Tiempo compartido

En informática, tiempo compartido es compartir un recurso informático entre muchos usuarios al mismo tiempo mediante la multiprogramación y la multitarea.

Su surgimiento como modelo prominente de computación en la década de 1970 representó un cambio tecnológico importante en la historia de la computación. Al permitir que muchos usuarios interactúen simultáneamente con una sola computadora, el tiempo compartido redujo drásticamente el costo de proporcionar capacidad informática, hizo posible que las personas y las organizaciones usaran una computadora sin poseer una y promovió el uso interactivo de las computadoras y el desarrollo de nuevas aplicaciones interactivas.

Historia

Procesamiento por lotes

Las primeras computadoras eran dispositivos extremadamente costosos y muy lentos en comparación con los modelos posteriores. Las máquinas generalmente se dedicaban a un conjunto particular de tareas y eran operadas por paneles de control, el operador ingresaba manualmente pequeños programas a través de interruptores para cargar y ejecutar una serie de programas. Estos programas pueden tardar horas en ejecutarse. A medida que las computadoras crecían en velocidad, los tiempos de ejecución se reducían y pronto el tiempo necesario para iniciar el siguiente programa se convirtió en una preocupación. El software y las metodologías de procesamiento por lotes más nuevos, incluidos los sistemas operativos por lotes como IBSYS (1960), redujeron estos "períodos muertos" poniendo en cola los programas listos para ejecutarse.

Los programadores utilizaban perforadoras de tarjetas o grabadoras de cintas de papel comparativamente económicas para escribir sus programas "sin conexión". Los programas se enviaban al equipo de operaciones, que programaba su ejecución. La salida (generalmente impresa) se devolvía al programador. El proceso completo puede llevar días, tiempo durante el cual el programador puede que nunca vea la computadora. Los estudiantes de Stanford hicieron un cortometraje criticando con humor esta situación.

La alternativa de permitir que el usuario operara la computadora directamente era generalmente demasiado costosa para considerarla. Esto se debió a que los usuarios podían tener largos períodos de ingreso de código mientras la computadora permanecía inactiva. Esta situación limitó el desarrollo interactivo a aquellas organizaciones que podían darse el lujo de desperdiciar ciclos de cómputo: las grandes universidades en su mayoría.

Tiempo compartido

Unix time-sharing at the University of Wisconsin, 1978

Se afirma que el concepto fue descrito por primera vez por Robert Dodds en una carta que escribió en 1949, aunque no usó el término tiempo compartido. Más tarde, John Backus también describió el concepto, pero no usó el término, en la sesión de verano de 1954 en el MIT. Bob Bemer usó el término tiempo compartido en su artículo de 1957 "Cómo considerar una computadora" en Automatic Control Magazine y se informó el mismo año que usó el término tiempo compartido en una presentación. En un artículo publicado en diciembre de 1958 por W. F. Bauer, escribió que "las computadoras manejarían una serie de problemas al mismo tiempo". Las organizaciones tendrían equipos de entrada y salida instalados en sus propias instalaciones y ganarían tiempo en la computadora de la misma manera que el hogar promedio compra energía y agua a las empresas de servicios públicos."

Christopher Strachey, quien se convirtió en el primer profesor de computación de la Universidad de Oxford, presentó una solicitud de patente para "tiempo compartido" en febrero de 1959. Dio una ponencia "Tiempo compartido en grandes computadoras rápidas" en la primera Conferencia de Procesamiento de Información de la UNESCO en París en junio de ese año, donde pasó el concepto a J. C. R. Licklider. Este artículo fue acreditado por el Centro de Cómputo del MIT en 1963 como "el primer artículo sobre computadoras de tiempo compartido".

El significado del término tiempo compartido ha cambiado de su uso original. Desde 1949 hasta 1960, el tiempo compartido se utilizó para referirse a la multiprogramación sin sesiones de usuarios interactivos múltiples. En 1984, Christopher Strachey escribió que consideraba el cambio en el significado del término tiempo compartido una fuente de confusión y no lo que quiso decir cuando escribió su artículo en 1960.

También hay ejemplos de sistemas que proporcionan múltiples consolas de usuario pero solo para aplicaciones específicas, no son sistemas de uso general. Estos incluyen SAGE (1958), SABRE (1960) y PLATO II, creado por Donald Bitzer en una demostración pública en Robert Allerton Park cerca de la Universidad de Illinois a principios de 1961. Bitzer ha dicho durante mucho tiempo que el proyecto PLATO habría obtenido la patente en tiempo compartido si la Universidad de Illinois no hubiera perdido la patente durante dos años.

