OS บนพีซีคืออะไร ระบบปฏิบัติการสำหรับอุปกรณ์มือถือ อินเตอร์เฟซฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

ระบบปฏิบัติการเป็นซอฟต์แวร์หลักที่จัดการฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อื่นๆ ทั้งหมดบนคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการหรือที่เรียกว่า "OS" โต้ตอบกับฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์และให้บริการที่แอปพลิเคชันสามารถใช้ได้

ระบบปฏิบัติการทำอะไร?

ระบบปฏิบัติการคือชุดซอฟต์แวร์หลักบนอุปกรณ์ที่รวบรวมทุกอย่างไว้ด้วยกัน ระบบปฏิบัติการโต้ตอบกับฮาร์ดแวร์ของอุปกรณ์ โดยจัดการทุกอย่างตั้งแต่แป้นพิมพ์และเมาส์ไปจนถึงวิทยุ Wi-Fi อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลและอุปกรณ์แสดงผล กล่าวอีกนัยหนึ่งระบบปฏิบัติการจะจัดการอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต ระบบปฏิบัติการใช้ไดรเวอร์อุปกรณ์ที่เขียนโดยนักพัฒนาฮาร์ดแวร์เพื่อสื่อสารกับอุปกรณ์ของตน

ระบบปฏิบัติการยังรวมถึงผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์จำนวนมาก เช่น บริการระบบทั่วไป ไลบรารี และ Application Programming Interfaces (API) ที่นักพัฒนาสามารถใช้เพื่อเขียนโปรแกรมที่ทำงานบนระบบปฏิบัติการได้

ระบบปฏิบัติการตั้งอยู่ระหว่างแอปพลิเคชันที่คุณเรียกใช้และฮาร์ดแวร์ โดยใช้ไดรเวอร์ฮาร์ดแวร์เป็นส่วนต่อประสานระหว่างทั้งสอง ตัวอย่างเช่น เมื่อแอปพลิเคชันต้องการพิมพ์บางอย่าง แอปพลิเคชันจะถ่ายโอนงานนั้นไปยังระบบปฏิบัติการ ระบบปฏิบัติการจะส่งคำแนะนำไปยังเครื่องพิมพ์โดยใช้ไดรเวอร์เครื่องพิมพ์เพื่อส่งสัญญาณที่ถูกต้อง แอปที่พิมพ์ไม่จำเป็นต้องสนใจว่าคุณมีเครื่องพิมพ์ประเภทใดหรือเข้าใจวิธีการทำงาน ระบบปฏิบัติการจะจัดการรายละเอียด

ระบบปฏิบัติการยังจัดการมัลติทาสก์ด้วยการจัดสรรทรัพยากรฮาร์ดแวร์ระหว่างโปรแกรมที่รันอยู่หลายโปรแกรม ระบบปฏิบัติการจะควบคุมว่ากระบวนการใดกำลังทำงานอยู่และกระจายไปยัง CPU ต่างๆ หากคุณมีคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์หรือแกนประมวลผลหลายตัว ทำให้กระบวนการต่างๆ ทำงานพร้อมกันได้ นอกจากนี้ยังจัดการหน่วยความจำภายในของระบบด้วยการจัดสรรหน่วยความจำระหว่างแอปพลิเคชันที่ทำงานอยู่

ระบบปฏิบัติการเป็นซอฟต์แวร์ชิ้นใหญ่ชิ้นเดียวที่ทำสิ่งต่างๆ มากมาย ตัวอย่างเช่น ระบบปฏิบัติการยังควบคุมไฟล์และทรัพยากรอื่นๆ ที่โปรแกรมสามารถเข้าถึงได้

แอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ส่วนใหญ่เขียนขึ้นสำหรับระบบปฏิบัติการ ซึ่งช่วยให้ระบบปฏิบัติการสามารถทำงานได้หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณเริ่ม Minecraft คุณจะรันมันบนระบบปฏิบัติการ Minecraft ไม่จำเป็นต้องรู้แน่ชัดว่าส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ทุกชิ้นทำงานอย่างไร Minecraft ใช้ฟังก์ชันระบบปฏิบัติการที่หลากหลาย และระบบปฏิบัติการจะแปลเป็นคำสั่งฮาร์ดแวร์ระดับต่ำ

ระบบปฏิบัติการไม่ได้มีไว้สำหรับพีซีเท่านั้น

เมื่อเราพูดว่า "คอมพิวเตอร์" ใช้ระบบปฏิบัติการ เราไม่ได้หมายถึงเพียงเดสก์ท็อปพีซีและแล็ปท็อปแบบเดิมๆ เท่านั้น สมาร์ทโฟนของคุณก็คือคอมพิวเตอร์ เช่นเดียวกับแท็บเล็ต สมาร์ททีวี เกมคอนโซล สมาร์ทวอทช์ และเราเตอร์ Wi-Fi Amazon Echo หรือ Google Home เป็นอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ใช้ระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการเดสก์ท็อปที่คุ้นเคย ได้แก่ Microsoft Windows, Apple MacOS, Google Chrome OS และ Linux ระบบปฏิบัติการหลักสำหรับสมาร์ทโฟนคือ iOS จาก Apple และ Android จาก Google

อุปกรณ์อื่นๆ เช่น เราเตอร์ Wi-Fi อาจเรียกใช้ "ระบบปฏิบัติการแบบฝัง" เหล่านี้เป็นระบบปฏิบัติการพิเศษที่มีคุณสมบัติน้อยกว่าระบบปฏิบัติการทั่วไป ซึ่งออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับงานเดียว เช่น การใช้งานเราเตอร์ Wi-Fi การนำทาง หรือการควบคุม ATM

ตำแหน่งที่ระบบปฏิบัติการสิ้นสุดและโปรแกรมเริ่มต้นขึ้น

ระบบปฏิบัติการยังรวมถึงซอฟต์แวร์อื่นๆ รวมถึงอินเทอร์เฟซผู้ใช้ ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับอุปกรณ์ได้ ซึ่งอาจเป็นเดสก์ท็อปบนพีซี อินเทอร์เฟซระบบสัมผัสบนโทรศัพท์ หรืออินเทอร์เฟซเสียงบนผู้ช่วยดิจิทัล

ระบบปฏิบัติการคือซอฟต์แวร์ชิ้นใหญ่ที่ประกอบด้วยแอปพลิเคชันและกระบวนการต่างๆ มากมาย เส้นแบ่งระหว่างสิ่งที่เป็นระบบปฏิบัติการและสิ่งที่เป็นโปรแกรมบางครั้งก็อาจพร่ามัวเล็กน้อย ไม่มีคำจำกัดความอย่างเป็นทางการที่แน่นอนของระบบปฏิบัติการ

ตัวอย่างเช่น บน Windows แอปพลิเคชัน File Explorer (หรือ Windows Explorer) เป็นส่วนสำคัญของระบบปฏิบัติการ Windows และยังจัดการการเรนเดอร์อินเทอร์เฟซเดสก์ท็อปของคุณและแอปพลิเคชันที่ทำงานบนระบบปฏิบัติการนั้นด้วย

