EVOLUCION HISTORICA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS El desarrollo de los sistemas operativos está mu rela!io"ado !o" el desarrollo de las ar#uite!turas de los sistemas !omputa!io"ales$ por esta ra%&" !lasi'!aremos el desarrollo de los sistemas operativos e" (e"era!io"es #ue )a" sido mar!adas e" *ase a las te!"olo(+as de !o"stru!!i&" de di!)as ar#uite!turas, Primera -e"era!i&" ./0123/02245 La l&(i!a o so6t7are de los orde"adores se )a !ompli!ado !o"6orme )a" evolu!io"ado 8stos, Los primeros orde"adores$ a partir de /011 e" #ue Ai9e" !o"stru& el Mar93I$ s&lo pod+a" pro(ramarse e" le"(ua:e má#ui"a$ puede de!irse #ue el Sistema Operativo a;" "o e
los más se"!illos 6u"!io"a*a" !o" mo"opro(rama!i&", Mo"opro(rama!i&" Mo"opro(rama!i&" o mo"oe:e!u!i&" es el sistema de e las !omputadora más pe#uea te"+a u" sistema operativo !o"trola*a am*as má#ui"as, La !omputadora más (ra"de era es!lava de la más pe#uea, La !omputadora pe#uea pro!esa*a la e"trada de i"6orma!i&" orde"a*a e imprim+a toda la salida utili%a"do todos los dis!os !omo e"trada de alma!e"amie"to temporal, U" sistema operativo u*i!ado e" la !omputadora más (ra"de i"di!a*a a la má#ui"a de !o"trol #ue "e!esita*a servi!io, Sistemas e" l+"ea 5Los primeros sistemas e" l+"eas prese"ta*a"
pro(ramas de sistema operativo diseados espe!ialme"te para !o"trolar los re!ursos de la !omputadora, Los pro(ramas de apli!a!i&" de u" sistema e" li"ea e puede !am*iarse el !&di(o de este me"sa:e trasladarse a u"a !ola de e"trada e" la memoria media"te u" pro(rama de apli!a!i&", El sistema operativo re(istra este me"sa:e e" la !ola de me"sa:es a pro!esarse, Cua"do la u"idad !e"tral de pro!eso esta dispo"i*le el supervisor le orde"a #ue atie"da u"a !ola$ por e:emplo la #ue !o"tie"e u" me"sa:e de e"trada, U" pro(rama de apli!a!i&" llamado media"te el sistema operativo puede veri'!ar la !orre!!i&" del me"sa:e$ despu8s de lo !ual el me"sa:e se !olo!a e" u "a !ola de tra*a:o, El "a!imie"to del tiempo !ompartido 5 Los primeros sistemas de "e(o!ios tam*i8" esta*a" utili%a"do sistemas operativos para sus e#uipos de se(u"da (e"era!i&", Cua"do 6ue a"u"!iada la ter!era (e"era!i&" de !omputadoras los 6a*ri!a"tes !larame"te )a*+a" a*ra%ado la idea de u" sistema operativo, La l+"ea @ de la IM "o pod+a 6u"!io"ar si" la auda de tal sistema operativo ma"e:a toda la e"tradaFsalida por medio de i"terrup!io"es, De )e!)o e !omo Gortra" Co*ol , Para optimi%ar el tiempo de utili%a!i&" del sistema !omputa!io"al$ se adopt& el Pro!esamie"to por Lotes, Este pro!edimie"to se puede resumir e" los si(uie"tes pasos5 Varios tra*a:os so" le+dos desde tar:etas per6oradas alma!e"ados e" !i"ta El !omputador e:e!uta pro(ramas #ue lee de u"a !i"ta es!ri*e los resultados e" otra !i"ta, Los resultados es!ritos e" la !i"ta so" desple(ados a trav8s de la impresora, Como !o"se!ue"!ia de la utili%a!i&" de te!"olo(+a de me:ores !ara!ter+sti!as$ el pro!esamie"to por lotes$ la utili%a!i&" de u" operador de sistema u" sistema operativo primitivo se lo(r& mi"imi%ar el tiempo o!ioso de los !omputadores, Ter!era -e"era!i&" ./0@23/0?45 Multisistemas 5 El estudio del )ard7are se me"!io"a el desarrollo de los !a"ales de datos para a*sor*er al(o de !ar(a de EFS de la CPU, Si" em*ar(o$ todav+a e