El primer sistema interactivo de tiempo compartido de uso general que se puede utilizar para el desarrollo de software, Compatible Time-Sharing System, fue iniciado por John McCarthy en el MIT escribiendo un memorando en 1959 y luego Fernando J. Corbató encabezando el desarrollo real del sistema.. Philip M. Morse hizo arreglos para que IBM proporcionara una serie de sus computadoras centrales comenzando con la IBM 704 y luego la línea de productos IBM 709 IBM 7090 e IBM 7094. IBM prestó esas computadoras centrales sin costo alguno al MIT junto con el personal para operarlas y también proporcionó modificaciones de hardware principalmente en forma de RPQ, ya que los clientes anteriores ya habían encargado las modificaciones. Había ciertas estipulaciones que regían el uso del hardware de IBM prestado por parte del MIT. El MIT no podía cobrar por el uso de CTSS. El MIT solo podía usar las computadoras de IBM durante ocho horas al día, otras ocho horas estaban disponibles para otros colegios y universidades, IBM podía usar sus computadoras durante las ocho horas restantes, aunque había algunas excepciones. En 1963, se instaló una segunda implementación de CTSS en un IBM 7094 que el MIT compró con dinero de ARPA. Esto se utilizó para apoyar el desarrollo de Multics en Project MAC.

JOSS comenzó el servicio de tiempo compartido en enero de 1964. Dartmouth Time Sharing System comenzó a funcionar en marzo de 1964.

Desarrollo

A finales de la década de 1960 y 1970, las terminales informáticas se multiplexaron en grandes computadoras centrales institucionales (sistemas informáticos centralizados), que en muchas implementaciones sondearon secuencialmente las terminales para ver si había datos adicionales disponibles o si el usuario de la computadora solicitaba alguna acción.. La tecnología posterior en las interconexiones fue impulsada por interrupciones, y algunas de ellas utilizaron tecnologías de transferencia de datos en paralelo, como el estándar IEEE 488. En general, las terminales de computadora se utilizaron en propiedades universitarias en los mismos lugares en los que se encuentran hoy en día computadoras de escritorio o computadoras personales. En los primeros días de las computadoras personales, muchas se usaban de hecho como terminales particularmente inteligentes para sistemas de tiempo compartido.

Los creadores del sistema de tiempo compartido de Dartmouth escribieron en 1968 que "cualquier tiempo de respuesta que promedie más de 10 segundos destruye la ilusión de tener una computadora propia". Por el contrario, los usuarios de tiempo compartido pensaban que su terminal era la computadora.

Con el auge de la microcomputación a principios de la década de 1980, el tiempo compartido se volvió menos importante, porque los microprocesadores individuales eran lo suficientemente económicos como para que una sola persona pudiera dedicar todo el tiempo de la CPU a sus necesidades, incluso cuando estaba inactiva.

Sin embargo, Internet volvió a popularizar el concepto general de tiempo compartido. Las costosas granjas de servidores corporativos que cuestan millones pueden albergar a miles de clientes que comparten los mismos recursos comunes. Al igual que con las primeras terminales seriales, los sitios web operan principalmente en ráfagas de actividad seguidas por períodos de inactividad. Esta naturaleza explosiva permite que muchos clientes utilicen el servicio a la vez, generalmente sin demoras perceptibles en la comunicación, a menos que los servidores comiencen a estar muy ocupados.

Negocio de tiempo compartido

Génesis

En la década de 1960, varias empresas comenzaron a brindar servicios de tiempo compartido como oficinas de servicios. Los primeros sistemas usaban máquinas Teletype Model 33 KSR o ASR o Teletype Model 35 KSR o ASR en entornos ASCII, y terminales basados en máquinas de escribir IBM Selectric (especialmente IBM 2741) con dos códigos diferentes de siete bits. Se conectarían a la computadora central mediante un módem Bell 103A de acceso telefónico o módems acoplados acústicamente que funcionan a 10-15 caracteres por segundo. Los terminales y módems posteriores admitían de 30 a 120 caracteres por segundo. El sistema de tiempo compartido proporcionaría un entorno operativo completo, que incluye una variedad de procesadores de lenguaje de programación, varios paquetes de software, almacenamiento de archivos, impresión masiva y almacenamiento fuera de línea. A los usuarios se les cobraba el alquiler de la terminal, un cargo por horas de tiempo de conexión, un cargo por segundos de tiempo de CPU y un cargo por kilobyte-mes de almacenamiento en disco.