ศูนย์กลางของระบบปฏิบัติการคือเคอร์เนล

ในระดับต่ำ "เคอร์เนล" คือโปรแกรมคอมพิวเตอร์หลักที่ขับเคลื่อนระบบปฏิบัติการของคุณ โปรแกรมแยกนี้เป็นหนึ่งในสิ่งแรก ๆ ที่โหลดเมื่อระบบปฏิบัติการของคุณเริ่มทำงาน โดยจะจัดการการจัดสรรหน่วยความจำ แปลงฟังก์ชันซอฟต์แวร์เป็นคำสั่งสำหรับโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ของคุณ และประมวลผลข้อมูลอินพุตและเอาต์พุตจากอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ โดยทั่วไปเคอร์เนลจะทำงานในพื้นที่แยกเพื่อป้องกันการใช้งานโดยไม่ได้รับอนุญาตโดยซอฟต์แวร์อื่นบนคอมพิวเตอร์ เคอร์เนลของระบบปฏิบัติการมีความสำคัญมาก แต่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการเท่านั้น

แต่ไม่ใช่ทุกอย่างที่เฉพาะเจาะจงที่นี่เช่นกัน ตัวอย่างเช่น Linux เป็นเพียงเคอร์เนล อย่างไรก็ตาม Linux มักถูกเรียกว่าระบบปฏิบัติการ Android เรียกอีกอย่างว่าระบบปฏิบัติการและสร้างขึ้นบนเคอร์เนล Linux การกระจาย Linux เช่น Ubuntu ใช้เคอร์เนล Linux และเพิ่มซอฟต์แวร์เพิ่มเติมลงไป เรียกอีกอย่างว่าระบบปฏิบัติการ

ความแตกต่างระหว่างเฟิร์มแวร์และระบบปฏิบัติการคืออะไร

อุปกรณ์จำนวนมากเรียกใช้ "เฟิร์มแวร์" ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ระดับต่ำประเภทหนึ่งที่โดยทั่วไปจะตั้งโปรแกรมลงในหน่วยความจำของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์โดยตรง เฟิร์มแวร์เป็นเพียงซอฟต์แวร์ชิ้นเล็กๆ ที่ออกแบบมาเพื่อจัดการเฉพาะพื้นฐานที่แท้จริงเท่านั้น

เมื่อคอมพิวเตอร์บูท คอมพิวเตอร์จะโหลดเฟิร์มแวร์ UEFI จากเมนบอร์ด เฟิร์มแวร์นี้เป็นซอฟต์แวร์ระดับต่ำที่เริ่มต้นฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ของคุณได้อย่างรวดเร็ว จากนั้นจะบู๊ตระบบปฏิบัติการของคุณจาก SSD หรือฮาร์ดไดรฟ์ของคอมพิวเตอร์ (โซลิดสเตตไดรฟ์หรือฮาร์ดไดรฟ์นี้มีเฟิร์มแวร์ในตัวที่จัดการการจัดเก็บข้อมูลบนเซกเตอร์กายภาพภายในไดรฟ์)

เส้นแบ่งระหว่างเฟิร์มแวร์และระบบปฏิบัติการอาจพร่ามัวเล็กน้อย ตัวอย่างเช่น ระบบปฏิบัติการของ Apple สำหรับ iPhone และ iPad ที่เรียกว่า iOS มักเรียกว่า "เฟิร์มแวร์" ระบบปฏิบัติการ PlayStation 4 มีชื่ออย่างเป็นทางการว่าเฟิร์มแวร์

เหล่านี้เป็นระบบปฏิบัติการที่โต้ตอบกับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์หลายตัว ให้บริการแก่โปรแกรม และกระจายทรัพยากรระหว่างแอปพลิเคชัน อย่างไรก็ตาม เฟิร์มแวร์ธรรมดาๆ ที่ทำงานบนรีโมทคอนโทรลของทีวี มักจะไม่เรียกว่าระบบปฏิบัติการ

ผู้ใช้โดยเฉลี่ยไม่จำเป็นต้องเข้าใจว่าระบบปฏิบัติการคืออะไร การทราบว่าคุณกำลังใช้ระบบปฏิบัติการใดอยู่ และซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ใดที่เข้ากันได้กับอุปกรณ์ของคุณอาจเป็นประโยชน์

เป็นชุดของโปรแกรมที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซระหว่างแอปพลิเคชันและผู้ใช้ในด้านหนึ่งและฮาร์ดแวร์ในอีกด้านหนึ่ง ตามคำจำกัดความนี้ OS ทำหน้าที่สองกลุ่ม
- มอบเครื่องเสมือนแบบขยายให้กับผู้ใช้หรือโปรแกรมเมอร์แทนฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์จริง ซึ่งสะดวกกว่าในการทำงานและเขียนโปรแกรมง่ายกว่า
- เพิ่มประสิทธิภาพการใช้คอมพิวเตอร์โดยการจัดการทรัพยากรอย่างมีเหตุผลตามเกณฑ์ที่กำหนด
ระบบปฏิบัติการ (OS) เป็นโปรแกรมที่ออกแบบมาเพื่อจัดการทรัพยากรทางกายภาพและลอจิคัลทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ และสามารถสร้างส่วนต่อประสานระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ได้
ระบบปฏิบัติการได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมการทำงานของโปรแกรมผู้ใช้ กำหนดเวลา และจัดการทรัพยากรการประมวลผล
ระบบปฏิบัติการสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลแบ่งออกเป็น:
1. การทำงานแบบเดี่ยวและแบบมัลติทาสก์ (ขึ้นอยู่กับจำนวนกระบวนการแอปพลิเคชันที่ทำงานแบบขนาน)
2. ผู้ใช้เดี่ยวและหลายราย (ขึ้นอยู่กับจำนวนผู้ใช้ที่ทำงานกับระบบปฏิบัติการพร้อมกัน)
3. ไม่สามารถพกพาและพกพาไปยังคอมพิวเตอร์ประเภทอื่นได้
4. ไม่ใช่เครือข่ายและเครือข่าย ให้บริการงานในเครือข่ายท้องถิ่น
ตัวอย่างระบบปฏิบัติการ: MS DOS, Windows 98/2000, Windows XP, Lunix ฯลฯ

วัตถุประสงค์ของระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการคือชุดของโปรแกรมระบบที่เชื่อมต่อถึงกัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อจัดระเบียบการโต้ตอบของผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ จัดการทรัพยากรระบบคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ระบบปฏิบัติการทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมโยงระหว่างฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ในด้านหนึ่งกับโปรแกรมที่กำลังดำเนินการรวมถึงผู้ใช้ด้วย ระบบปฏิบัติการสามารถเรียกได้ว่าเป็นส่วนขยายซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์ควบคุมของคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการซ่อนรายละเอียดที่ไม่จำเป็นที่ซับซ้อนของการควบคุมฮาร์ดแวร์จากผู้ใช้ ทำให้เกิดชั้นระหว่างพวกเขา ซึ่งส่งผลให้ผู้คนหลุดพ้นจากงานที่ต้องใช้แรงงานเข้มข้นในการจัดระเบียบปฏิสัมพันธ์กับฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์