t8!"i!as de sa!ar meter pro(ramas desarrollados para el tiempo !ompartido, E" la multipro(rama!i&" )a más de u" pro(rama semia!tivo e" la memoria a la ve%, La multipro(rama!i&" i"te"ta o!ultar retrasos de EFS !am*ia"do a UCP a otro pro(rama !ua"do "o puede pro!esar por más tiempo el #ue esta*a pro!esa"do$ de*ido a u" soli!itud de EFS, La multipro(rama!i&" )a audado a i"!reme"tar la produ!tividad$ o sea el ";mero de tra*a:os por u"idad de tiempo, Si" em*ar(o$ puede tomar más tiempo !orrer u" solo tra*a:o *a:o multipro(rama!i&" #ue *a:o u" pro!esador u"itario$ a !ausa de las i"terrup!io"es, No de*e !o"6u"dirse la multipro(rama!i&" !o" el multipro!esamie"to, E" u" sistema de multipro(rama!i&"$ la u"idad !e"tral de pro!esamie"to e:e!uta solame"te u" pro(rama a la ve%, Varios pro(ramas está" prese"tes e" la memoria e" u" estado semia!tivo> su e:e!u!i&" )a sido suspe"dida temporalme"te, Al(u"os sistemas de la ter!era (e"era!i&" tam*i8" prese"ta" el multipro!esamie"to$ o sea la prese"!ia de más de u"a u"idad !e"tral de pro!eso, Estos pro!esadores está" !o"trolados por el sistema operativo $ por supuesto$ so" multipro(ramados a #ue por lo me"os e las otras pá(i"as se ma"tie"e" e" dispositivos de alma!e"amie"to se!u"dario, La te!"olo(+a utili%ada e" este per+odo !orrespo"de a la de !ir!uitos i"te(rados$ lo !ual permiti& !o"struir má#ui"as más *aratas !o" me:or re"dimie"to, La empresa IM 6ue la primera e" utili%ar esta te!"olo(+a, U"a de las pri"!ipales !ara!ter+sti!as de los sistemas operativos de )o$ #ue apare!e" e" esta (e"era!i&" es la Multipro(rama!i&", Esta t8!"i!a !o"siste e" parti!io"ar la memoria de ma"era de !o"te"er simultá"eame"te mu!)os tra*a:os$ lo #ue permite i"depe"de"!ia e" las a!!io"es de la má#ui"a, Por e:emplo$ si u" tra*a:o está espera"do por E"tradaFSalida$ otro tra*a:o puede estar utili%a"do la CPU, Co" la utili%a!i&" de la multipro(rama!i&"$ se me:ora el tiempo de utili%a!i&" de la CPU$ pero se
!rea" pro*lemas de prote!!i&" se(uridad$ de*ido al parti!io"amie"to de la memoria, Otra !ara!ter+sti!a importa"te de los sistemas operativos de esta (e"era!i&" es la apari!i&" de la t8!"i!a de Spooli"( .Opera!i&" simultá"ea e" l+"ea de peri68ri!os 4, Esta !o"siste e" la !apa!idad de leer los tra*a:os de !i"ta al dis!o$ )a!ie"do posi*le #ue a medida #ue )u*iera espa!io e" memoria se pod+a pasar al si(uie"te tra*a:o, De esta ma"era las opera!io"es de peri68ri!os se reali%a" e" paralelo !o" la utili%a!i&" de la CPU, Dura"te esta (e"era!i&" apare!e" los primeros sistemas de Tiempo !ompartido$ esto !o"siste e" #ue se le asi("a a !ada tra*a:o u" tiempo ':o de utili%a!i&" de CPU$ este per+odo de tiempo .de"omi"ado time slot4 es pe#ueo$ pues el u so de tiempo !ompartido tie"e !omo o*:etivo ma"e:ar a disti"tos usuarios media"te termi"ales #ue te"(a" la ilusi&" de estar o!upa"do la má#ui"a !omo si 6uera" ;"i!os, El primer sistema operativo importa"te de tiempo !ompartido es el .CTSS4 6ue