Los sistemas comunes utilizados para el tiempo compartido incluyeron el SDS 940, el PDP-10, el IBM 360 y la serie GE-600. Las empresas que prestan este servicio incluyen GEISCO de GE, la subsidiaria de IBM The Service Bureau Corporation, Tymshare (fundada en 1966), National CSS (fundada en 1967 y comprada por Dun & Bradstreet en 1979), Dial Data (comprada por Tymshare en 1968), Bolt, Beranek y Newman (BBN) y Time Sharing Ltd. en el Reino Unido. En 1968, había 32 oficinas de servicios de este tipo que prestaban servicios solo a los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE. UU. La Guía de tiempo compartido de Auerbach (1973) enumera 125 servicios de tiempo compartido diferentes que utilizan equipos de Burroughs, CDC, DEC, HP, Honeywell, IBM, RCA, Univac y XDS.

Ascenso y caída

En 1975, el presidente en funciones de Prime Computer, Ben F. Robelen, dijo a los accionistas que "el mercado de usuarios finales más grande en la actualidad es el tiempo compartido". Para DEC, durante un tiempo la segunda compañía informática más grande (después de IBM), esto también fue cierto: su PDP-10 y el 360/67 de IBM fueron ampliamente utilizados por servicios comerciales de tiempo compartido como CompuServe, On-Line Systems, Inc. (OLS), Rapidata y Time Sharing Ltd.

La llegada de la computadora personal marcó el comienzo del declive del tiempo compartido. La economía era tal que el tiempo de la computadora pasó de ser un recurso costoso que tenía que compartirse a ser tan barato que las computadoras podían permanecer inactivas durante largos períodos para estar disponibles cuando se necesitaban.

Rapidata como ejemplo

Aunque muchos servicios de tiempo compartido simplemente cerraron, Rapidata aguantó y pasó a formar parte de National Data Corporation. Todavía tenía suficiente interés en 1982 como para ser el centro de la 'Guía del usuario de los programas de estadísticas: el sistema de tiempo compartido Rapidata'. Incluso cuando los ingresos cayeron un 66% y National Data posteriormente desarrolló sus propios problemas, se hicieron intentos para mantener en marcha este negocio de tiempo compartido.

Reino Unido

• Time Sharing Limited (TSL, 1969-1974) - lanzado con sistemas DEC. PERT era una de sus ofrendas populares. TSL fue adquirida por ADP en 1974.
• OLS Computer Services (UK) Limited (1975-1980) - el uso de sistemas HP & DEC.

La utilidad informática

A partir de 1964, el sistema operativo Multics fue diseñado como una utilidad de cómputo, tomando como modelo las utilidades eléctricas o telefónicas. En la década de 1970, el "Xanadu" original de Ted Nelson El depósito de hipertexto se concibió como tal servicio.

Seguridad

El tiempo compartido fue la primera vez que varios procesos, propiedad de diferentes usuarios, se ejecutaban en una sola máquina y estos procesos podían interferir entre sí. Por ejemplo, un proceso puede alterar los recursos compartidos en los que se basó otro proceso, como una variable almacenada en la memoria. Cuando solo un usuario estaba usando el sistema, esto podría resultar en una salida posiblemente incorrecta, pero con varios usuarios, esto podría significar que otros usuarios pudieron ver información que no debían ver.

Para evitar que esto sucediera, un sistema operativo necesitaba aplicar un conjunto de políticas que determinaban qué privilegios tenía cada proceso. Por ejemplo, el sistema operativo podría denegar el acceso a una determinada variable por parte de un determinado proceso.

La primera conferencia internacional sobre seguridad informática en Londres en 1971 fue impulsada principalmente por la industria del tiempo compartido y sus clientes.

El tiempo compartido en forma de cuentas ficticias se ha considerado un riesgo.