ข้อกำหนดหลักสำหรับระบบปฏิบัติการคืองานที่ซับซ้อนในการจัดการการแบ่งปันทรัพยากรอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างกระบวนการต่างๆ และความซับซ้อนนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการสุ่มของคำขอการใช้ทรัพยากร ในระบบหลายโปรแกรม คิวของคำขอจะเกิดขึ้นจากโปรแกรมที่รันพร้อมกันไปยังทรัพยากรคอมพิวเตอร์ที่ใช้ร่วมกัน: ตัวประมวลผล หน้าหน่วยความจำ เครื่องพิมพ์ ดิสก์ ระบบปฏิบัติการจัดระเบียบการบริการของคิวเหล่านี้โดยใช้อัลกอริธึมที่แตกต่างกัน: มาก่อนได้ก่อน อิงตามลำดับความสำคัญ ปัดเศษ ฯลฯ

โดยทั่วไประบบปฏิบัติการสมัยใหม่จะต้องรองรับการประมวลผลหลายโปรแกรม หน่วยความจำเสมือน ส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้แบบหลายหน้าต่าง และฟังก์ชันและบริการที่จำเป็นอื่นๆ อีกมากมาย นอกเหนือจากข้อกำหนดเหล่านี้เพื่อความสมบูรณ์ของฟังก์ชันแล้ว ระบบปฏิบัติการยังอยู่ภายใต้ข้อกำหนดในการปฏิบัติงานที่สำคัญเท่าเทียมกัน:

· ความสามารถในการขยาย แม้ว่าฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์จะล้าสมัยภายในไม่กี่ปี แต่อายุการใช้งานของระบบปฏิบัติการสามารถวัดได้ภายในหลายทศวรรษ ดังนั้นระบบปฏิบัติการจึงเปลี่ยนแปลงตามวิวัฒนาการตลอดเวลา และการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสำคัญมากกว่าการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ การเปลี่ยนแปลงระบบปฏิบัติการมักจะเกี่ยวข้องกับการได้มาซึ่งคุณสมบัติใหม่ เช่น การรองรับอุปกรณ์ภายนอกประเภทใหม่หรือเทคโนโลยีเครือข่ายใหม่ หากรหัส OS ถูกเขียนในลักษณะที่สามารถเพิ่มเติมและเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่ละเมิดความสมบูรณ์ของระบบ ระบบปฏิบัติการดังกล่าวจะเรียกว่าขยายได้ ความสามารถในการขยายทำได้ผ่านโครงสร้างโมดูลาร์ของระบบปฏิบัติการ ซึ่งโปรแกรมถูกสร้างขึ้นจากชุดของแต่ละโมดูลที่โต้ตอบผ่านอินเทอร์เฟซการทำงานเท่านั้น

· การพกพา ตามหลักการแล้ว รหัส OS ควรพกพาได้ง่ายจากโปรเซสเซอร์ประเภทหนึ่งไปยังโปรเซสเซอร์อีกประเภทหนึ่ง และจากแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ประเภทหนึ่ง (ซึ่งแตกต่างไม่เพียงแต่ในประเภทโปรเซสเซอร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงวิธีการจัดระเบียบฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ทั้งหมดด้วย) ไปยังอีกประเภทหนึ่ง ประเภทของแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ ระบบปฏิบัติการแบบพกพามีตัวเลือกการใช้งานมากมายสำหรับแพลตฟอร์มที่แตกต่างกัน คุณสมบัติของระบบปฏิบัติการนี้เรียกอีกอย่างว่าหลายแพลตฟอร์ม

·ความเข้ากันได้ มีระบบปฏิบัติการยอดนิยมที่มี "อายุการใช้งานยาวนาน" หลายระบบซึ่งมีการพัฒนาแอพพลิเคชั่นที่หลากหลาย บางส่วนได้รับความนิยมอย่างกว้างขวาง ดังนั้นสำหรับผู้ใช้ที่เปลี่ยนจากระบบปฏิบัติการหนึ่งไปยังอีกระบบปฏิบัติการหนึ่งด้วยเหตุผลใดก็ตาม โอกาสในการเรียกใช้แอปพลิเคชันที่คุ้นเคยบนระบบปฏิบัติการใหม่จึงน่าสนใจมาก หากระบบปฏิบัติการมีความสามารถในการรันโปรแกรมแอปพลิเคชันที่เขียนขึ้นสำหรับระบบปฏิบัติการอื่น ก็ถือว่าเข้ากันได้กับระบบปฏิบัติการเหล่านี้ จะต้องสร้างความแตกต่างระหว่างความเข้ากันได้แบบไบนารีและความเข้ากันได้ของแหล่งที่มา แนวคิดเรื่องความเข้ากันได้ยังรวมถึงการสนับสนุนอินเทอร์เฟซผู้ใช้ของระบบปฏิบัติการอื่นด้วย

· ความน่าเชื่อถือและความทนทานต่อข้อผิดพลาด ระบบจะต้องได้รับการปกป้องจากข้อผิดพลาด ความล้มเหลว และความล้มเหลวทั้งภายในและภายนอก การดำเนินการควรคาดเดาได้เสมอ และแอปพลิเคชันไม่ควรสร้างความเสียหายให้กับระบบปฏิบัติการ ความน่าเชื่อถือและความทนทานต่อข้อผิดพลาดของระบบปฏิบัติการนั้นถูกกำหนดโดยโซลูชันทางสถาปัตยกรรมที่เป็นรากฐานของระบบปฏิบัติการเป็นหลัก เช่นเดียวกับคุณภาพของการใช้งาน (การดีบั๊กของโค้ด) นอกจากนี้ สิ่งสำคัญคือระบบปฏิบัติการจะรวมการสนับสนุนซอฟต์แวร์สำหรับความทนทานต่อข้อบกพร่องของฮาร์ดแวร์ เช่น ดิสก์อาร์เรย์หรือเครื่องสำรองไฟหรือไม่

· ความปลอดภัย. ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่จะต้องปกป้องข้อมูลและทรัพยากรระบบคอมพิวเตอร์อื่นๆ จากการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาต เพื่อให้ระบบปฏิบัติการมีคุณสมบัติด้านความปลอดภัย อย่างน้อยจะต้องมีวิธีการในการพิจารณาความถูกต้องตามกฎหมายของผู้ใช้ โดยให้สิทธิ์ในการเข้าถึงทรัพยากรที่แตกต่างกันแก่ผู้ใช้ตามกฎหมาย และยังสามารถบันทึกเหตุการณ์ทั้งหมดที่ "น่าสงสัย" เพื่อความปลอดภัยของระบบปฏิบัติการได้ ระบบ. คุณสมบัติด้านความปลอดภัยมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบปฏิบัติการเครือข่าย ในระบบปฏิบัติการดังกล่าว งานในการปกป้องข้อมูลที่ส่งผ่านเครือข่ายจะถูกเพิ่มเข้าไปในงานควบคุมการเข้าถึง