desarrollado e" MIT .Massa!)usetts I"stitute o6 Te!)"olo(4, Otros de los sistemas #ue sur(i& e" este periodo es MULTICS$ el #ue sirvi& de *ase para el desarrollo del sistema UNIJ, Cuarta -e"era!i&" ./0?3/0045 Esta (e"era!i&" se !ara!teri%a por la utili%a!i&" de los mi!ropro!esadores para la !o"stru!!i&" de !omputadores de me"or tamao$ )a!ie"do posi*le #ue u"a sola perso"a tuviera su propio !omputador perso"al, Los !omputadores perso"ales !o" maores !apa!idades #ue se empe%aro" a utili%ar e" la empresa e" las u"iversidades re!i*iero" el "om*re de esta!io"es de tra*a:o, Dura"te esta (e"era!i&" apare!e" los sistemas operativos #ue propor!io"a" u"a i"ter6a% más ami(a*le al usuario$ esto se tradu!e e" me:ores )erramie"tas de i"tera!!i&" !o" el !omputador$ tales !omo !apa!idades (rá'!as$ +!o"os$ sistemas de me";s$ et!, Los sistemas operativos #ue !o*ra" (ra" popularidad e" este per+odo so" MS3DOS de Mi!roso6t UNIJ, Este ;ltimo tuvo sus primeros desarrollos e" er9ele posteriorme"te e" ATKT, DOS .sistema operativo e" dis!o4 VERSIONES5 PC3DOS .IM4 DR3DOS .Di(ital Resear!)4 MS3DOS /, A*ril /0?/ /,/ , , ,/ , MS3DOS .Mi!roso6t4 , 1, 2, @, @, , A(osto /002 Se trata del / sistema operativo !reado para orde"adores perso"ales e" la d8!ada de los ? dado #ue los sistemas a"teriores 6uero" !reados para ma#ui"as (ra"des e" e"tor"os de empresa, A lo lar(o del tiempo pu("aro" tres 6a*ri!a"tes por la )e(emo"+a del mer!ado )asta #ue e" la d8!ada de los 0 !o" la apari!i&" de las /as plata6ormas de i"do7s , ,/ ,// Mi!roso6t se #ueda sola por la retirada de los demás au"#ue a IM lo )a*+a de:ado mu!)o tiempo a"tes, Se trata de u" sistema operativo (ra*ado so*re dis!o de modo #ue se )a de e"!o"trar perma"e"teme"te a!tivo reside"te para poder tra*a:ar !o" esa má#ui"a, Esto a)ora pare!e i"tras!e"de"te a #ue todos los sistemas operativos .i"do7s$ i"do7s0,<$ u"i<$ li"u<$ et!,,4 E stá" o!upa"do al(u"os de los dis!os duros del orde"ador pero al pri"!ipio los orde"adores "o te"+a" dis!o duro a #ue au" "o se )a*+a" i"ve"tado por ta"to se e"!o"tra*a e" u" dis9ette #ue de*+a estar perma"e"teme"te i"trodu!ido !o" el a(rava"te de #ue solo )a*+a u"a dis#uetera, E"tre todas las versio"es #ue saliero" al mer!ado omitie"do las primeras mu depe"die"tes de la rudime"taria
te!"olo(+a de e"to"!es so" las versio"es ,$1, @, las #ue tuviero" u" maor 8
Evolución de los Sistemas Arquitecturas RISC Y CISC
Operativos
según
las
Introducción Los Mi!ropro!esadores o CPU admi"istra" :ue(os de i"stru!!io"es *asadas e" pilas$ a!umuladores re(istros, Las i"stru!!io"es *asadas e" re(istros )a" re!i*ido la maor ate"!i&" por parte de los pro(ramadores$ )e!)o #ue a su ve% )a propi!iado #ue los 6a*ri!a"tes de semi!o"du!tores$ disee" ar#uite!turas de mi!ropro!esadores se(;" la 6orma e" #ue se admi"istra" los re(istros, Las primeras !omputadoras s&lo emplea*a" i"stru!!io"es se"!illas$ por#ue el !oste de los dispositivos ele!tr&"i!os !apa!es de e:e!utar i"stru!!io"es !omple:as era mu elevado, Co" las i"stru!!io"es !omple:as se #uiere de!ir i"stru!!io"es ;"i!as #ue espe!i'!a" opera!io"es m;ltiples puede" a)orrar