Usar un computador no siempre fue tan fácil. Los sistemas operativos surgieron como una necesidad para poder utilizar máquinas muy complejas en tiempos que se necesitaba personal muy especializado para poder operarlas. La evolución de los sistemas operativos estuvo, por lo tanto, muy ligada a las características y necesidades particulares de las máquinas disponibles. Resulta difícil hablar de los sistemas operativos sin referirse al mismo tiempo a la evolución del hardware, pues ambos aspectos han avanzado de la mano durante gran parte de la historia.

Este artículo describe algunos hitos en la evolución del software que conocemos como sistema operativo y destaca el surgimiento de conceptos que persisten en los sistemas operativos modernos. La división de generaciones es aproximada en cuanto a años, y esta guiada principalmente por los hitos que marcaron al hardware.

En 1946, William Mauchley y J. Presper Eckert construyeron, en la Universidad de Pennsylvania uno de los primeros computadores programables de propósito general: el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Poseía 20000 tubos de vacío, pesaba 27 toneladas, ocupaba 167m2 y consumía 150kW de electricidad. Su dispositivo de entrada era un lector de tarjetas perforadas y su salida era un perforador de tarjetas (IBM 405). Poseía un clock de 100kHz, y utilizaba 20 registros de 10 dígitos binarios. No existía un lenguaje de programación, ni siquiera assembler, de manera que toda la computación era descrita en las tarjetas perforadas mediante código de máquina.

Posteriormente al trabajo de Babbage, el desarrollo de máquinas programables quedó relegado al ámbito de la investigación científica, sin grandes aplicaciones prácticas. Como ha ocurrido con tantos otros inventos, fue el periodo de la Segunda Guerra Mundial el que vino a reimpulsar el interés en este tipo de máquinas.

Se empezaron a desarrollar las primeras máquinas electrónicas, como el Z3 de Konrad Zuse (1941), y la máquina de Atanasoff-Berry (1942). El flujo de cómputo de estas máquinas era controlado por switch electrónicos (relay), construidos mediante tubos de vacío (vacuum tube). Al estar compuestas por cientos o miles de estos tubos, no era extraño que uno o varios fallaran durante la operación. Algunas de estas máquinas eran programables, si bien no todas eran de "propósito general" ó Turing-complete.

En 1944, un grupo de científicos en Bletchley Park, Inglaterra, entre los que se encontraba Alan Turing, construyó el computador Colossus, cuyo modelo más conocido, el Colossus Mark 2, utilizaba 2400 tubos de vacío. Este computador, si bien, tampoco era Turing-complete (lo que demuestra que no basta tener a Alan Turing para ser Turing-complete) ya que fue diseñado para una tarea criptográfica particular, sí era programable mediante cintas de papel. Fue importante en el proceso de decriptación del criptosistema alemán Lorenz.

La creación de los transistores en los años 1950 revolucionó la construcción de los dispositivos electrónicos reduciendo drásticamente las tasas de falla respecto al hardware construido con tubos de vacío y aumentando la velocidad de respuesta. Se empezaron a construir grandes computadores basados en transistores, conocidas como mainframes. Debido a su costo de construcción, un computador de este tipo era solamente accesible para grandes corporaciones, gobiernos y universidades.

La operación de un mainframe requería la colaboración de varios actores. Un mainframe ejecuta jobs (trabajos), que consisten en el código de un programa, o una secuencia de programas. Los programas se ingresan mediante tarjetas perforadas y se escriben en lenguaje assembler. En 1953, John W. Backus, de IBM, propone una alternativa para hacer más práctica la descripción de programas en lugar de assembler y desarrolla el FORmula TRANslating system, conocido como lenguaje FORTRAN, junto con una herramienta para hacer la traducción hacia assembler llamada compilador. Este trabajo le otorgaría el Turing Award en 1977.

Cuarta Generación (1980-Presente): Computadores personales

El desarrollo tecnológico de los circuitos integrados llegó al nivel conocido como VLSI (Very Large Scale Integration), capaz de integrar hasta 1 millón de transistores en un chip de 1cm2, lo que permitía hasta 100000 celdas lógicas. Surgieron sistemas computacionales de uso personal denominados microcomputadores, que en principio no eran tecnológicamente muy superiores al PDP-11, pero a un precio notablemente inferior.

Intel 8080, CP/M y el despegue de los microcomputadores

En 1974, Intel presenta el chip Intel 8080, una CPU de propósito general de 8-bit con un clock de 2MHz, sucesora del 4004 y el 8008, los primeros microprocesadores del mercado. Fue parte del popular MITS Altair 8800, que dió inicio a la era de los microcomputadores.

