Sistemas Operativos

MULTICS fue anunciado en 1964, fruto de la colaboración entre el MIT, General Electrics y Bell Labs, como el primer sistema operativo de propósito general.

Fue el primer sistema operativo en proporcionar un sistema de archivos jerárquico, intérprete de comandos implementado como programa de usuario, listas de control de acceso individuales para cada archivo y enlazado dinámico, entre otras características novedosas.

Además experimentó con eliminar la separación entre el espacio de direcciones de los procesos y los archivos. Es decir, como si los archivos estuvieran mapeados en memoria, permitiendo a los procesos acceder al contenido de los archivos directamente, sin tener que ordenar manualmente operaciones de lectura desde el disco a la memoria (véase el Apartado 17.3).

VM/CMS es un sistema de IBM utilizado en los mainframes IBM System/360, System/370, System/390 y zSeries. VM es un hipervisor que se encarga de virtualizar el hardware para crear múltiples máquinas virtuales, dando la sensación de que cada una es un mainframe independiente.

Como sistema operativo de las máquinas virtuales, una opción común es CMS, un sistema interactivo y monousuario muy ligero, diseñado para operar fundamentalmente en una máquina virtual de VM. Gracias a VM/CMS, cada usuario tiene la sensación de trabajar en un sistema completamente independiente y seguro.

El desarrollo de VM/CMS comenzó en 1965 y la primera versión estuvo disponible a primeros de 1966. Las versiones actuales se denominan IBM z/VM.

UNIX fue desarrollado originalmente por Bell Labs en 1970 para los sistemas PDP-11/20 (véase la Figura 3.4). La autoría de este se le atribuye a un grupo de programadores, liderados por Ken Thompson, que decidieron rehacer el trabajo de MULTICS, pero a menor escala, después de que Bell Labs abandonara el proyecto MULTICS en 1969. Inicialmente se llamó UNICS y fue desarrollado para los sistemas PDP-7 —una minicomputadora de la serie PDP de Digital Equipment Corporation (DEC)—.

Los sistemas UNIX se caracterizan por ofrecer un gran número de pequeñas herramientas especializadas diseñadas para trabajar unidas —a través de la línea de comandos usando tuberías— y por usar la E/S salida de archivos como modelo universal de E/S. Es decir, que los dispositivos, ciertos mecanismos de comunicación entre procesos y hasta algunos aspectos de la configuración e información del sistema son gestionados como archivos.

La primera versión de UNIX fue implementada en ensamblador, como era común en la época. Posteriormente, Dennis Ritchie y Brian Kernighan diseñaron un nuevo lenguaje de programación llamado «C», especialmente pensado para que UNIX fuera escrito con él. Eso facilitó que UNIX pudiera ser portado a ordenadores diferentes. Además, gracias al lenguaje C, el código era más conciso y compacto, lo que se tradujo en que se pudieron desarrollar nuevas funcionalidades más rápidamente.

AT&T, la compañía matriz de Bell Labs, no podía competir en la industria de los ordenadores, por lo que puso el código fuente de UNIX a disposición de universidades, compañías privadas y del gobierno de los Estados Unidos. Eso aumentó su difusión y dio resultados inesperados. Por ejemplo, una de las variantes más importantes de UNIX fue BSD, desarrollada por la Universidad de California en Berkeley.

VMS es un sistema operativo de 32 bits diseñado originalmente por Digital Equipment Corporation (DEC) —ahora propiedad de HP— en 1978 para usarlo en minicomputadoras VAX. Posteriormente fue portado a sistemas DEC Alpha e Intel Itanium.

Las siglas VMS vienen de Virtual Memory System, ya que una de sus principales características era explotar el concepto de memoria virtual. Este concepto también es muy utilizado en los sistemas operativos modernos. Permite que los procesos se ejecuten aislados, unos de otros, en la memoria principal y sin tener que ser cargados completamente, lo que permite que cada uno consuma menos memoria.

VMS era un sistema multiusuario y multiprocesador que podía distribuir el trabajo entre varias máquinas, lo que le permitía ser tolerante a fallos.

El IBM OS/400 es un sistema utilizado en la familia de minicomputadoras IBM AS/400 —llamada iSeries desde 2006—. Fueron introducidos en el mercado en 1988, pero aún es posible verlos en algunas organizaciones. En 2008 el sistema operativo IBM OS/400 pasó a llamarse IBM i y siguen publicándose nuevas versiones en la actualidad.

CP/M (1974) fue el sistema operativo estándar en la primera generación de microcomputadoras. Fue creado por Digital Research, Inc. —fundada por Gary Kildall— para ser el sistema operativo de los microordenadores basados en Intel 8080/85 y Zilog Z80.

Con la elección de MS-DOS por parte de IBM para su IBM PC, CP/M fue perdiendo mercado paulatinamente hasta desaparecer. Sin embargo, la influencia de CP/M en MS-DOS es indudable, en tanto en cuanto 86-DOS, el predecesor de MS-DOS, estaba basado en las ideas de CP/M.

