История развития операционных систем

Введение

Компьютерные операционные системы (ОС) предоставляют набор функций, необходимых и используемых большинством прикладных программ на компьютере, а также средства для управления и синхронизации компьютерным оборудованием. На первых компьютерах, не имевших операционной системы, каждой программе требовалась полная спецификация аппаратного обеспечения для корректной работы и выполнения стандартных задач, а также собственные драйверы для периферийных устройств, таких как принтеры и считыватели перфокарт. Растущая сложность аппаратного и программного обеспечения в конечном итоге сделала операционные системы необходимостью для повседневной работы.

Предыстория

Самые ранние компьютеры были мейнфреймами, не имевшими операционной системы как таковой. Каждый пользователь получал эксклюзивное право на использование машины в течение запланированного периода времени и приходил к компьютеру с программой и данными, зачастую на перфокартах и магнитной или бумажной ленте. Программа загружалась в машину, и та работала до завершения программы или сбоя. Отладка программ обычно осуществлялась через панель управления с помощью ручек, переключателей и индикаторов. Для программистов были разработаны символические языки, ассемблеры и компиляторы, позволявшие преобразовывать символический код программы в машинный код, который ранее приходилось кодировать вручную. Позже машины стали поставляться с библиотеками вспомогательного кода на перфокартах или магнитной ленте, которые подключались к программе пользователя для выполнения таких операций, как ввод и вывод данных. Это стало зарождением современной операционной системы; однако машины по-прежнему выполняли только одну задачу за раз. В Кембриджском университете в Англии очередь заданий на выполнение в один момент представляла собой веревку, к которой прикреплялись ленты, связанные с соответствующими заявками, с помощью канцелярских зажимов. По мере увеличения вычислительной мощности машин время выполнения программ сокращалось, а время на передачу оборудования следующему пользователю становилось относительно большим. Учет и оплата за использование машин перешли от проверки настенных часов к автоматической регистрации компьютером. Очереди заданий эволюционировали от буквальной очереди людей у двери до кучи носителей на столе ожидания заданий или стопок перфокарт, сложенных друг на друга в считывателе, пока сама машина не получила возможность выбирать и последовательно обрабатывать ленты на различных магнитных накопителях. Разработчики программ, изначально имевшие доступ к запуску своих заданий на машине, были заменены штатными операторами, которые обслуживали машину и все меньше занимались ручным выполнением задач. Когда коммерческие вычислительные центры столкнулись с последствиями потери данных из-за несанкционированного доступа или операционных ошибок, производителей оборудования заставили улучшить библиотеки времени выполнения, чтобы предотвратить неправомерное использование системных ресурсов. Автоматизированный мониторинг требовался не только для отслеживания использования центрального процессора, но и для подсчета напечатанных страниц, пробитых карт, прочитанных карт, использованного дискового пространства и для сигнализации о необходимости вмешательства оператора, например, для замены магнитных лент и бумажных форм. В операционные системы были добавлены функции безопасности для ведения журналов аудита доступа программ к файлам и предотвращения доступа, например, инженерной программы к файлу начислений заработной платы. Все эти функции формировали основу полноценной операционной системы. В конечном итоге библиотеки времени выполнения превратились в единую программу, которая запускалась перед началом работы с первой задачей клиента, считывала задачу клиента, контролировала ее выполнение, регистрировала использование ресурсов, перераспределяла аппаратные ресурсы после завершения задачи и немедленно приступала к обработке следующей задачи. Эти резидентные фоновые программы, способные управлять многоступенчатыми процессами, часто назывались мониторами или программами-мониторами до того, как термин "операционная система" окончательно закрепился. Базовая программа, обеспечивающая управление аппаратным обеспечением, планирование программного обеспечения и мониторинг ресурсов, может показаться далеким предком пользовательских ОС эпохи персональных компьютеров. Однако значение термина ОС претерпело изменения. Подобно тому, как ранние автомобили не имели спидометров, радиоприемников и кондиционеров, которые впоследствии стали стандартными, все больше дополнительных программных функций становились стандартными в каждом пакете ОС, хотя некоторые приложения, такие как системы управления базами данных и электронные таблицы, остаются необязательными и продаются отдельно. Это привело к восприятию ОС как полноценной пользовательской системы с интегрированным графическим интерфейсом, утилитами, некоторыми приложениями, такими как текстовые редакторы и файловые менеджеры, и инструментами настройки. Истинным потомком ранних операционных систем является то, что сейчас называется "ядром". В технических и разработческих кругах старое, узкое понимание ОС сохраняется из-за продолжающейся активной разработки встроенных операционных систем для различных устройств с компонентами обработки данных, от портативных гаджетов до промышленных роботов и систем управления в реальном времени, которые не запускают пользовательские приложения на переднем плане. Встроенная ОС в современном устройстве не так уж сильно отличается от своего предшественника 1950-х годов. Более широкие категории системного и прикладного программного обеспечения обсуждаются в статье "Программное обеспечение компьютера".