BM PC y la masificación de Microsoft DOS
IBM, por su parte, que había dominado el mercado de los mainframes se estaba quedando atrás en el nuevo mercado de los microcomputadores y empezó a desarrollar su propia versión: el IBM Personal Computer (IBM PC) basado en el Intel 8088 de 16-bit, 4.77MHz de clock, y hasta 256 kB de RAM. En 1980, IBM contactó a una pequeña compañía de nombre Microsoft fundada por Bill Gates y Paul Allen en 1975, y conocida por desarrollar un intérprete del lenguaje BASIC para el popular Altair 8800. Sin embargo, IBM deseaba un sistema operativo completo, y Bill Gates les sugirió contactar a Digital Research, que con CP/M era el dominador absoluto de los sistemas operativos.

Doug Engelbart y la interactividad: "The Mother of All Demos"
Aún a inicios de los años 1980s, tanto MS-DOS como CP/M-86 seguían interactuando con el usuario a través de líneas de comando y teclado. Esto cambiaría debido a una investigación en interacción humano-computador que venía siendo desarrollada desde los años 1960s por Doug Engelbart (1925-2013) en el Stanford Research Institute (SRI), quien creó las GUI (Graphical User Interface) como medio de interactuar con el computador mediante un conjunto de abstracciones gráficas como ventanas, íconos, menúes, hipertexto (sí, hipertexto, ahí quedaste Tim Berners-Lee #conrespeto), y un novedoso dispositivo llamado mouse capaz de controlar un puntero en pantalla

Apple y la evolución de MacOS
No sería, hasta el desarrollo del Apple Lisa (1983) y el Apple Macintosh (1984), los primeros computadores personales en incluir una interfaz gráfica, que las GUIs se harían populares al acercar el uso del computador al público general e incorporar el concepto de user friendliness. Se dice que Steve Jobs, co-fundador de Apple Computer Inc. habría tenido la idea incorporar la GUI a su próximo computador (Lisa) luego de una visita que realizó en 1979 a Xerox PARC, sin embargo hay testimonios que indican que el plan de incorporar una GUI al Apple Lisa existía de manera previa a dicha visita (Steve Jobs y los ingenieros de Apple tenían suficientes motivos para visitar Xerox PARC, en cualquier caso, y la visita efectivamente ocurrió). En cualquier caso el Apple Macintosh fue ampliamente popular en particular en el ámbito del diseño gráfico.

Microsoft y la evolución de Windows
Fuertemente influenciado por el éxito del Apple Macintosh, a inicios de 1980s Microsoft planeaba un sucesor para MS-DOS que tuviera su propia GUI. Su primer intento fue un sistema administrador de ventanas llamado Windows 1.0 (1985) que funcionaba como una aplicación sobre MS-DOS. La versión que consiguió mayor adopción fue Windows 3.11, para sistemas de 16-bit. Fue en 1995, con el lanzamiento de Windows 95 y luego Windows 98, que se incorporó código para aprovechar las nuevas CPU de 32-bit, aun cuando parte del sistema operativo debía soportar aún aplicaciones de 16-bit por retrocompatibilidad. MS-DOS seguía siendo usado para iniciar el sistema y como soporte subyacente para aplicaciones antiguas.

Hasta 1993, los dispositivos telefónicos móviles no era más que dispositivos de comunicación que usaban sistemas embebidos, dedicados, para administrar su hardware. El concepto de utilizar estos dispositivos para realizar actividades más allá de la telefonía surgió con los dispositivos conocidos como PDA (Personal Digital Assistant), entre los cuales se encuentra el Apple Newton que incluía un sistema operativo Newton OS escrito en C++, y con un pionero uso de reconocimiento de escritura manual. Poseía una API para aplicaciones desarrolladas por terceros, sin embargo no obtuvo gran adopción.

Talvez el primer dispositivo llamado un smartphone fue el IBM Simon, con una interfaz de pantalla touch (con stylus) y un sistema operativo ROM-DOS, compatible con MS-DOS y desarrollado por la empresa Datalight. Su batería de una hora de duración no le permitió competir con los nuevos dispositivos.

Palm, Inc. y el Palm OS
Fue en 1997 que la ya extinta compañía Palm, Inc. popularizó los dispositivos PDA mediante su PalmPilot, y su sistema operativo Palm OS 2.0 como el primer sistema operativo móvil exitoso. Incorporaba el sistema Graffiti de reconocimiento de escritura manual, y el stack de protocolos TCP/IP para soportar sincronización por red en lugar de cable serial. Palm OS introdujo paulatinamente características modernas acorde a la evolución de los dispositivos como soporte para el stack WiFi (IEEE 802.11), Bluetooh, y desde 2004 con Palm OS 6.0 (Cobalt), un kernel con multitasking y protección de memoria. En 2009, Palm, Inc. intentó ponerse al día en la competencia por el mercado móvil con el desarrollo de webOS. Palm, Inc. sería adquirido por HP al año siguiente y el desarrollo de webOS no se vería impulsado hasta al menos dos años más cuando el código de webOS se publicó de manera abierta. Finalmente HP licencia el uso de webOS a LG para incorporarlo en sus dispositivos smartTV.