Sistemas notables de tiempo compartido

Primeros sistemas de tiempo compartido significativos:

• Allen-Babcock RUSH (Remote Users of Shared Hardware) Time-sharing System on IBM S/360 hardware (1966) → Tymshare
• AT ritmo Bell Labs Unix (1971) → UC Berkeley BSD Unix (1977)
• BBN PDP-1 Time-sharing System → Massachusetts General Hospital PDP-1D → MUMPS
• BBN TENEX → DEC TOPS-20, Foonly FOONEX, MAXC OS at PARC, Stanford Low Overhead TimeSharing (LOTS), which ran TOPS-20
• Berkeley Timesharing System en UC Berkeley Project Genie → Scientific Data Systems SDS 940 (Tymshare, BBN, SRI, Community Memory) → BCC 500 → MAXC en PARC
• Burroughs Time-sharing MCP → HP 3000 MPE
• Cambridge Multiple Access System fue desarrollado para el Titan, el prototipo Atlas 2 ordenador construido por Ferranti para la Universidad de Cambridge. Este fue el primer sistema de distribución de tiempo desarrollado fuera de los Estados Unidos, que influyó en el desarrollo posterior de UNIX.
• Compower Ltd., una filial de propiedad total de la Junta Nacional de Carbón (más tarde British Coal Corporation) en el Reino Unido. Originalmente National Coal Board (NCB) Computer Services, se convirtió en Compower en 1973 proporcionando servicios informáticos y compartidos de tiempo a los usuarios internos de NCB y como servicio comercial a los usuarios externos. Vendido a Philips C.P. (Comunicaciones y Procesamiento) en agosto de 1994.
• CompuServe, también marcado como Compu-Serv, CIS.
• Compu-Time, Inc., en Honeywell 400/4000, comenzó en 1968 en Ft Lauderdale, Florida, se trasladó a Daytona Beach en 1970.
• CDC MACE, APEX → Kronos → NOS → NOS/VE
• Dartmouth Time Sharing System (DTSS) → GE Time-sharing → GEnie
• DEC PDP-6 Monitor de intercambio de tiempo → TOPS-10 → BBN TENEX → DEC TOPS-20
• DEC TSS/8 → RSTS-11, RSX-11 → OpenVMS
• English Electric KDF9 COTAN (Culham Online Task Activation Network)
• HP 2000 Time-Shared BASIC
• Serie HP 3000
• IBM CALL/360, CALL/OS - mediante IBM System/360 Model 50
• IBM CP-40 → CP-67 → CP-370 → CP/CMS → VM/CMS
• IBM TSO para OS/MVT → para OS/VS2 → para MVS → para z/OS
• IBM TSS/360 → TSS/370
• ICT 1900 series GEORGE 3 MOP (Multiple Online Programming)
• International Timesharing Corporation on dual CDC 3300 systems.
• MIT CTSS → MULTICS (MIT / GE / Bell Labs) → Unix
• MIT Sistema de intercambio de tiempo para el DEC PDP-1 → ITS
• McGill University MUSIC → IBM MUSIC/SP
• Sistema Terminal de Michigan, en el IBM S/360-67, S/370 y sucesores.
• Universidad Estatal de Michigan CDC SCOPE/HUSTLER Sistema
• National CSS VP/CSS, on IBM 360 series; originalmente basado en el CP/CMS de IBM.
• Oregon State University OS-3, en la serie CDC 3000.
• Prime Computer PRIMOS
• RAND JOSS → JOSS-2 → JOSS-3
• RCA TSOS → Univac / Unisys VMOS → VS/9
• Service in Informatics and Analysis (SIA), on CDC 6600 Kronos.
• System Development Corporation Time-sharing System, on the AN/FSQ-32.
• Stanford ORVYL y WYLBUR, en IBM S/360-67.
• Stanford PDP-1 Sistema de intercambio de tiempo → SAIL →
• Time Sharing Ltd. (TSL) on DEC PDP-10 systems → Automática Procesamiento de Datos (ADP), primer sistema comercial de intercambio de tiempo en Europa y primer sistema dual (por defecto tolerante) de distribución de tiempo.
• Tono (TTSO-like, para VS1), un producto no IBM Time-sharing, comercializado por Tone Software Co; TSO requerido VS2.
• Tymshare SDS-940 → Tymcom X → Tymcom XX
• Unisys/UNIVAC 1108 EXEC 8 → OS 1100 → OS 2200
• UC Berkeley CAL-TSS, en CDC 6400.
• XDS UTS → CP-V → Honeywell CP-6