A Evolução e os Tipos de Sistemas Operacionais

História dos Sistemas Operacionais

Geração Zero (Final dos Anos 1940)

Os primeiros sistemas informáticos não tinham sistemas operacionais. O usuário tinha pleno acesso à linguagem de máquina, e todas as instruções eram codificadas manualmente.

Primeira Geração (Final dos Anos 1950)

Nessa época, não existiam sistemas operacionais. As máquinas, que utilizavam tecnologia de válvulas ou tubos de vácuo, eram enormes. O usuário tinha que programar tudo em código binário, e as máquinas tinham um custo enorme.

Os sistemas operacionais dos anos 1950 foram projetados para facilitar a transição entre tarefas. Antes da concepção desses sistemas, um tempo considerável era perdido entre a conclusão de uma tarefa e o início da próxima. Este foi o início dos sistemas em lote, onde as tarefas eram reunidas em grupos ou lotes. Quando uma tarefa estava em andamento, ela tinha o controle total da máquina. Após cada tarefa, o controle era devolvido ao sistema operacional, que realizava a limpeza e iniciava a próxima tarefa.

No início dos anos 1950, essa medida melhorou um pouco com a introdução de cartões perfurados (que serviam para introduzir os programas em linguagem de máquina), eliminando a necessidade de usar placas plug-in.

Além disso, o General Motors Research Laboratory implementou o primeiro sistema operacional para o IBM 701. Os sistemas da década de 1950 geralmente executavam uma única tarefa, e a transição entre elas era otimizada para alcançar a máxima utilização do sistema. Isso é conhecido como sistemas de processamento em lote de fluxo único, pois os programas e os dados eram apresentados em grupos ou lotes.

A introdução do transistor em meados dos anos 1950 mudou radicalmente o cenário.

Máquinas suficientemente confiáveis foram criadas e instaladas em locais especialmente equipados; apenas grandes universidades, empresas ou escritórios governamentais podiam se dar ao luxo de tê-las.

Para executar uma tarefa (programa), era preciso escrevê-la em papel (em FORTRAN ou linguagem assembly) e perfurá-la em cartões. Em seguida, a pilha de cartões era levada para a sala de entrada do sistema e entregue a um dos operadores. Quando o computador terminava o trabalho, o operador o direcionava para a impressora e o levava para a sala de saída, onde o usuário o pegava.

Segunda Geração (Meados a Finais dos Anos 1960)

A funcionalidade dos sistemas operacionais evoluiu com o desenvolvimento de sistemas compartilhados, multiprogramação e multiprocessamento.

Nos sistemas de multiprogramação, vários programas de usuário residem simultaneamente na memória principal, e o processador alterna rapidamente de uma tarefa para outra.

Em sistemas de multiprocessamento, múltiplos processadores são utilizados em um único sistema de computador para aumentar o poder de processamento da máquina.

A independência de dispositivo também surgiu. Um usuário que desejava gravar dados em uma fita nos sistemas de primeira geração tinha que fazer referência específica a uma unidade de fita especial. Na segunda geração, o programa do usuário especificava apenas um arquivo que seria escrito em uma unidade de fita com um certo número de trilhas e uma certa densidade.

Sistemas de tempo compartilhado (timesharing) foram desenvolvidos, nos quais os usuários se conectavam diretamente ao computador através de terminais. Surgiram sistemas de tempo real, onde os computadores eram usados no controle de processos industriais. Sistemas de tempo real são caracterizados por proporcionar uma resposta imediata.

Terceira Geração (Meados dos Anos 1960 a 1970)

Começa em 1964 com a introdução da família de computadores System/360 da IBM. Os computadores desta geração foram concebidos como sistemas de propósito geral.

Os sistemas eram quase sempre grandes e volumosos, projetados para atender a diversas necessidades. Eram sistemas multimodais, alguns deles permitiam processamento em lote simultâneo, tempo compartilhado (timesharing), processamento em tempo real e multiprocessamento.