The earliest computers were mainframes that lacked any form of operating system. Each user had sole use of the machine for a scheduled period of time and would arrive at the computer with program and data, often on punched paper cards and magnetic or paper tape. The program would be loaded into the machine, and the machine would be set to work until the program completed or crashed. Programs could generally be debugged via a control panel using dials, toggle switches and panel lights. Symbolic languages, assemblers, and compilers were developed for programmers to translate symbolic program code into machine code that previously would have been hand encoded. Later machines came with libraries of support code on punched cards or magnetic tape, which would be linked to the user's program to assist in operations such as input and output. This was the genesis of the modern day operating system; however, machines still ran a single job at a time. At Cambridge University in England the job queue was at one time a string from which tapes attached to corresponding job tickets were hung with stationery pegs. As machines became more powerful the time to run programs diminished, and the time to hand off the equipment to the next user became large by comparison. Accounting for and paying for machine usage moved on from checking the wall clock to automatic logging by the computer. Run queues evolved from a literal queue of people at the door, to a heap of media on a jobs waiting table, or batches of punched cards stacked one on top of the other in the reader, until the machine itself was able to select and sequence which magnetic tape drives processed which tapes. Where program developers had originally had access to run their own jobs on the machine, they were supplanted by dedicated machine operators who looked after the machine and were less and less concerned with implementing tasks manually. When commercially available computer centers were faced with the implications of data lost through tampering or operational errors, equipment vendors were put under pressure to enhance the runtime libraries to prevent misuse of system resources. Automated monitoring was needed not just for CPU usage but for counting pages printed, cards punched, cards read, disk storage used and for signaling when operator intervention was required by jobs such as changing magnetic tapes and paper forms. Security features were added to operating systems to record audit trails of which programs were accessing which files and to prevent access to a production payroll file by an engineering program, for example. All these features were building up towards the repertoire of a fully capable operating system. Eventually the runtime libraries became an amalgamated program that was started before the first customer job and could read in the customer job, control its execution, record its usage, reassign hardware resources after the job ended, and immediately go on to process the next job. These resident background programs, capable of managing multi step processes, were often called monitors or monitor programs before the term "operating system" established itself. An underlying program offering basic hardware management, software scheduling and resource monitoring may seem a remote ancestor to the user oriented OSes of the personal computing era. But there has been a shift in the meaning of OS. Just as early automobiles lacked speedometers, radios, and air conditioners which later became standard, more and more optional software features became standard features in every OS package, although some applications such as database management systems and spreadsheets remain optional and separately priced. This has led to the perception of an OS as a complete user system with an integrated graphical user interface, utilities, some applications such as text editors and file managers, and configuration tools. The true descendant of the early operating systems is what is now called the "kernel". In technical and development circles the old restricted sense of an OS persists because of the continued active development of embedded operating systems for all kinds of devices with a data processing component, from hand held gadgets up to industrial robots and real time control systems, which do not run user applications at the front end. An embedded OS in a device today is not so far removed as one might think from its ancestor of the 1950s. The broader categories of systems and application software are discussed in the computer software article.

Главные рамки

Первой операционной системой, использовавшейся для реальной работы, была GM NAA I/O, разработанная в 1956 году исследовательским подразделением General Motors для IBM 704. Большинство других ранних операционных систем для мейнфреймов IBM также создавались заказчиками. Ранние операционные системы отличались большим разнообразием, при этом каждый поставщик или заказчик разрабатывал одну или несколько операционных систем, специфичных для их конкретного мейнфрейма. Каждая операционная система, даже от одного и того же производителя, могла иметь принципиально отличающиеся модели команд, процедуры работы и такие средства, как инструменты отладки. Обычно, с выходом каждой новой модели компьютера, появлялась и новая операционная система, и большинство приложений требовалось вручную адаптировать, перекомпилировать и повторно тестировать.