· ผลผลิต ระบบปฏิบัติการจะต้องรวดเร็วและตอบสนองเท่าที่แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์อนุญาต ประสิทธิภาพของระบบปฏิบัติการได้รับอิทธิพลจากหลายปัจจัย โดยปัจจัยหลักคือสถาปัตยกรรมระบบปฏิบัติการ ฟังก์ชันที่หลากหลาย คุณภาพของการเขียนโปรแกรมโค้ด ความสามารถในการรันระบบปฏิบัติการบนแพลตฟอร์มประสิทธิภาพสูง (มัลติโปรเซสเซอร์)
การจัดการกระบวนการ

ส่วนที่สำคัญที่สุดของระบบปฏิบัติการซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการทำงานของคอมพิวเตอร์คือระบบควบคุมกระบวนการ สำหรับแต่ละกระบวนการที่สร้างขึ้นใหม่ ระบบปฏิบัติการจะสร้างโครงสร้างข้อมูลของระบบ กำหนดพื้นที่ RAM ที่จะเก็บรหัสและข้อมูลของกระบวนการ และยังจัดเตรียมเวลาประมวลผลตามจำนวนที่ต้องการอีกด้วย เนื่องจากกระบวนการมักจะอ้างสิทธิ์ทรัพยากรเดียวกันพร้อมกัน ความรับผิดชอบของระบบปฏิบัติการจึงรวมถึงการรักษาคิวของคำขอทรัพยากรของกระบวนการและการซิงโครไนซ์ทรัพยากรเหล่านั้น เช่น คิวสำหรับโปรเซสเซอร์ เครื่องพิมพ์ พอร์ตอนุกรม และการระงับการดำเนินการจนกว่าเหตุการณ์จะเกิดขึ้นในระบบ .

การจัดการหน่วยความจำ

ฟังก์ชั่นการจัดการหน่วยความจำ OS รวมถึงการติดตามหน่วยความจำว่างและหน่วยความจำที่ใช้แล้ว จัดสรรหน่วยความจำให้กับกระบวนการและปล่อยหน่วยความจำเมื่อกระบวนการยุติ การป้องกันหน่วยความจำ แทนที่กระบวนการจาก RAM ไปยังดิสก์และส่งคืนไปยัง RAM รวมถึงการตั้งค่าที่อยู่โปรแกรมไปยังพื้นที่เฉพาะของหน่วยความจำกายภาพ หน่วยความจำมีความสำคัญต่อทรัพยากรสำหรับกระบวนการหนึ่งๆ เช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์ เนื่องจากโปรเซสเซอร์สามารถดำเนินการกระบวนการได้ก็ต่อเมื่อรหัสและข้อมูลอยู่ใน RAM เท่านั้น

จัดการไฟล์และอุปกรณ์ภายนอก

ความสามารถของระบบปฏิบัติการในการ "ป้องกัน" ความซับซ้อนของฮาร์ดแวร์จริงนั้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในระบบย่อยหลักของระบบปฏิบัติการระบบหนึ่งนั่นคือระบบไฟล์ ระบบปฏิบัติการสร้างชุดข้อมูลเสมือนที่จัดเก็บไว้ในไดรฟ์ภายนอกในรูปแบบของไฟล์ - ลำดับไบต์ที่ไม่มีโครงสร้างอย่างง่ายพร้อมชื่อสัญลักษณ์ เพื่อความสะดวกในการทำงานกับข้อมูล ไฟล์จะถูกจัดกลุ่มเป็นไดเร็กทอรี ซึ่งจะสร้างกลุ่ม - ไดเร็กทอรีในระดับที่สูงกว่า ผู้ใช้สามารถใช้ OS เพื่อดำเนินการกับไฟล์และไดเร็กทอรี เช่น การค้นหาตามชื่อ การลบ การแสดงเนื้อหาบนอุปกรณ์ภายนอก (เช่น บนจอแสดงผล) การเปลี่ยนแปลงและการบันทึกเนื้อหา
การปกป้องและการจัดการข้อมูล

วิธีการปกป้องข้อมูลที่สำคัญคือฟังก์ชันการตรวจสอบระบบปฏิบัติการซึ่งประกอบด้วยการบันทึกเหตุการณ์ทั้งหมดที่ขึ้นอยู่กับความปลอดภัยของระบบ

การจำแนกพื้นฐานของระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการอาจแตกต่างกันในคุณสมบัติการใช้งานของอัลกอริธึมภายในสำหรับการจัดการทรัพยากรคอมพิวเตอร์หลัก (โปรเซสเซอร์ อุปกรณ์ หน่วยความจำ) คุณสมบัติของวิธีการออกแบบที่ใช้ ประเภทของแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ พื้นที่ใช้งาน และคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมาย

มีการจำแนกประเภทของระบบปฏิบัติการหลายประเภท ซึ่งเน้นเกณฑ์บางอย่างที่สะท้อนถึงคุณลักษณะที่สำคัญต่างๆ ของระบบ มาดูเกณฑ์ที่พบบ่อยที่สุดกัน:

ตามวัตถุประสงค์

1. ระบบวัตถุประสงค์ทั่วไป

หมายถึงระบบปฏิบัติการที่ออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหางานต่างๆ มากมาย รวมถึงการเปิดตัวแอปพลิเคชันต่างๆ การพัฒนาและการดีบักโปรแกรม การทำงานกับเครือข่ายและมัลติมีเดีย

2. ระบบเรียลไทม์

ออกแบบมาเพื่อทำงานในลูปควบคุมวัตถุ

ระบบพิเศษอื่นๆ

เหล่านี้เป็นระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกัน โดยมุ่งเน้นที่โซลูชันที่มีประสิทธิภาพเป็นหลักสำหรับคลาสหนึ่ง โดยสร้างความเสียหายให้กับงานอื่นๆ ไม่มากก็น้อย

โดยธรรมชาติของการโต้ตอบของผู้ใช้

1.Batch OSes ที่ประมวลผลงานที่เตรียมไว้ล่วงหน้า

2.ระบบปฏิบัติการสนทนาที่ทำงานของผู้ใช้แบบโต้ตอบ

ระบบปฏิบัติการ GUI

ระบบปฏิบัติการแบบฝังโดยไม่มีการโต้ตอบกับผู้ใช้

ตามจำนวนงานพร้อมกัน

1.ระบบปฏิบัติการแบบทำงานเดี่ยว

ในระบบดังกล่าว ไม่สามารถมีกระบวนการของผู้ใช้ได้มากกว่าหนึ่งกระบวนการในเวลาที่กำหนด อย่างไรก็ตาม ในเวลาเดียวกัน กระบวนการของระบบอาจกำลังทำงานอยู่

ระบบปฏิบัติการมัลติทาสกิ้ง

พวกเขาให้การดำเนินการแบบขนานของกระบวนการผู้ใช้บางอย่าง การดำเนินการมัลติทาสกิ้งต้องใช้ความยุ่งยากที่สำคัญของอัลกอริธึมและโครงสร้างข้อมูลที่ใช้ในระบบ