tiempo al evitar #ue el orde"ador te"(a #ue re!uperar i"stru!!io"es adi!io"ales, Los orde"adores #ue !om*i"a" varias opera!io"es e" u"a sola i"stru!!i&" se de"omi"a" orde"adores CISC, Si" em*ar(o$ la maor+a de los pro(ramas "o utili%a" i"stru!!io"es !omple:as$ si"o #ue !o"sta" ese"!ialme"te de i"stru!!io"es simples, Cua"do estas i"stru!!io"es simples se e:e!uta" e" u"a ar#uite!tura CISC$ el pro!eso es más le"to$ por#ue e" u" diseo CISC todas las i"stru!!io"es$ simples o !omple:as$ tarda" más e" ser des!odi'!adas, Partie"do de esa *ase$ )a" sur(ido dos (ra"des ar#uite!turas de mi!ropro!esadores para PCs5 Los diseados !o" i"stru!!io"es ava"%adas o !omple:as llamados CISC .Comple< I"stru!tio" Set Computer4, Los diseados !o" i"stru!!io"es simples o redu!idas llamados RISC .Redu!ed I"stru!tio" Set Computer4, U" pro!esador RISC t+pi!o tie"e u"a !apa!idad de pro!esamie"to de dos a !uatro ve!es maor #ue la de u" CISC,
Arquitectura CISC. La te!"olo(+a CISC "a!i& de la ma"o de I"tel$ !reador e" /0/ del primer mi!ro!)ip #ue permitir+a el "a!imie"to de la i"6ormáti!a perso"al, Más !o"!retame"te$ ser+a e" /0 !ua"do apare!er+a el ??$ primer !)ip !apa% de pro!esar ? *its$ su'!ie"te para represe"tar ";meros letras, Los mi!ropro!esadores CISC tie"e" u" !o":u"to de i"stru!!io"es #ue se !ara!teri%a por ser mu amplio permitir opera!io"es !omple:as e"tre opera"dos situados e" la memoria o e" los re(istros i"ter"os, Este tipo de ar#uite!tura di'!ulta el paralelismo e"tre i"stru!!io"es$ por lo #ue e" la a!tualidad la maor+a de los sistemas CISC de alto re"dimie"to impleme"ta" u" sistema #ue !o"vierte
di!)as i"stru!!io"es !omple:as e" varias i"stru!!io"es simples$ llamadas (e"eralme"te mi!roi"stru!!io"es, La mi!ropro(rama!i&" es u"a !ara!ter+sti!a importa"te ese"!ial de !asi todas las ar#uite!turas CISC, La mi!ropro(rama!i&" si("i'!a #ue !ada i"stru!!i&" de má#ui"a es i"terpretada por u" mi!ropro(rama lo!ali%ado e" u"a memoria e" el !ir!uito i"te(rado del pro!esador, Este !)ip 6ue usado e" mu!)os de los primeros mi!ro !omputadores tales !omo el ALTAIR ?? el IMSAI ?? #ue !orr+a" e" u" sistema operativo CP/ .Pro(rama de Co"trol de mi!ro!omputadoras4 #ue era u" sistema operativo de u" solo usuario desarrollado por -ARQ ILDALL$ despu8s de este !)ip apare!er+a el I"tel ??2 ilo( ? #ue pod+a" e:e!utarse dire!tame"te e" el !&di(o ??$ pero estos 6uero" modi'!ados para e:e!utarse e" u" IM PC .!omputadora perso"al IM4$ el !ual 6u"!io"aria e" u" sistema operativo S!"OS .Sistema operativo de dis!o de Mi!roso6t4 # #ue es u" S,O de Mi!roso6t #ue 6u"!io"a*a e" !omputadoras *asado e"
Caracter'sticas El :ue(o de i"stru!!io"es so" de lo"(itud varia*le$ lo(ra"do redu!ir la lo"(itud de los pro(ramas, Soporta el a!!eso desali"eado a memoria permitie"do utili%ar al má