Другие операционные системы для центральных компьютеров

Корпорация Control Data разработала операционные системы SCOPE в 1960-х годах для пакетной обработки, а затем разработала операционную систему MACE для разделения времени, которая стала основой для последующей Kronos. В сотрудничестве с Университетом Миннесоты в 1970-х годах были разработаны операционные системы Kronos и позднее NOS, поддерживавшие одновременную пакетную и разделяемую обработку. Как и многие коммерческие системы разделения времени, её интерфейс являлся расширением системы разделения времени DTSS, одной из первых разработок в области разделения времени и языков программирования. В конце 1970-х годов Control Data и Университет Иллинойса разработали систему PLATO, которая использовала плазменные панели и сети разделения времени на большие расстояния. PLATO была удивительно инновационной для своего времени; модель общей памяти языка программирования PLATO TUTOR позволяла использовать такие приложения, как чат в реальном времени и многопользовательские графические игры. Для UNIVAC 1107, UNIVAC, первый производитель коммерческих компьютеров, выпустила операционную систему EXEC I, а Computer Sciences Corporation разработала операционную систему EXEC II и поставила её UNIVAC. EXEC II была портирована на UNIVAC 1108. Позднее UNIVAC разработала операционную систему EXEC 8 для 1108; она стала основой для операционных систем для последующих моделей семейства. Как и все ранние мэйнфреймы, EXEC I и EXEC II были системами пакетной обработки, управлявшими магнитными барабанами, дисками, считывателями карт и строчными принтерами; EXEC 8 поддерживала как пакетную обработку, так и обработку транзакций в режиме реального времени. В 1970-х годах UNIVAC выпустила систему Real Time Basic (RTB) для поддержки масштабного разделения времени, также по образцу системы Dartmouth BASIC. Корпорация Burroughs представила B5000 в 1961 году с операционной системой MCP (Master Control Program). B5000 была стековой машиной, предназначенной исключительно для поддержки языков высокого уровня, причём программное обеспечение, даже на самом низком уровне операционной системы, не писалось напрямую на машинном языке или языке ассемблера; MCP стала первой ОС, написанной полностью на языке высокого уровня ESPOL, диалекте ALGOL 60, хотя ESPOL содержала специализированные инструкции для каждого "слога" в наборе инструкций B5000. MCP также представила множество других новаторских инноваций, таких как одна из первых коммерческих реализаций виртуальной памяти. Переработка MCP для B6500 теперь продаётся как Unisys ClearPath/MCP. GE представила серию GE 600 с операционной системой General Electric Comprehensive Operating Supervisor (GECOS) в 1962 году. После того как Honeywell приобрела компьютерный бизнес GE, она была переименована в General Comprehensive Operating System (GCOS). Honeywell расширила использование названия GCOS, чтобы охватить все свои операционные системы в 1970-х годах, хотя многие из её компьютеров не имели ничего общего с более ранними сериями GE 600, и их операционные системы не были получены из оригинальной GECOS. Проект MAC в MIT, работая с GE и Bell Labs, разработал Multics, которая ввела концепцию кольцевых уровней привилегий безопасности. Digital Equipment Corporation разработала TOPS 10 для своей линейки 36-битных компьютеров PDP 10 в 1967 году. До широкого распространения Unix, TOPS 10 была особенно популярной системой в университетах и в раннем сообществе ARPANET. Bolt, Beranek, and Newman разработали TENEX для модифицированного PDP 10, который поддерживал страничную организацию памяти; это была ещё одна популярная система в исследовательских и ARPANET сообществах, а позже была разработана DEC в TOPS 20. Scientific Data Systems/Xerox Data Systems разработали несколько операционных систем для серии компьютеров Sigma, таких как Basic Control Monitor (BCM), Batch Processing Monitor (BPM) и Basic Time Sharing Monitor (BTM). Позднее BPM и BTM сменила Универсальная система разделения времени (UTS); она была разработана для предоставления многопрограммных услуг для онлайн (интерактивных) пользовательских программ в дополнение к задачам пакетной обработки. Ей на смену пришла операционная система CP V, которая объединила UTS с сильно ориентированной на пакетную обработку операционной системой Xerox.

