Storicamente i Sistemi Operativi sono sempre stati strettamente legati all'architettura degli elaboratori che li ospitavano.
Si ritiene che il primo prototipo di calcolatore digitale si debba all'inglese Charles Babbage (1792-1871), che progettò la "macchina analitica", un apparecchio meccanico che egli non poté mai vedere realizzato a causa dell'impossibilità tecnologica di allora di realizzare gli ingranaggi e le parti meccaniche richieste con la dovuta precisione.
Da allora fino alla seconda guerra mondiale furono fatti pochissimi progressi nella realizzazione di calcolatori digitali
Prima generazione (1945 -1955): valvole termoioniche e schede a spinotti
Occorre attendere il 1945 per vedere comparire la prima generazione di calcolatori automatici, quando vari professori universitari e studiosi inglesi e americani (tra cui von Neumann) riuscirono a costruire delle enormi macchine di calcolo usando delle valvole termoioniche.
Questi apparecchi avevano dimensioni tali da riempire intere stanze e una velocità di calcolo a dir poco modesta in confronto al più scarso degli attuali personal computer.
Allora era lo stesso gruppo di persone ad occuparsi della progettazione, costruzione, programmazione e manutenzione di ogni macchina.
La programmazione era fatta esclusivamente in linguaggio macchina, ossia secondo codici binari direttamente eseguiti dal processore, spesso predisponendo una serie di spinotti inseriti su particolari schede adibite al controllo delle più elementari funzioni della macchina.
I linguaggi di programmazione, compreso l'assembler, erano sconosciuti e di sistema operativo nemmeno si parlava. Quasi tutte le applicazioni erano semplici calcoli numerici, come produzioni di tabelle di seni e coseni.
Fino alla metà degli anni 50 l'unico progresso riguardò la possibilità di scrivere i programmi su schede perforate, che potevano essere lette direttamente dal calcolatore, anzi che usare gli spinotti.
Seconda generazione (1955 -1965): transistor e sistemi batch
A cambiare radicalmente la situazione intervenne l'introduzione dei transistor, che resero possibile la commercializzazione.
Questi primi sistemi erano molto costosi (milioni di dollari) e potevano essere acquistati solo da grosse compagnie.
In questi anni si introdusse la programmazione batch (o a lotti), che costituisce un primo rudimentale sistema operativo. L'idea era quella di usare delle schede di controllo per gestire la sequenza di programmi che andava eseguita sul calcolatore (cosa che inizialmente avveniva a mano) velocizzando così l'esecuzione. Inoltre si cercava di ridurre i tempi di setup raggruppando i programmi simili tra loro.
Il problema principale di questi computer era la lentezza delle operazioni di lettura dalle schede perforate. Per tentare di risolverlo spesso la sequenza di programmi presenti sulle schede perforate veniva caricata per mezzo di un altro computer su unità a nastro magnetico la cui lettura risulta più veloce.
terza generazione (1965 -1980): circuiti integrati e multiprogrammazione
Viene introdotta la multiprogrammazione: quando un processo è in attesa perché sta facendo un'operazione di I/O la CPU viene assegnata temporaneamente ad un altro processo in modo da evitare i tempi morti.
Inoltre, con l'introduzione degli hard disk, nacque anche una tecnica chiamata spooling (Simultaneous Peripheral Operation On Line). Si tratta in sostanza di un'evoluzione della tecnica che consisteva nel caricare i programmi dalle schede perforate al nastro magnetico. Nel caso dello spooling mentre si ha un processo in esecuzione il computer legge il programma successivo da un lettore di schede e lo carica in una specifica area del disco (coda dei job).
Negli anni '70 si crearono invece i primi sistemi time-sharing, nati per poter avere molti utenti che lavoravano contemporaneamente sullo stesso computer. Uno dei primi sistemi time-sharing fu Multics, dal quale derivò poi Unix.
Quarta generazione (1980): i Personal Computer
Negli anni '80 nacquero i primi personal computer. Uno tra i più diffusi fu il PC IBM, con il quale venne introdotto anche il sistema operativo MS-DOS. Sempre in quegli anni la Apple (prendendo spunto da un'idea della Xerox) introdusse la prima interfaccia grafica (GUI). L'idea fu subito applicata anche dalla Microsoft con l'introduzione del sistema operativo Windows.
Quinta generazione (2000-oggi): Web e Mobile
Dai colossi del Web come Google, è stato pensato un OS light browser-based che trasportasse l’utente in una sorta di “universo web” in cui tutto si può fare attraverso internet ed il dispositivo diventa un semplice terminale.
In realtà questa tesi sembra quasi del tutto accantonata in favore dei nuovi OS Mobile che ormai rappresentano un buon connubio tra leggerezza e funzionalità, andandosi a posizionare su tutta una serie di dispositivi pensati per permettere all’utente una connessione continua alla rete ma anche la possibilità di utilizzare applicazioni decisamente complete e funzionali.
Negli ultimi anni sono stati sviluppati anche sistemi operativi di rete e sistemi operativi distribuiti. In entrambi si ha una distribuzione della computazione su più processori ma, mentre nei primi l'utente è consapevole dell'esistenza di più nodi/calcolatori, nei secondi l'utente può lavorare come se il computer avesse un unico processore, anche se nella realtà si tratta di un sistema multiprocessore.