Arquitectura RISC La alter"ativa RISC se *asa e" propo"er pro!esadores !a*leados !o" u" repertorio simple de i"stru!!io"es se"!illas 6re!ue"tes> todo !&di(o !omple:o puede des!ompo"erse e" varios !o"(8"eres más eleme"tales e" los #ue$ para evitar los terri*les e6e!tos so*re los retardos de la memoria pri"!ipal$ se re!urre a "umerosos re(istros a memorias !a!)e, De*ido a #ue se tie"e u" !o":u"to de i"stru!!io"es simpli'!ado$ 8stas se puede" impla"tar por )ard7are dire!tame"te e" la CPU$ lo !ual elimi"a el mi!ro!&di(o la "e!esidad de de!odi'!ar i"stru!!io"es !omple:as, El primer i"te"to por )a!er u"a CPU *asada e" el !o"!epto RISC 6ue )e!)o e" IM el !ual !ome"%& e" /02, La primera !omputadora e" utili%ar la ar#uite!tura RISC 6ue C"C **&& diseada e" /0@1 por Se+mour Cra+# #ue al pri"!ipio !orr+a e" u" sistema operativo COS .C)ippe7a Sistema Operativo4$ si" em*ar(o estas má#ui"as re#uer+a" ser e"tre(adas !o" u" sistema operativo mu!)o más pote"te por lo !ual se us& el sistema operativo SIPROS .Sistema operativo de pro!esamie"to simultá"eo4 #ue esta*a e" desarrollo$ pero este sistema 6ue todo u" 6ra!aso> !ua"do las ma#ui"as a esta*a" listas para ser e"tre(adas el proe!to 6ue !a"!elado los pro(ramadores tuviero" #ue se(uir me:ora"do el sistema COS$ e" ese mome"to el desarrollo de sistemas operativos se dividi& e" (rupos$ el (rupo #ue a"tes esta*a tra*a:a"do !o" SIPROS reali%aro" u" "uevo sistema llamado SCOPE .Co"trol de Supervisi&" de la e:e!u!i&" del Pro(rama4 #ue era mu disti"to al COS tuviero" mu!)os pro*lemas de 'a*ilidad$ el otro (rupo se e"!ar(& de las me:oras del COS este sistema evolu!io"& a MACE au"#ue "u"!a se !o"sider& u" produ!to o'!ial$ lue(o MACE seria la *ase del sistema RONOS$ pero CDC pre'ri& se(uir la l+"ea del sistema SCOPE$ por los aos !o"si(uiero" u"i'!ar SCOPE RONOS$ da"do lu(ar al sistema NOS .Sistema operativo de red4$ para darle me:or ima(e" a este sistema 6ue re"om*rado a SCOPE a #ue mu!)os !lie"tes pre6er+a" ma"te"er el sistema a"terior, E"tre otras te!"olo(+as desarrolladas por esta ar#uite!tura te"emos MIPS, SPARC que utilizan Solaris, sistema operático de ambiente Unix, Power pc diseñados con sistema operatio AI! " #indows $% , Los diseos RISC se !o"virtiero" e" u"o de los !)ips más utili%ados !ua"do 6uero" i"!luidos e" las !o"solas de :ue(o Ni"te"do @1 Pla Statio", Ho so" u"o de los pro!esadores i"te(rados más !om;"me"te utili%ados e" apli!a!io"es de alto "ivel, Caracter'sticas Estos mi!ropro!esadores si(ue" toma"do !omo *ase el es#uema moder"o de Vo" Neuma"", .!ar(a alma!e"a4, Las ;"i!as Ar#uite!tura del tipo load3store i"stru!!io"es #ue tie"e" a!!eso a la memoria so" load store$ !o" u" me"or ";mero de a!!eso a memoria, T8!"i!a de Pipeli"e .e:e!u!i&" simultá"ea de varias i"stru!!io"es4, Posi*ilidad de redu!ir el ";mero de !i!los de má#ui"a "e!esarios para la e:e!u!i&" de la i"stru!!i&"$ a #ue esta t8!"i!a permite #ue u"a i"stru!!i&" puede empe%ar a e:e!utarse a"tes de #ue )aa termi"ado la a"terior, (enta)as Dismi"ue la pro*a*ilidad de 6allo, Redu!e el tamao de la CPU$ #ue puede e"to"!es al*er(ar más re!ursos .re(istros4, Ga!ilita el diseo,
Utili%a u" sistema de dire!!io"es "o destru!tivas e" RAM, lo #ue 6a!ilita a los !ompiladores !o"servar lle"os los !o"du!tos de la CPU para utili%arlos !o"!urre"teme"te redu!ir la e:e!u!i&" de "uevas opera!io"es, Cada i"stru!!i&" puede ser e:e!utada e" u " solo !i!lo de la CPU$ má