Control Data Corporation developed the SCOPE operating systems in the 1960s, for batch processing and later developed the MACE operating system for time sharing, which was the basis for the later Kronos. In cooperation with the University of Minnesota, the Kronos and later the NOS operating systems were developed during the 1970s, which supported simultaneous batch and time sharing use. Like many commercial time sharing systems, its interface was an extension of the DTSS time sharing system, one of the pioneering efforts in timesharing and programming languages. In the late 1970s, Control Data and the University of Illinois developed the PLATO system, which used plasma panel displays and long distance time sharing networks. PLATO was remarkably innovative for its time; the shared memory model of PLATO's TUTOR programming language allowed applications such as real time chat and multi user graphical games. For the UNIVAC 1107, UNIVAC, the first commercial computer manufacturer, produced the EXEC I operating system, and Computer Sciences Corporation developed the EXEC II operating system and delivered it to UNIVAC. EXEC II was ported to the UNIVAC 1108. Later, UNIVAC developed the EXEC 8 operating system for the 1108; it was the basis for operating systems for later members of the family. Like all early mainframe systems, EXEC I and EXEC II were a batch oriented system that managed magnetic drums, disks, card readers and line printers; EXEC 8 supported both batch processing and on line transaction processing. In the 1970s, UNIVAC produced the Real Time Basic (RTB) system to support large scale time sharing, also patterned after the Dartmouth BASIC system. Burroughs Corporation introduced the B5000 in 1961 with the MCP (Master Control Program) operating system. The B5000 was a stack machine designed to exclusively support high level languages, with no software, not even at the lowest level of the operating system, being written directly in machine language or assembly language; the MCP was the first OS to be written entirely in a high level language ESPOL, a dialect of ALGOL 60 although ESPOL had specialized statements for each "syllable" in the B5000 instruction set. MCP also introduced many other ground breaking innovations, such as being one of the first commercial implementations of virtual memory. The rewrite of MCP for the B6500 is now marketed as the Unisys ClearPath/MCP. GE introduced the GE 600 series with the General Electric Comprehensive Operating Supervisor (GECOS) operating system in 1962. After Honeywell acquired GE's computer business, it was renamed to General Comprehensive Operating System (GCOS). Honeywell expanded the use of the GCOS name to cover all its operating systems in the 1970s, though many of its computers had nothing in common with the earlier GE 600 series and their operating systems were not derived from the original GECOS. Project MAC at MIT, working with GE and Bell Labs, developed Multics, which introduced the concept of ringed security privilege levels. Digital Equipment Corporation developed TOPS 10 for its PDP 10 line of 36 bit computers in 1967. Before the widespread use of Unix, TOPS 10 was a particularly popular system in universities, and in the early ARPANET community. Bolt, Beranek, and Newman developed TENEX for a modified PDP 10 that supported demand paging; this was another popular system in the research and ARPANET communities, and was later developed by DEC into TOPS 20. Scientific Data Systems/Xerox Data Systems developed several operating systems for the Sigma series of computers, such as the Basic Control Monitor (BCM), Batch Processing Monitor (BPM), and Basic Time Sharing Monitor (BTM). Later, BPM and BTM were succeeded by the Universal Time Sharing System (UTS); it was designed to provide multi programming services for online (interactive) user programs in addition to batch mode production jobs, It was succeeded by the CP V operating system, which combined UTS with the heavily batch oriented Xerox Operating System.