ตามจำนวนผู้ใช้พร้อมกัน

1.ระบบปฏิบัติการผู้ใช้คนเดียว

โดดเด่นด้วยการเข้าถึงทรัพยากรของผู้ใช้โดยสมบูรณ์ ระบบดังกล่าวเป็นที่ยอมรับในคอมพิวเตอร์แยกส่วนเป็นหลัก

2.ระบบปฏิบัติการที่มีผู้ใช้หลายคน

องค์ประกอบที่สำคัญของพวกเขาคือวิธีการในการปกป้องข้อมูลและกระบวนการของผู้ใช้แต่ละราย ตามแนวคิดของเจ้าของทรัพยากรและการบ่งชี้ที่แม่นยำของสิทธิ์การเข้าถึงที่มอบให้กับผู้ใช้แต่ละรายของระบบ

ตามพื้นฐานฮาร์ดแวร์

1.ระบบปฏิบัติการโปรเซสเซอร์ตัวเดียว

2.ระบบปฏิบัติการมัลติโปรเซสเซอร์

งานของระบบดังกล่าวรวมถึงการกระจายงานที่ดำเนินการอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างโปรเซสเซอร์และองค์กรของการประสานงานของโปรเซสเซอร์ทั้งหมด

3.ระบบปฏิบัติการเครือข่าย

รวมถึงความสามารถในการเข้าถึงคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นบนเครือข่ายท้องถิ่น ทำงานกับไฟล์และเซิร์ฟเวอร์อื่น ๆ

4.ระบบปฏิบัติการแบบกระจาย

ระบบแบบกระจายที่ใช้ทรัพยากรเครือข่ายท้องถิ่น นำเสนอแก่ผู้ใช้เป็นระบบเดียว โดยไม่แบ่งออกเป็นเครื่องที่แยกจากกัน

โดยวิธีการก่อสร้าง

1.ไมโครนิวเคลียร์

2. เสาหิน

การจำแนกระบบปฏิบัติการตามตระกูล

ผู้ใช้คอมพิวเตอร์มือใหม่มักจะมีคำถามมากมายที่ต้องตอบในรูปแบบที่เข้าใจและเข้าถึงได้มากที่สุด หนึ่งในนั้นคือ: "ระบบปฏิบัติการคืออะไร" มาดูกันดีกว่า

มันคืออะไรและมีจุดประสงค์อะไร?

เป็นเชลล์พิเศษที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมคอมพิวเตอร์ รันโปรแกรม รับประกันการปกป้องข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในคอมพิวเตอร์อย่างมีประสิทธิภาพ และทำหน้าที่บริการต่างๆ ตามคำขอจากโปรแกรมและผู้ใช้ โปรแกรมใดก็ได้ที่สามารถใช้บริการได้ ดังนั้นงานจึงสามารถดำเนินการได้ภายใต้การควบคุมของระบบปฏิบัติการเฉพาะเท่านั้น หากตรงตามเงื่อนไขนี้เท่านั้นจึงจะสามารถนับการทำงานที่ประสานกันของคอมพิวเตอร์ได้

ชิ้นส่วนที่จำเป็นรวมอยู่ด้วยดังต่อไปนี้:

เคอร์เนลซึ่งเป็นตัวแปลคำสั่งนั่นคือตัวแปลชนิดหนึ่งที่ถ่ายโอนคำขอจากผู้ใช้หรือโปรแกรมไปเป็นรูปแบบที่เข้าใจได้สำหรับส่วนประกอบทางกายภาพของคอมพิวเตอร์

ส่วนประกอบซอฟต์แวร์เฉพาะทางที่มุ่งจัดการอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่รวมอยู่ในคอมพิวเตอร์ มักเรียกว่าไดรเวอร์

นั่นคือเชลล์ที่สะดวกสบายในการสื่อสารขั้นพื้นฐาน

ระบบปฏิบัติการคืออะไร และประกอบด้วยอะไรบ้าง

ระบบปฏิบัติการเป็นระบบที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นจากโปรแกรมที่เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดระเบียบการโต้ตอบที่สะดวกระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์ รวมถึงการรันโปรแกรมอื่น ๆ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าการติดตั้งระบบปฏิบัติการที่สองนั้นสามารถทำได้บนระบบปฏิบัติการอื่นเท่านั้น เนื่องจากแต่ละระบบมีโมดูลและส่วนประกอบของตัวเอง คุณสามารถพิจารณาได้ว่าส่วนประกอบใดประกอบด้วยส่วนประกอบและโมดูลที่เฉพาะเจาะจงมาก:

เคอร์เนลของระบบหรือโมดูลพื้นฐานได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการการทำงานของโปรแกรมและระบบไฟล์ทำให้เข้าถึงได้สะดวกตลอดจนการแลกเปลี่ยนไฟล์ระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วง

ตัวประมวลผลคำสั่งได้รับการออกแบบมาเพื่อถอดรหัสและดำเนินการคำสั่งของผู้ใช้ซึ่งโดยปกติจะได้รับผ่านแป้นพิมพ์

ไดรเวอร์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์และโปรเซสเซอร์มีความสอดคล้องกัน มีความจำเป็นเนื่องจากอุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละเครื่องประมวลผลข้อมูลแตกต่างกันและด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน

ยูทิลิตี้ซึ่งเป็นโปรแกรมบริการเพิ่มเติมที่ทำให้กระบวนการสื่อสารกับผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์มีความหลากหลายและสะดวกที่สุด

หากทุกอย่างชัดเจนไม่มากก็น้อยเกี่ยวกับระบบปฏิบัติการ คุณสามารถพิจารณาปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการโหลดระบบปฏิบัติการได้ ไฟล์ที่รวมอยู่ในระบบปฏิบัติการจะถูกจัดเก็บไว้ในดิสก์ เป็นที่ทราบกันดีว่าในการที่โปรแกรมจะทำงานได้นั้นจะต้องอยู่ใน RAM ขั้นแรก จะต้องเรียกใช้โปรแกรมบูต ซึ่งไม่ได้อยู่ใน RAM ในตอนแรก และมีทางออก - ระบบปฏิบัติการถูกโหลดเข้าสู่ RAM ทีละขั้นตอน

ส่วนแรกของระบบจะโหลดจากตำแหน่งที่มีโปรแกรมทดสอบแหล่งจ่ายไฟของพีซีทั้งหมด โดยจะดำเนินการทันทีหลังจากกระแสพัลส์แรกมาถึง ในเวลาเดียวกันโปรแกรมบูตจะเปิดตัวบนเซกเตอร์เริ่มต้นของดิสก์โดยเข้าควบคุม แอปพลิเคชั่นนี้ค้นหาโมดูลระบบปฏิบัติการพื้นฐานแล้วส่งการควบคุมไปยังโมดูลดังกล่าว bootloader จากโมดูลฐานค้นหาส่วนประกอบอื่นๆ ทั้งหมดและโหลดลงใน RAM เมื่อระบบปฏิบัติการถูกโหลด การควบคุมจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวประมวลผลคำสั่ง หลังจากนั้นผู้ใช้สามารถโต้ตอบกับระบบได้ อย่างไรก็ตาม ระบบปฏิบัติการมือถือทำงานบนหลักการที่คล้ายกัน โดยมีการปรับเปลี่ยนบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะของอุปกรณ์

