[OS]Introduction(オペレーティングシステム定義、目的、分類、例、役割)

この文章はKOCWに公開された「潘孝敬教授」のオペレーティングシステム課程と教材開放システム概念(a.k.a恐竜書)である.🦕)に表示されます.
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|オペレーティングシステム定義

オペレーティングシステムは、ハードウェアの真上にインストールされているソフトウェアです.次の意味があります.
狭義:カーネル自体.はオペレーティングシステムのコア部分であり、起動後にメモリに存在する

一般化:周辺システム(カーネルを含む)の最小ユーティリティ

|オペレーティングシステムの目標

オペレーティングシステムはハードウェアとソフトウェア&ユーザーの間にあり、目的は場所によって異なります.
1)ハードウェア上部(ハードウェア<->オペレーティングシステム)

は、コンピュータシステムのリソースを効率的に管理することによって実現される効率的なハードウェア管理機能である.
コンピュータシステムのハードウェアリソースが割り当てられています(excpuは1秒に数個の命令、数台のメモリなどを処理します)
オペレーティングシステムの目的は、所与のハードウェアを最高の性能にすることであると言える.
2)ソフトウェア(ユーザ)下部(オペレーティングシステム<->ソフトウェア/ユーザ)

ユーザは、コンピュータ

を容易に使用することができる.
現代のコンピュータは、複数のユーザーが1台のコンピュータを使用し、複数のプログラムが1台のコンピュータ上で実行されることをサポートしています.この場合、自分が実行しているプログラムだけがコンピュータ上で実行できるという印象を与える.また、プロセス、ファイル、メッセージなどのソフトウェアリソースを管理し、ユーザーとオペレーティングシステム自体を保護する機能も必要です.

|オペレーティングシステム分類

オペレーティングシステムは、同時性、ユーザー数、処理方法の3つに分類されます.

1.同時に仕事ができるか

単一タスク:単一プログラムを実行可能なオペレーティングシステムEX)MS-DOS

マルチタスク:複数のプログラムを同時に(実際には同時に)実行できるオペレーティングシステムex UNIX、MS Windows
cf)マルチタスク:同時に実行されているように見えますが、あるプログラムが終了する前に別のプログラムを実行できます.
==マルチプログラム設計:複数のプログラムが同時にメモリに入る(メモリを強調表示)
==timesharing:cpu時間分割(cpuを強調)
!= マルチプロセッサ:複数のCPUを搭載したコンピュータ(ハードウェアが異なる)

2.ユーザー数

シングルユーザー:一度に複数のユーザーの使用をサポート
ex)MS-DOS、MS Window(現在はhyper-vなど複数のツールとして使用可能)

マルチユーザ(マルチユーザ):サーバを開き、複数のアカウントを作成し、複数のユーザがコンピュータを同時に使用できるようにします.そのため、公平な資源配分、安全性が重視される
ex) UNIX, NT Server

3.処理方式

バッチ処理(batchprocessing):直ちに処理するのではなく、タスクを一度に処理することによってインタラクションを行い、現代では

は少ない.

時分割(時間共有):我々が使用する汎用コンピュータの使用方法.複数のタスクが実行されているにもかかわらず、オペレーティングシステムはcpuをうまく割り当てることができるため、ユーザは直ちにコンピュータ応答を得ることができ、インタラクティブな体験(固定された分機はない)

を得ることができる.

リアルタイム(Realtime OS):所定の時間内に結果を生成する必要があります.特殊な目的がある場合に使用します.

* 경성 실시간 시스템 : 데드라인을 무슨 일이 있어도 지켜야 하는 시스템 ex) 핵시설
* 연성 실시간 시스템 : 데드라인이 있지만 안 지키더라도 크게 심각한 문제는 일어나지 않는 것. 실시간 처리 방식을 범용적으로 잘 사용하지 않았지만, 요즘에는 범용적인 부분에서도 필요성이 많아지고 있다 ex) 네비게이션

|オペレーティングシステムの例

Unixシリーズ

大型コンピュータ専用、マルチタスク処理可能

オープンソース(最近は一部のオープンソースのみ提供)

移植性が高い(移植可能):C言語ベースで移植性が高い(マシン言語で記述するとマシン言語を使用するマシンにしかマッピングできない)

.

コアは非常に小さいため、メモリの消費量が少なくなります.
ex)UNIX->Linux(オープンソース)

Windowsシリーズ

pc(パソコン)用

シングルユーザ、サポートシングルタスク、ex)DOS、MS Window

最近のウィンドウシリーズでもマルチタスク処理

が可能

|オペレーティングシステムの役割

コンピュータの構造を簡単に見てみましょう.
CPU <-> memory <-> Disk, I/O device
オペレーティングシステムは、次の役割を果たします.

cpu管理

短い時間間隔でCPU(CPUスケジューリング)

を割り当てて、1つのプログラムがCPUを占有することを防止する

メモリ管理

コンピュータスライスは限られたメモリを使用する

CPUから戻るには、メモリに十分なメモリを配置します.

ディスク管理

ファイル管理等

IO設備管理

cpuとの通信によるI/O処理

IOデバイスの処理速度はCPUよりはるかに遅いため、IOデバイスに何か要求がある場合、CPUを中断し、現在のタスクを停止し、IOデバイスにタスクを処理させる(CPUはその間に他のタスクを処理する)

また、プロセス管理リソースの割り当てとリターン、保護システム、ネットワーク、コマンド解釈器(command line解釈器)なども担当します.