Миникомпьютеры

Digital Equipment Corporation создала несколько операционных систем для своих 16-битных машин PDP 11, включая простую систему RT 11, операционные системы RSTS с разделением времени и семейство операционных систем RSX 11 реального времени, а также систему VMS для 32-битных машин VAX. Несколько конкурентов Digital Equipment Corporation, таких как Data General, Hewlett Packard и Computer Automation, разработали собственные операционные системы. Одной из них, "MAX III", стала система для компьютеров Modcomp II и Modcomp III компании Modular Computer Systems. Она отличалась тем, что была ориентирована на рынок промышленного управления. В библиотеки Fortran входила библиотека, обеспечивающая доступ к измерительным и управляющим устройствам. Ключевым нововведением IBM в операционных системах этого класса (который они называют "средним уровнем") была их система "CPF" для System/38. Она использовала адресацию на основе возможностей, архитектуру машинного интерфейса для изоляции прикладного программного обеспечения и большей части операционной системы от аппаратных зависимостей (включая такие детали, как размер адреса и размер регистров), и включала интегрированную СУБД. Последующая OS/400 (ныне известная как IBM i) для IBM AS/400 и более поздних IBM Power Systems не имеет файлов, а только объекты различных типов, которые хранятся в очень большой плоской виртуальной памяти, называемой хранилищем единого уровня. Операционная система Unix была разработана в AT&T Bell Laboratories в конце 1960-х годов, первоначально для PDP 7, а затем для PDP 11. Благодаря тому, что в ранних версиях она была практически бесплатной, легкодоступной и легко модифицируемой, она получила широкое распространение. Она также стала обязательной в операционных компаниях Bell Systems. Поскольку она была написана на языке C, при переносе этого языка на новую аппаратную архитектуру Unix также можно было перенести. Эта переносимость позволила ей стать выбором для второго поколения миникомпьютеров и первого поколения рабочих станций, и ее использование стало повсеместным. Unix воплощал идею операционной системы, которая была концептуально одинаковой на различных аппаратных платформах. Благодаря своей полезности она вдохновила многих и впоследствии стала одним из истоков движения свободного программного обеспечения и программного обеспечения с открытым исходным кодом. На ее основе было создано множество операционных систем, включая Minix, GNU/Linux и Berkeley Software Distribution. Операционная система macOS от Apple также основана на Unix через NeXTSTEP и FreeBSD. Операционная система Pick была еще одной операционной системой, доступной на широком спектре аппаратных марок. Выпущенная в коммерческую эксплуатацию в 1973 году, ее ядро состояло из языка, похожего на BASIC, под названием Data/BASIC, и языка манипулирования базами данных в стиле SQL, под названием ENGLISH. Лицензированная большому количеству производителей и поставщиков, к началу 1980-х годов наблюдатели рассматривали операционную систему Pick как серьезного конкурента Unix.

Digital Equipment Corporation created several operating systems for its 16 bit PDP 11 machines, including the simple RT 11 system, the time sharing RSTS operating systems, and the RSX 11 family of real time operating systems, as well as the VMS system for the 32 bit VAX machines. Several competitors of Digital Equipment Corporation such as Data General, Hewlett Packard, and Computer Automation created their own operating systems. One such, "MAX III", was developed for Modular Computer Systems Modcomp II and Modcomp III computers. It was characterised by its target market being the industrial control market. The Fortran libraries included one that enabled access to measurement and control devices. IBM's key innovation in operating systems in this class (which they call "mid range"), was their "CPF" for the System/38. This had capability based addressing, used a machine interface architecture to isolate the application software and most of the operating system from hardware dependencies (including even such details as address size and register size) and included an integrated RDBMS. The succeeding OS/400 (now known as IBM i) for the IBM AS/400 and later IBM Power Systems has no files, only objects of different types and these objects persist in very large, flat virtual memory, called a single level store. The Unix operating system was developed at AT&T Bell Laboratories in the late 1960s, originally for the PDP 7, and later for the PDP 11. Because it was essentially free in early editions, easily obtainable, and easily modified, it achieved wide acceptance. It also became a requirement within the Bell systems operating companies. Since it was written in the C language, when that language was ported to a new machine architecture, Unix was also able to be ported. This portability permitted it to become the choice for a second generation of minicomputers and the first generation of workstations, and its use became widespread. Unix exemplified the idea of an operating system that was conceptually the same across various hardware platforms. Because of its utility, it inspired many and later became one of the roots of the free software movement and open source software. Numerous operating systems were based upon it including Minix, GNU/Linux, and the Berkeley Software Distribution. Apple's macOS is also based on Unix via NeXTSTEP and FreeBSD. The Pick operating system was another operating system available on a wide variety of hardware brands. Commercially released in 1973 its core was a BASIC like language called Data/BASIC and a SQL style database manipulation language called ENGLISH. Licensed to a large variety of manufacturers and vendors, by the early 1980s observers saw the Pick operating system as a strong competitor to Unix.

Микрокомпьютеры

Начиная с середины 1970-х годов, на рынок вышел новый класс небольших компьютеров. Оснащенные 8-битными процессорами, чаще всего MOS Technology 6502, Intel 8080, Motorola 6800 или Zilog Z80, а также примитивными интерфейсами ввода-вывода и максимально возможным объемом оперативной памяти, эти системы первоначально представляли собой конструкторы для любителей, но вскоре стали незаменимым инструментом для бизнеса.

Домашние компьютеры

В то время как многие восьмибитные домашние компьютеры 1980-х годов, такие как BBC Micro, Commodore 64, Apple II, Atari 8-битные компьютеры, Amstrad CPC, ZX Spectrum и другие, могли загружать стороннюю дисковую операционную систему, например CP/M или GEOS, они обычно использовались без неё. Их встроенные операционные системы разрабатывались в эпоху, когда дискеты были очень дорогими и большинство пользователей не планировали их использовать, поэтому стандартным устройством хранения на большинстве компьютеров был магнитофон, работающий со стандартными компакт-кассетами. Большинство, если не все, этих компьютеров поставлялись со встроенным интерпретатором BASIC на ПЗУ, который также служил примитивным интерфейсом командной строки, позволяя пользователю загружать отдельную дисковую операционную систему для выполнения команд управления файлами, а также загрузки и сохранения данных на диск. Самый популярный домашний компьютер, Commodore 64, был заметным исключением, поскольку его DOS находился на ПЗУ в аппаратной части дисковода, а дисковод обращался к нему так же, как к принтерам, модемам и другим внешним устройствам. Кроме того, эти системы поставлялись с минимальным объёмом оперативной памяти – 8 килобайт были стандартом для ранних домашних компьютеров, – а также с 8-битными процессорами, не имевшими специализированных вспомогательных схем, таких как MMU или даже выделенных часов реального времени. На таком оборудовании накладные расходы сложной операционной системы, поддерживающей несколько задач и пользователей, скорее всего, снизили бы производительность машины, не являясь при этом действительно необходимыми. Поскольку эти системы в основном продавались в комплекте с фиксированной аппаратной конфигурацией, также не было необходимости в операционной системе, предоставляющей драйверы для широкого спектра оборудования для абстрагирования различий. Видеоигры и даже доступные табличные процессоры, базы данных и текстовые редакторы для домашних компьютеров в основном представляли собой самодостаточные программы, полностью захватывающие управление машиной. Хотя для этих компьютеров существовало интегрированное программное обеспечение, оно обычно уступало по функциональности своим автономным аналогам, в основном из-за ограничений памяти. Обмен данными в основном осуществлялся через стандартные форматы, такие как текст ASCII или CSV, или с помощью специализированных программ конвертации файлов.

While many eight bit home computers of the 1980s, such as the BBC Micro, Commodore 64, Apple II, Atari 8 bit computers, Amstrad CPC, ZX Spectrum series and others could load a third party disk loading operating system, such as CP/M or GEOS, they were generally used without one. Their built in operating systems were designed in an era when floppy disk drives were very expensive and not expected to be used by most users, so the standard storage device on most was a tape drive using standard compact cassettes. Most, if not all, of these computers shipped with a built in BASIC interpreter on ROM, which also served as a crude command line interface, allowing the user to load a separate disk operating system to perform file management commands and load and save to disk. The most popular home computer, the Commodore 64, was a notable exception, as its DOS was on ROM in the disk drive hardware, and the drive was addressed identically to printers, modems, and other external devices. Furthermore, those systems shipped with minimal amounts of computer memory—4 8 kilobytes was standard on early home computers—as well as 8 bit processors without specialized support circuitry like an MMU or even a dedicated real time clock. On this hardware, a complex operating system's overhead supporting multiple tasks and users would likely compromise the performance of the machine without really being needed. As those systems were largely sold complete, with a fixed hardware configuration, there was also no need for an operating system to provide drivers for a wide range of hardware to abstract away differences. Video games and even the available spreadsheet, database and word processors for home computers were mostly self contained programs that took over the machine completely. Although integrated software existed for these computers, they usually lacked features compared to their standalone equivalents, largely due to memory limitations. Data exchange was mostly performed through standard formats like ASCII text or CSV, or through specialized file conversion programs.

Операционные системы в видеоиграх и консолях

Поскольку практически все видеоигровые консоли и аркадные автоматы, разработанные и построенные после 1980 года, были полноценными цифровыми машинами на основе микропроцессоров (в отличие от более ранних клонов и производных Pong), некоторые из них имели минимальную форму BIOS или встроенную игру, такие как ColecoVision, Sega Master System и SNK Neo Geo. Современные игровые консоли и видеоигры, начиная с PC Engine, оснащены минимальным BIOS, который также предоставляет некоторые интерактивные утилиты, такие как управление картами памяти, воспроизведение аудио- или видео-CD, защита от копирования и иногда библиотеки для разработчиков и т.д. Однако, лишь немногие из этих случаев можно назвать полноценными операционными системами. Наиболее заметными исключениями, вероятно, являются игровая консоль Dreamcast, которая включает минимальный BIOS, как и PlayStation, но может загружать операционную систему Windows CE с игрового диска, что облегчает портирование игр с ПК, и игровая консоль Xbox, которая по сути является замаскированным ПК на базе Intel, работающим под управлением секретной, модифицированной версии Microsoft Windows в фоновом режиме. Кроме того, существуют версии Linux, которые могут работать на Dreamcast и более поздних игровых консолях. Задолго до этого Sony выпустила набор для разработки под названием Net Yaroze для своей первой платформы PlayStation, который предоставлял ряд инструментов для программирования и разработки, предназначенных для использования с обычным ПК и специально модифицированной "Black PlayStation", которую можно было подключить к ПК и загружать на неё программы. Для выполнения этих операций, как правило, требуется функциональная ОС на обеих платформах. В целом, можно сказать, что видеоигровые консоли и аркадные автоматы в 1970-х, 1980-х и большую часть 1990-х годов использовали, как правило, встроенный BIOS, а начиная с эпохи PlayStation и далее, они становились все более сложными, вплоть до необходимости использования универсальной или специально разработанной ОС для помощи в разработке и расширении функциональности.

Эра персональных компьютеров

Развитие микропроцессоров сделало недорогие вычисления доступными для малого бизнеса и любителей, что, в свою очередь, привело к широкому использованию взаимозаменяемых аппаратных компонентов с использованием общего интерфейса подключения (таких как шины S 100, SS 50, Apple II, ISA и PCI), и к растущей потребности в "стандартных" операционных системах для их управления. Наиболее важной из ранних ОС на этих машинах была CP/M 80 от Digital Research для процессоров 8080 / 8085 / Z 80. Она была основана на нескольких операционных системах Digital Equipment Corporation, в основном для архитектуры PDP 11. Первая операционная система Microsoft, MDOS/MIDAS, была разработана с учетом многих особенностей PDP 11, но для систем на основе микропроцессоров. MS DOS, или PC DOS при поставке от IBM, была разработана с целью быть похожей на CP/M 80. Каждая из этих машин имела небольшую загрузочную программу в ПЗУ, которая загружала саму ОС с диска. BIOS на компьютерах класса IBM PC являлся развитием этой идеи и приобрел больше функций за 20 лет с момента выпуска первого IBM PC в 1981 году. Снижение стоимости дисплейного оборудования и процессоров сделало возможным предоставление графических пользовательских интерфейсов для многих операционных систем, таких как универсальная X Window System, поставляемая со многими Unix-системами, или других графических систем, таких как классическая Mac OS и macOS от Apple, OS 9 Level II/Multi Vue от Radio Shack Color Computer, AmigaOS от Commodore, Atari TOS, OS/2 от IBM и Microsoft Windows. Оригинальный графический интерфейс был разработан на компьютерной системе Xerox Alto в исследовательском центре Xerox Palo Alto в начале 1970-х годов и коммерциализирован многими производителями в 1980-х и 1990-х годах. С конца 1990-х годов на персональных компьютерах широко используются три операционные системы: macOS от Apple Inc., Linux с открытым исходным кодом и Microsoft Windows. С 2005 года и перехода Mac на процессоры Intel все они разрабатывались преимущественно на платформе x86, хотя macOS сохранила поддержку PowerPC до 2009 года, а Linux остаётся портированной на множество архитектур, включая такие, как 68k, PA RISC и DEC Alpha, которые давно устарели и сняты с производства, а также SPARC и MIPS, которые используются в серверах или встроенных системах, но больше не в настольных компьютерах. Другие операционные системы, такие как AmigaOS и OS/2, остаются в использовании, если вообще, в основном энтузиастами ретрокомпьютинга или для специализированных встроенных приложений.

The development of microprocessors made inexpensive computing available for the small business and hobbyist, which in turn led to the widespread use of interchangeable hardware components using a common interconnection (such as the S 100, SS 50, Apple II, ISA, and PCI buses), and an increasing need for "standard" operating systems to control them. The most important of the early OSes on these machines was Digital Research's CP/M 80 for the 8080 / 8085 / Z 80 CPUs. It was based on several Digital Equipment Corporation operating systems, mostly for the PDP 11 architecture. Microsoft's first operating system, MDOS/MIDAS, was designed along many of the PDP 11 features, but for microprocessor based systems. MS DOS, or PC DOS when supplied by IBM, was designed to be similar to CP/M 80. Each of these machines had a small boot program in ROM which loaded the OS itself from disk. The BIOS on the IBM PC class machines was an extension of this idea and has accreted more features and functions in the 20 years since the first IBM PC was introduced in 1981. The decreasing cost of display equipment and processors made it practical to provide graphical user interfaces for many operating systems, such as the generic X Window System that is provided with many Unix systems, or other graphical systems such as Apple's classic Mac OS and macOS, the Radio Shack Color Computer's OS 9 Level II/Multi Vue, Commodore's AmigaOS, Atari TOS, IBM's OS/2, and Microsoft Windows. The original GUI was developed on the Xerox Alto computer system at Xerox Palo Alto Research Center in the early 1970s and commercialized by many vendors throughout the 1980s and 1990s. Since the late 1990s, there have been three operating systems in widespread use on personal computers: Apple Inc.'s macOS, the open source Linux, and Microsoft Windows. Since 2005 and the Mac transition to Intel processors, all have been developed mainly on the x86 platform, although macOS retained PowerPC support until 2009 and Linux remains ported to a multitude of architectures including ones such as 68k, PA RISC, and DEC Alpha, which have been long superseded and out of production, and SPARC and MIPS, which are used in servers or embedded systems but no longer for desktop computers. Other operating systems such as AmigaOS and OS/2 remain in use, if at all, mainly by retrocomputing enthusiasts or for specialized embedded applications.

Мобильные операционные системы

В начале 1990-х годов Psion выпустила Psion Series 3 PDA, небольшое мобильное вычислительное устройство. Он поддерживал пользовательские приложения, работающие на операционной системе EPOC. Позднее EPOC стала Symbian, операционной системой, используемой в мобильных телефонах Nokia, Ericsson, Sony Ericsson, Motorola, Samsung, а также в телефонах, разработанных для NTT Docomo компаниями Sharp, Fujitsu и Mitsubishi. Symbian была самой широко используемой в мире операционной системой для смартфонов до 2010 года, достигнув пиковой доли рынка в 74% в 2006 году. В 1996 году Palm Computing выпустила Pilot 1000 и Pilot 5000, работающие под управлением Palm OS. Microsoft Windows CE послужила основой для Pocket PC 2000, переименованной в Windows Mobile в 2003 году, которая в 2007 году была самой распространенной операционной системой для смартфонов в США.

В 2007 году Apple представила iPhone и его операционную систему, известную как iPhone OS (до выпуска iOS 4), которая, как и Mac OS X, основана на Unix-подобной системе Darwin. Помимо этого, она представила мощный и инновационный графический пользовательский интерфейс, который впоследствии также был использован в планшетном компьютере iPad. Год спустя была представлена Android с собственным графическим пользовательским интерфейсом, основанным на модифицированном ядре Linux, а Microsoft вернулась на рынок мобильных операционных систем с Windows Phone в 2010 году, которая была заменена Windows 10 Mobile в 2015 году. Наряду с ними, в этой области конкурирует широкий спектр других мобильных операционных систем.