หลักการนี้ใช้กับระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ทั้งหมดอย่างแน่นอน

ระบบปฏิบัติการ: วัตถุประสงค์และหน้าที่หลัก

แนวคิดระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการ (OS) คือชุดของโปรแกรมที่รับรองการทำงานร่วมกันของส่วนฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ระหว่างกัน และการทำงานร่วมกันระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์

ระบบปฏิบัติการรับประกันการทำงานแบบองค์รวมของส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ทั้งหมด และยังให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงความสามารถด้านฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ได้ ระบบปฏิบัติการเป็นองค์ประกอบพื้นฐานและจำเป็นของซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ หากไม่มีระบบปฏิบัติการ คอมพิวเตอร์จะไม่สามารถทำงานตามหลักการได้

องค์ประกอบของระบบปฏิบัติการ

โครงสร้าง OS ประกอบด้วยโมดูลต่อไปนี้:

โมดูลฐาน (เคอร์เนล OS)- จัดการการทำงานของโปรแกรมและระบบไฟล์ให้การเข้าถึงและการแลกเปลี่ยนไฟล์ระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วง

ต.อี แปลคำสั่งจากภาษาโปรแกรมเป็นภาษา “รหัสเครื่อง” ที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้

โปรเซสเซอร์คำสั่ง- ถอดรหัสและดำเนินการคำสั่งผู้ใช้ที่ได้รับผ่านแป้นพิมพ์เป็นหลัก

ต.อี ถามผู้ใช้เกี่ยวกับคำสั่งและดำเนินการ ผู้ใช้สามารถให้คำสั่งเพื่อดำเนินการบางอย่างกับไฟล์ได้ (การคัดลอก การลบ การเปลี่ยนชื่อ) คำสั่งในการพิมพ์เอกสาร เป็นต้น

ไดรเวอร์อุปกรณ์ต่อพ่วง- ซอฟต์แวร์ช่วยให้มั่นใจถึงความสอดคล้องระหว่างการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้และโปรเซสเซอร์ (อุปกรณ์ต่อพ่วงแต่ละชิ้นประมวลผลข้อมูลที่แตกต่างกันและในจังหวะที่แตกต่างกัน)

ต.อี โปรแกรมพิเศษที่ให้การควบคุมการทำงานของอุปกรณ์และการประสานงานการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์อื่น อุปกรณ์แต่ละชิ้นมีไดรเวอร์ของตัวเอง

โปรแกรมบริการเพิ่มเติม(ยูทิลิตี้) - ทำให้กระบวนการสื่อสารระหว่างผู้ใช้กับคอมพิวเตอร์สะดวกและหลากหลาย

เหล่านั้น.โปรแกรมดังกล่าวช่วยให้คุณสามารถดูแลรักษาดิสก์ ดำเนินการกับไฟล์ ทำงานในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ฯลฯ

วัตถุประสงค์ของระบบปฏิบัติการ

ระบบปฏิบัติการได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหางานต่อไปนี้:

การบำรุงรักษาฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์

การสร้างสภาพแวดล้อมการทำงานและส่วนต่อประสานกับผู้ใช้

การดำเนินการคำสั่งผู้ใช้และคำสั่งโปรแกรม

การจัดระบบการรับเข้า/ส่งออก การจัดเก็บข้อมูลและ

การจัดการไฟล์และข้อมูล

ตามคำจำกัดความ งานทั้งหมดที่แก้ไขโดยระบบปฏิบัติการสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

มอบเครื่องเสมือนแบบขยาย (เช่น ไม่มีอยู่จริง) แก่ผู้ใช้หรือโปรแกรมเมอร์ แทนที่จะให้ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์จริง ซึ่งสะดวกกว่าในการทำงานและเขียนโปรแกรมได้ง่ายกว่า

เพิ่มประสิทธิภาพการใช้คอมพิวเตอร์โดยการจัดการทรัพยากรอย่างมีเหตุผลตามเกณฑ์บางประการ

คุณสมบัติระบบปฏิบัติการ

ฟังก์ชั่นหลัก:

ดำเนินการตามคำขอของโปรแกรม การกระทำที่ค่อนข้างพื้นฐาน (ระดับต่ำ) ที่พบได้ทั่วไปในโปรแกรมส่วนใหญ่และมักพบในโปรแกรมเกือบทั้งหมด (อินพุตและเอาต์พุตข้อมูล การเริ่มและหยุดโปรแกรมอื่น การจัดสรรและเพิ่มหน่วยความจำเพิ่มเติม ฯลฯ .)

การเข้าถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงตามมาตรฐาน (อุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุต)

การจัดการ RAM (การกระจายระหว่างกระบวนการ, การจัดระเบียบหน่วยความจำเสมือน)

การควบคุมการเข้าถึงข้อมูลบนสื่อที่ไม่ลบเลือน (เช่น ฮาร์ดไดรฟ์ ออปติคัลดิสก์ ฯลฯ) ซึ่งจัดอยู่ในระบบไฟล์เฉพาะ

จัดให้มีส่วนติดต่อผู้ใช้

การทำงานของเครือข่าย รองรับโปรโตคอลเครือข่ายสแต็ก

ฟังก์ชั่นเพิ่มเติม:

การดำเนินงานแบบขนานหรือหลอกแบบขนาน (มัลติทาสกิ้ง)

การกระจายทรัพยากรระบบคอมพิวเตอร์ระหว่างกระบวนการอย่างมีประสิทธิภาพ

ความแตกต่างของการเข้าถึงกระบวนการต่างๆ ไปยังทรัพยากร

การจัดระบบคอมพิวเตอร์ที่เชื่อถือได้ (การที่กระบวนการประมวลผลหนึ่งไม่สามารถมีอิทธิพลต่อการคำนวณในอีกกระบวนการหนึ่งโดยเจตนาหรือผิดพลาด) ขึ้นอยู่กับการกำหนดขอบเขตการเข้าถึงทรัพยากร

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการ: การแลกเปลี่ยนข้อมูล การซิงโครไนซ์ซึ่งกันและกัน

การปกป้องระบบเองตลอดจนข้อมูลและโปรแกรมของผู้ใช้จากการกระทำของผู้ใช้ (ที่เป็นอันตรายหรือไม่ทราบ) หรือแอปพลิเคชัน

โหมดการทำงานแบบผู้ใช้หลายคนและการแยกสิทธิ์การเข้าถึง

วิวัฒนาการของระบบปฏิบัติการและแนวคิดพื้นฐาน

ระบบปฏิบัติการรุ่นก่อนควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นโปรแกรมอรรถประโยชน์ (บูตโหลดเดอร์และมอนิเตอร์) รวมถึงไลบรารีของรูทีนที่ใช้บ่อยซึ่งเริ่มได้รับการพัฒนาพร้อมกับการถือกำเนิดของคอมพิวเตอร์สากล รุ่นที่ 1(ปลายทศวรรษที่ 1940) ยูทิลิตี้ลดการดำเนินการทางกายภาพของอุปกรณ์ของผู้ปฏิบัติงานให้เหลือน้อยที่สุด และไลบรารีทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการตั้งโปรแกรมซ้ำของการกระทำเดียวกันได้ (การดำเนินการ I/O การคำนวณฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ ฯลฯ)

