemplo, avance desde MSDOS hasta Windows 95