MS-DOS fue el sistema operativo estándar en la segunda generación de microcomputadoras. No era ni multitarea ni multiusuario. Fue el primer sistema operativo del IBM PC —lanzado en 1981— y durante mucho tiempo fue ampliamente utilizado en toda la plataforma «PC compatible».

MS-DOS fue creado por Seattle Computer Products (SCP) con el nombre de 86-DOS en 1979. Se basaron en ideas de CP/M, pues pretendían ofrecer una versión de CP/M para procesadores Intel 8086. Inicialmente era conocido como QDOS (Quick and Dirty Operating System) pero SCP le cambió el nombre en 1980, cuando comenzaron a licenciarlo. Posteriormente Microsoft adquirió el sistema y lo vendió a IBM en 1981 con el nombre de MS-DOS.

Tanto IBM como Microsoft lanzaron versiones de DOS, aunque originalmente IBM solamente validaba y empaquetaba el software de Microsoft. Microsoft lanzaba sus versiones bajo el nombre de MS-DOS, mientras IBM las lanzaba bajo el nombre de IBM PC-DOS.

OS/2 fue un sistema operativo creado por Microsoft e IBM para aprovechar las nuevas características de la segunda generación de ordenadores personales de IBM, equipados con procesador Intel 80286. Pero al final terminó siendo desarrollado en exclusiva por IBM.

OS/2 fue pensado como un sucesor con operación en modo dual de MS-DOS y de Microsoft Windows 2.0. Fue anunciado en abril y lanzado en diciembre de 1987 como un sistema operativo en modo texto. En la versión 1.1, lanzada en noviembre de 1988, se le añadió interfaz gráfica.

La colaboración entre IBM y Microsoft terminó en 1990, entre el lanzamiento de Windows 3.0 y la de OS/2 1.3. El aumento de popularidad de Windows llevó a Microsoft a dejar de centrarse en el desarrollo de OS/2, lo que hizo que IBM se preocupara por los continuos retrasos en el desarrollo de OS/2 2.0. Inicialmente ambas compañías acordaron que IBM tomaría el mantenimiento de OS/2 1.0 y el desarrollo de OS/2 2.0, mientras Microsoft continuaría desarrollando OS/2 3.0, que entonces era conocido como «NT OS/2». Sin embargo, Microsoft finalmente decidió renombrar NT OS/2 como Windows NT, dejando el futuro desarrollo de OS/2 en manos de IBM.

OS/2 Warp 3 fue un sistema completo de 32 bits lanzado en 1994. Le seguiría OS/2 Warp 4, en 1996. Poco después, IBM anunció que OS/2 desaparecería.

La familia Windows 3.x de Microsoft Windows fue desarrollada desde 1990 hasta 1994. Windows 3.0 fue la primera versión de éxito de Windows, permitiendo a Microsoft competir con el Macintosh de Apple Computer y el Commodore Amiga.

En 1983, Microsoft anunció el desarrollo de Windows, una interfaz gráfica de usuario para su sistema MS-DOS, que se usaba en los IBM PC y compatibles desde 1981. Windows requería una instalación previa de MS-DOS y era iniciado como un programa más, que podía ser terminado en cualquier momento, devolviendo al usuario a la línea de comandos de MS-DOS.

MS-DOS le proporcionaba a Windows controladores de dispositivo para ciertas tareas, como el acceso al CD-ROM o a la interfaz de red. Sin embargo Windows ejecutaba aplicaciones específicas de Windows, almacenadas en un formato ejecutable mucho más complejo que el de los programas de MS-DOS. Además, debido a que MS-DOS no aislaba a las aplicaciones del hardware y no se protegía así mismo de los errores en dichas aplicaciones, Windows disponía de controladores de dispositivo propios, así como sus propios sistemas de gestión de procesos y de memoria. En realidad Windows no se ejecutaba sobre MS-DOS, si no que hacía uso de él. Por ello puede ser considerado como un sistema operativo.

La familia Windows 3.x fue sustituida por una serie de sistemas operativos gráficos híbridos de 16/32 bits.

Windows 95 fue lanzado en 1995. Fue el primer Windows unido a una versión de MS-DOS específica, aunque este hecho se intentaba mantener oculto. Entre las características de Windows 95 destacan: mejoras significativas en la interfaz de usuario (véase la Figura 3.8), nombres de archivo de hasta 256 caracteres con conservación de mayúsculas y minúsculas —en MS-DOS el límite era de 8 caracteres para el nombre más 3 de extensión— y multitarea expropiativa para las aplicaciones de 32 bits.

Windows 98 fue lanzado el 25 de junio de 1998. Le siguió Windows Me, el 14 de septiembre de 2000. Windows Me fue la última versión de la familia de sistemas operativos híbridos de 16/32 bits que sucedió a la familia Windows 3.x.

Windows NT fue un sistema operativo de 32 bits. El primero de la familia de sistemas operativos Microsoft Windows actuales.

Su desarrollo empezó en 1988 con el nombre de OS/2 3.0. Cuando Windows 3.0 fue lanzado en mayo de 1990, tuvo tanto éxito que Microsoft decidió cambiar la API del aún en desarrollo NT OS/2 —que era como Microsoft lo llamaba entonces— pasando de ser una versión extendida de la API de OS/2 a una versión extendida de la API de Windows 3.0. Esta decisión causó tensión entre Microsoft e IBM y provocó que finalmente terminara la colaboración.