ในช่วงทศวรรษที่ 1950 และ 60 แนวคิดหลักที่กำหนดการทำงานของระบบปฏิบัติการได้ถูกสร้างและนำไปใช้: โหมดแบตช์, การแบ่งปันเวลาและมัลติทาสกิ้ง, การแยกอำนาจ, เรียลไทม์, โครงสร้างไฟล์และระบบไฟล์

ระบบปฏิบัติการดอส

DOS เป็นระบบปฏิบัติการแรกสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลซึ่งแพร่หลายและเป็นระบบปฏิบัติการหลักสำหรับคอมพิวเตอร์ IBM PC ตั้งแต่ปี 1981 ถึง 1995 เมื่อเวลาผ่านไประบบปฏิบัติการใหม่ที่ทันสมัยก็ถูกแทนที่ด้วย Windows และ Linux แต่ในบางกรณี DOS ยังคงอยู่ สะดวกและเป็นไปได้เฉพาะการทำงานบนคอมพิวเตอร์เท่านั้น (เช่น ในกรณีที่ผู้ใช้ทำงานกับอุปกรณ์หรือซอฟต์แวร์ที่ล้าสมัยซึ่งเขียนไว้เมื่อนานมาแล้ว เป็นต้น)

ผู้ใช้ทำงานกับระบบปฏิบัติการ DOS โดยใช้บรรทัดคำสั่ง แต่ไม่มีอินเทอร์เฟซแบบกราฟิกของตัวเอง DOS OS ช่วยให้สามารถทำงานร่วมกับพีซีได้สำเร็จเป็นเวลา 15 ปี อย่างไรก็ตามงานนี้ไม่สามารถเรียกได้ว่าสะดวก DOS ทำหน้าที่เป็น "ตัวกลาง" ระหว่างผู้ใช้และคอมพิวเตอร์ และช่วยเปลี่ยนคำสั่งที่ซับซ้อนในการเข้าถึงดิสก์ให้กลายเป็นคำสั่งที่ง่ายและเข้าใจได้มากขึ้น แต่เมื่อพัฒนาขึ้น มันก็กลายเป็น "รก" ด้วยคำสั่งมากมายและเริ่มขัดขวางการทำงานด้วย คอมพิวเตอร์. นี่คือความต้องการตัวกลางใหม่ที่เกิดขึ้น - นี่คือลักษณะที่โปรแกรมเชลล์ปรากฏขึ้น

เชลล์คือโปรแกรมที่ทำงานภายใต้ระบบปฏิบัติการและช่วยให้ผู้ใช้ทำงานกับระบบปฏิบัติการได้ โปรแกรมเชลล์แสดงโครงสร้างไฟล์ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์อย่างชัดเจน: ดิสก์, ไดเร็กทอรี, ไฟล์ ไฟล์สามารถค้นหา คัดลอก ย้าย ลบ จัดเรียง แก้ไข และเปิดใช้งานได้โดยใช้เพียงไม่กี่ปุ่ม หนึ่งในโปรแกรมที่พบบ่อยที่สุดคือ Norton Commander(NC) เชลล์กราฟิกของ Windows 3.1 และ Windows 3.11 ใช้แนวคิดที่เรียกว่า "หน้าต่าง" ซึ่งสามารถเปิด ย้ายไปรอบๆ หน้าจอ และปิดได้ หน้าต่างเหล่านี้ "เป็น" ของโปรแกรมต่าง ๆ และสะท้อนถึงงานของพวกเขา

DOS ใช้ระบบไฟล์ FAT ข้อเสียประการหนึ่งคือข้อจำกัดเกี่ยวกับชื่อไฟล์และไดเร็กทอรี ชื่อต้องมีความยาวไม่เกิน 8 ตัวอักษร นอกจากนี้ DOS จะไม่แยกความแตกต่างระหว่างอักษรตัวพิมพ์เล็กและตัวพิมพ์ใหญ่ที่มีชื่อเดียวกัน

เนื่องจาก DOS ถูกสร้างขึ้นเมื่อนานมาแล้ว จึงไม่ตรงตามข้อกำหนดของระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ในปัจจุบัน ไม่สามารถใช้หน่วยความจำจำนวนมากที่ติดตั้งในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ได้โดยตรง

ระบบปฏิบัติการ ไมโครซอฟต์ วินโดวส์

กราฟิกเชลล์ Widows 1.0, Widows 2.0, Widows 3.0, Widows 3.1 และ Widows 3.11 ทำงานภายใต้ MS DOS นั่นคือพวกมันไม่ใช่ระบบปฏิบัติการอิสระ แต่เนื่องจากการถือกำเนิดของ Windows ทำให้เกิดความเป็นไปได้ใหม่ๆ Windows จึงไม่ได้เรียกว่าเชลล์ แต่เป็นสภาพแวดล้อม

สภาพแวดล้อม Windows มีลักษณะเฉพาะด้วยคุณลักษณะต่อไปนี้ที่แยกความแตกต่างจากโปรแกรมเชลล์อื่น:

มัลติทาสกิ้ง;

อินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์แบบรวม

ส่วนต่อประสานผู้ใช้แบบรวม

ส่วนติดต่อผู้ใช้แบบกราฟิก

อินเทอร์เฟซซอฟต์แวร์ฮาร์ดแวร์แบบครบวงจร

ระบบปฏิบัติการ DOS พร้อมเชลล์กราฟิก Windows 3.1 และ Windows 3.11 ถูกแทนที่ด้วยระบบปฏิบัติการเต็มรูปแบบของตระกูล MS Windows (Windows 95 แรกจากนั้น Windows 98, Windows 2000, Windows XP) ไม่เหมือนกับ Windows 3.1 และ Windows 3.11 ตรงที่จะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติหลังจากที่คุณเปิดคอมพิวเตอร์

ใน MS Windows การแก้ไขไฟล์ FAT–VFAT ใช้เพื่อจัดเก็บไฟล์ ในนั้นความยาวของชื่อไฟล์และไดเร็กทอรีสามารถยาวได้ถึง 256 อักขระ

ใน Windows OS มีการใช้เมาส์กันอย่างแพร่หลายเมื่อทำงานกับ windows และแอพพลิเคชั่น ใน MS DOS จะใช้เฉพาะคีย์บอร์ดเท่านั้น

MSWindows ยังมีแถบงาน ทำให้กลไกมัลติทาสก์ชัดเจนขึ้นและเร่งกระบวนการสลับระหว่างแอปพลิเคชันได้อย่างมาก

เดสก์ท็อป Windows ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ง่ายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับผู้ใช้มือใหม่ ในขณะเดียวกันก็ให้การปรับแต่งสูงสุดเพื่อให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของผู้ใช้ขั้นสูง