Eram grandes e caros, algo nunca antes construído de forma semelhante, e muitos esforços de desenvolvimento terminaram com custos e prazos muito além do que o planejado.

Esses sistemas complexos tornaram os ambientes computacionais mais uniformes, uma complexidade à qual, num primeiro momento, os usuários tiveram que se acostumar.

Quarta Geração (Meados dos Anos 1970 em Diante)

Os sistemas de quarta geração representam o estado atual da tecnologia. Muitos designers e usuários se sentiam desconfortáveis, mesmo após sua experiência com sistemas operacionais de terceira geração.

Com a ampliação do uso de redes de computadores e processamento online, os usuários passaram a acessar computadores remotos geograficamente distribuídos por meio de vários terminais.

Os sistemas de segurança aumentaram consideravelmente, agora que a informação passa por vários tipos de linhas de comunicação vulneráveis. A criptografia recebeu muita atenção, tornando-se necessário criptografar dados ou informações pessoais para que, mesmo se expostos, não sejam úteis a ninguém além dos receptores adequados.

A porcentagem da população com acesso a um computador na década de 1980 era muito maior do que nunca e crescia rapidamente.

O conceito de máquinas virtuais passou a ser utilizado. O usuário não está mais interessado nos detalhes físicos do sistema de computador que está sendo acessado. Em vez disso, o usuário vê um ambiente chamado máquina virtual, criado pelo sistema operacional.

Os sistemas de banco de dados tornaram-se muito importantes. Nosso mundo é uma sociedade orientada pela informação, e o trabalho dos bancos de dados é disponibilizar essas informações de forma controlada para aqueles que têm direitos de acesso.

Tipos de Sistemas Operacionais (SO)

Sistemas de Processamento em Lote (Batch)

O processamento em lote sequencial, ou batch processing, em microcomputadores, é a execução de uma lista de comandos do sistema operacional, um após o outro, sem intervenção do usuário.

Em computadores maiores, o processamento em lote envolve a coleta de conjuntos de dados e programas de usuários, executando um ou alguns por vez e entregando os resultados aos usuários.

O processamento em lote também pode se referir ao processo de armazenamento de operações por um certo período antes de serem enviadas para um arquivo mestre, geralmente uma operação realizada durante a noite.

Sistemas operacionais em lote tratavam os programas em grupos (lotes), em vez de individualmente.

A função desses sistemas operacionais era carregar um programa na memória e executá-lo.

Ao final da execução, o controle era transferido para um endereço de memória a partir do qual o sistema operacional reassumia o controle e carregava o próximo programa a ser executado.

Assim, o tempo entre uma tarefa e outra diminuiu consideravelmente.

Quando desenvolvidos pela primeira vez, eram caracterizados pelo agrupamento de tarefas semelhantes. Os sistemas modernos utilizam outros recursos. A principal característica de um sistema em lote é a falta de interação entre o usuário e a tarefa enquanto ela é executada.

A tarefa é elaborada e entregue. A saída aparece algum tempo depois.

Sistemas Operacionais em lote processam uma grande quantidade de trabalho com pouca ou nenhuma interação entre os usuários e os programas em execução.

Reúnem todo o trabalho comum a ser realizado ao mesmo tempo, evitando a espera de duas ou mais tarefas como no processamento em série.

Esses sistemas são mais tradicionais e antigos, e foram introduzidos por volta de 1956 para aumentar a capacidade de processamento de programas.

Quando esses sistemas são bem planejados, podem ter um tempo de execução muito alto, pois o processador é melhor utilizado e os sistemas operacionais podem ser simples, devido à sequência de execução do trabalho.

Exemplos de sistemas operacionais em lote de sucesso são o SCOPE e o DC6600, cujo objetivo era o processamento científico pesado, e o UNIVAC II EXEC para o 1107, orientado ao processamento acadêmico.