Como hemos comentado anteriormente, Microsoft contrató a un grupo de desarrolladores de Digital Equipment Corporation para crear Windows NT. Por lo que muchos de sus elementos reflejan la experiencia anterior de DEC en VMS.

Windows NT soportaba varias API de distintos sistemas operativos —por ejemplo Win32, POSIX y OS/2 2.1— que eran implementadas como subsistemas encima de una API nativo no documentado públicamente. Esta estructura en subsistemas, fue lo que permitió la adopción tardía de la API de Windows 3.0 como API principal, tal y como hemos comentado.

La primera versión —Windows NT 3.1— lanzada el 13 de julio de 1993, era un sistema operativo microkernel (véase el Apartado 3.5.8 un poco más adelante) multiplataforma que corría sobre procesadores x86, DEC Alpha, MIPS 4000 y PowerPC.

Windows NT 4.0 —lanzado en 1996— fue la última versión en soportar plataformas distintas a Intel IA-32. Aunque el desarrollo de Windows 2000 para procesador Alpha continuó un poco más, hasta 1999, cuando Compaq dejó de soportar Windows NT en esa arquitectura. Además Windows NT 4.0 integró en el núcleo más funciones —por ejemplo, parte del subsistema gráfico— para obtener un rendimiento más próximo al de Windows 95 en ese apartado.

Windows 2000 —o Windows NT 5.0— fue lanzado el 17 de febrero de 2000 y fue el primer sistema operativo de la familia NT al que se le eliminaron las siglas del nombre. Fue por motivos de marketing, para favorecer la unificación de las dos familias de sistemas operativos Microsoft Windows de entonces —Windows 9x y Windows NT— alrededor de la tecnología NT.

Windows XP —o Windows NT 5.1— completó en 2001 el proceso de unificación de las dos familias de sistemas operativos Windows. Con su aparición forzó la extinción de la familia Windows 9x, al sustituirla con una versión de Windows XP denominada Windows XP Home Edition, específica para la informática doméstica.

GNU/Linux es un sistema operativo libre y, tal vez, el más famoso proyecto de software libre.

El proyecto GNU se inició en 1983, con el fin de desarrollar un sistema operativo estilo UNIX enteramente libre. El proyecto incluía la creación de herramientas de desarrollo de software y aplicaciones de usuario.

Mucho tiempo después, el estudiante universitario finés Linus Torvalds comenzó a desarrollar el núcleo Linux como hobby, mientras estudiaba en la Universidad de Helsinki. Torvalds originalmente usaba Minix, un sistema operativo simplificado escrito por Andrew Tanenbaum para enseñar diseño de sistemas operativos. Sin embargo, el hecho de que Tanenbaum no diera soporte a las mejoras del sistema operativo que eran propuestas por otros desarrolladores, llevó a Torvalds a escribir un sustituto de MINIX.

En 1991, cuando se liberó la primera versión del núcleo Linux, el proyecto GNU había desarrollado todos los componentes necesarios del sistema operativo excepto el núcleo. Torvalds y otros desarrolladores rápidamente adaptaron Linux para que funcionara con los componentes de GNU, creando un sistema operativo completamente funcional que se denomina GNU/Linux.

El núcleo Linux fue licenciado bajo la GNU General Public License (GPL), como el resto del proyecto GNU. Pero Linux no es parte de dicho proyecto. El proyecto GNU tiene su propio núcleo, denominado GNU/Hurd, que lleva 30 años en desarrollo y parece que aún está muy lejos de estar listo.

Mach es un núcleo de sistema operativo desarrollado en la Universidad Carnegie-Mellon (CMU). El proyecto en la CMU se desarrolló desde 1985 hasta 1994.

Mach explora el concepto que denominamos microkernel. En los sistemas operativos microkernel solo se implementa en el núcleo del sistema un conjunto mínimo de servicios básicos. El resto de los servicios proporcionados por el sistema operativo se implementan como procesos con menos privilegios.

Por sus ventajas en cuanto a seguridad y fiabilidad, en algún momento se pensó que los microkernel dominarían el universo de los sistemas operativos. Sin embargo, el mayor esfuerzo hasta la fecha para conseguirlo es GNU/Hurd, que lleva varias décadas de retraso. Por fortuna, otros sistemas operativos microkernel han tenido algo más éxito, como es el caso de QNX o MINIX 3. Mientras que Google parece que lo va a intentar con Google Fuchsia, el posible sustituto de Android.

A mediados de los 90, Apple Computers seleccionó OpenStep como base para el sucesor de su clásico Mac OS. OpenStep es realmente una versión actualizada de NeXTSTEP que era un sistema basado en un núcleo Mach 2.5 con porciones del sistema UNIX BSD de la Universidad de Berkeley. Por tanto, la mezcla de Mach con UNIX BSD de OpenStep es la base del sistema operativo macOS actual de Apple.