ระบบปฏิบัติการลินุกซ์

Linux เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลและเวิร์กสเตชันที่เข้ากันได้กับ IBM เป็นระบบปฏิบัติการที่มีผู้ใช้หลายรายพร้อมหน้าต่างกราฟิกแบบเครือข่าย X Window System ระบบปฏิบัติการ Linux รองรับมาตรฐานระบบเปิดและโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต และเข้ากันได้กับระบบ Unix, DOS และ MS Windows

ในฐานะที่เป็นระบบปฏิบัติการแบบดั้งเดิม Linux ทำหน้าที่หลายอย่างเหมือนกับ DOS และ Windows แต่ระบบปฏิบัติการมีประสิทธิภาพและยืดหยุ่นเป็นพิเศษ Linux นำความเร็ว ประสิทธิภาพ และความยืดหยุ่นของ UNIX มาสู่ผู้ใช้พีซี ในขณะที่ใช้ประโยชน์จากคุณประโยชน์ทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล เมื่อใช้งานเมาส์ปุ่มทั้งสามจะถูกนำมาใช้โดยเฉพาะปุ่มกลางจะใช้ในการแทรกส่วนของข้อความ

เมื่อใช้ระบบ Linux คุณสามารถเปลี่ยนเครื่องส่วนบุคคลใดๆ ให้เป็นเวิร์กสเตชันได้ ปัจจุบัน Linux เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับธุรกิจ การศึกษา และการเขียนโปรแกรมส่วนบุคคล

ระบบปฏิบัติการยูนิเอ็กซ์

UNIX คือกลุ่มของระบบปฏิบัติการแบบพกพา มัลติทาสกิ้ง และผู้ใช้หลายราย

ระบบ UNIX ระบบแรกได้รับการพัฒนาในปี พ.ศ. 2512 โดยแผนก Bell Labs ของ AT&T ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ระบบ UNIX จำนวนมากได้ถูกสร้างขึ้น

คุณสมบัติที่โดดเด่นบางประการของระบบ UNIX ได้แก่ :

การใช้ไฟล์ข้อความธรรมดาเพื่อกำหนดค่าและจัดการระบบ

การใช้ยูทิลิตี้อย่างแพร่หลายที่เปิดตัวบนบรรทัดคำสั่ง

การโต้ตอบกับผู้ใช้ผ่านอุปกรณ์เสมือน - เทอร์มินัล

เป็นตัวแทนของอุปกรณ์ทางกายภาพและเสมือนและการสื่อสารระหว่างกระบวนการบางอย่างเป็นไฟล์

การใช้ไพพ์ไลน์ของหลายโปรแกรม แต่ละโปรแกรมทำหน้าที่เดียว

ระบบ UNIX มีความสำคัญทางประวัติศาสตร์อย่างมาก เนื่องจากได้เผยแพร่แนวคิดและแนวทางระบบปฏิบัติการยอดนิยมในปัจจุบัน และเผยแพร่แนวคิดและแนวทางระบบปฏิบัติการและซอฟต์แวร์ยอดนิยมในปัจจุบันบางส่วน นอกจากนี้ ในระหว่างการพัฒนาระบบ UNIX ภาษา C ก็ถูกสร้างขึ้น

ระบบปฏิบัติการคือชุดของโปรแกรมที่สัมพันธ์กันซึ่งออกแบบมาเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์โดยการจัดการทรัพยากรอย่างมีเหตุผล เช่นเดียวกับการมอบความสะดวกสบายให้กับผู้ใช้โดยมอบเครื่องเสมือนแบบขยายให้กับเขา

ทรัพยากรหลักที่ระบบปฏิบัติการจัดการ ได้แก่ กระบวนการ หน่วยความจำหลัก ตัวจับเวลา ชุดข้อมูล ดิสก์ เทปไดรฟ์ เครื่องพิมพ์ อุปกรณ์เครือข่าย และอื่นๆ เพื่อแก้ไขปัญหาการจัดการทรัพยากร ระบบปฏิบัติการที่แตกต่างกันใช้อัลกอริธึมที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่จะกำหนดลักษณะที่ปรากฏของระบบปฏิบัติการในท้ายที่สุด

ดังนั้น ข้อกำหนดสำหรับระบบปฏิบัติการเครือข่ายในปัจจุบันจึงประกอบด้วย: ความสมบูรณ์ของฟังก์ชันและการจัดการทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพ ความเป็นโมดูลและความสามารถในการขยาย ความสามารถในการพกพาและหลายแพลตฟอร์ม ความเข้ากันได้ในระดับแอปพลิเคชันและอินเทอร์เฟซผู้ใช้ ความน่าเชื่อถือ ความทนทานต่อข้อผิดพลาด ความปลอดภัย และประสิทธิภาพ

5.1. ระบบปฏิบัติการมีไว้เพื่ออะไร?

คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบจำนวนมาก ตัวเขาเองไม่ได้ทำอะไรเลย เพื่อให้ทำงานได้ คุณต้องมีโปรแกรมที่เป็นชุดคำสั่งโปรเซสเซอร์ - ระบบปฏิบัติการ

ส่วนประกอบหลักของระบบปฏิบัติการคือเคอร์เนล ยูทิลิตี้ระบบ ไดรเวอร์ และเชลล์กราฟิก องค์ประกอบซอฟต์แวร์แต่ละองค์ประกอบทำหน้าที่ของตัวเองและทำให้แน่ใจว่าระบบปฏิบัติการโดยรวมมีเสถียรภาพ

ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่เป็นการทำงานหลายอย่างพร้อมกัน กล่าวคือ ผู้ใช้สามารถเรียกใช้แอปพลิเคชันหลายตัวพร้อมกันได้โดยสังเกตผลลัพธ์ของแอปพลิเคชันแต่ละตัว สิ่งนี้เป็นไปได้ด้วยการออกแบบระบบปฏิบัติการและฟังก์ชันการทำงานของโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ - ไม่ใช่เพื่อสิ่งใดเลยที่ระบบปฏิบัติการถูกเขียนขึ้นสำหรับโปรเซสเซอร์และไม่ใช่ในทางกลับกัน โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยไม่ใช่แบบ single-core แต่เป็นโซลูชันแบบ dual-core และ quad-core ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานหลายเท่า ระบบปฏิบัติการใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้ โดยกระจายทรัพยากรตัวประมวลผลอย่างเหมาะสมที่สุดระหว่างกระบวนการที่ทำงานอยู่ทั้งหมด

ลักษณะสำคัญของระบบปฏิบัติการคือความเสถียรของการทำงานและการต้านทานต่อภัยคุกคามต่างๆ - ภายนอก (ไวรัส) และภายใน (ความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์และข้อขัดแย้ง) ปัจจุบันมีระบบปฏิบัติการสองประเภทให้เลือก - เซิร์ฟเวอร์และผู้ใช้รายเดียว แบบแรกแสดงถึงการนำซอฟต์แวร์ไปใช้อย่างจริงจัง เนื่องจากมีกลไกที่ควบคุมความสัมพันธ์และรักษาเครือข่ายท้องถิ่นไว้ อย่างหลังมีน้ำหนักเบาและสามารถทำงานได้ทั้งแบบอัตโนมัติและเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายโดยปฏิบัติตามกฎของมัน