Windows オペレーティング システム

なぜオペレーティング システムが必要なのか

これらのハードウェアの管理とその使用の最適化は非常に面倒な作業であるため、プログラマはハードウェアの動作の詳細をすべて理解することはできません。アプリケーション ソフトウェアは、オペレーティング システムが提供する機能を直接使用してハードウェアを間接的に使用します

オペレーティング システムの場所

。

オペレーティング システムはコンピューター ハードウェアとアプリケーション ソフトウェアの間に位置し、本質的にはソフトウェアです。オペレーティング システムは、オペレーティング システムのカーネル (カーネル状態で実行され、ハードウェア リソースを管理する) とシステム コール (ユーザー状態で実行され、アプリケーション プログラマによって作成されたアプリケーションにシステム コール インターフェース を提供する) で構成されます。オペレーティング システム

の機能は、醜いハードウェア呼び出しインターフェイスを隠し、アプリケーション プログラマにハードウェア リソースを呼び出すためのより優れた、よりシンプルで明確な モデル

(システム コール インターフェイス) を提供します。ハードウェアの操作の詳細を考慮する必要がなくなり、独自のアプリケーションの開発だけに集中する

1. ハードウェア リソースに対するアプリケーションの競合する要求を整理 (多重化) する

2. オペレーティング システムの開発

第 1 世代(1940~1955) 真空管とパンチカード

特徴: オペレーティングシステムの概念はなく、すべてのプログラミングは純粋な機械語で書かれています

• 作業プロセス: プログラマーは、壁にあるコンピューターのスケジュールは、その後、プログラマはプラグイン ボードをコンピュータ ルームに持ち込み、その数時間の間、コンピュータのリソース全体に排他的にアクセスできるようになります。 20,000 本以上の真空管が焼き切れることがよくありました) その後、パンチカードが登場し、プラグイン ボードを必要とせずにプログラムをカードに書き込んでマシンに読み込むことができるようになりました

• 利点: プログラム メンバーは次のようなメリットを享受できます。申請期間中はリソース全体に排他的にアクセスでき、自分のプログラムをすぐに調整できる

• 欠点: リソースの無駄

• 第 2 世代 (1955 ～ 1965) のトランジスタとバッチ処理。システム

特徴: 専門のオペレーターによって実行されるメインフレームには、オペレーティング システムの概念があります。これは、マンパワーとコンピューターを組み合わせた、人間の参加を必要とするシステムです。プログラミング言語:

FOR

TAN言語またはアセンブリ言語を使用して、紙に書いてカードに打ち抜き、カードボックスを入力都市に持って行き、オペレーターに渡して出力インターフェイスを待ちます

• 作業プロセス

第一世代のコンピューターの問題:

人間とコンピューターの相互作用の多さ

• 第一世代の問題を第二世代がどのように解決するか:集める大勢の人からのインプットが大きな波に インプットされ、その後の順序が極端になり、そして大勢の人のアウトプットが蓄積されて大きなアウトプットの波になります

• 利点: バッチ処理、時間を節約します

• 短所: プロセス全体に人間の参加が必要であり、計算プロセスは依然としてシリアルであり、プログラマーは一定期間のみ、結果を待って再デバッグするプロセスを完了するために同じバッチ内の他のプログラムが必要です

• 。

  第 3 世代 (1965 ～ 1980 年) の集積回路チップとマルチプログラミングはどうですか

  第 2 世代コンピューターの問題の解決 1: カードがコンピューター室に持ち込まれた後、
ジョブ

はすぐに読み取ることができますカードをディスクにコピーするため、ジョブが終了するといつでも、オペレーティング システムがテープアウトからジョブを読み取って、空いたメモリ領域に実行できます。このテクノロジは、外部デバイスの同時オンライン操作 (スプーリング) と呼ばれます。同時に出力にも使用されます。このテクノロジーが採用されると、IBM1401 マシンは不要になり、テープを移動する必要もなくなります (真ん中の 2 人の小人も不要になります)

第 2 世代の問題を解決する方法コンピューター 2:

パート 2 第 3 世代コンピューターのオペレーティング システムでは、第 2 世代コンピューターのオペレーティング システムにはなかった主要なテクノロジが広く使用されていました: マルチチャネル テクノロジ

マルチチャネル技術におけるマルチチャネルとは、複数のプログラムを指します。マルチチャネル技術の実装は、同じリソース (CPU など) を競合または共有する複数のプログラムの秩序あるスケジューリングの問題を解決することです。時間多重化と空間多重化に分けられます

空間多重化の最大の問題は、プログラムの直接メモリを分割する必要があることです。この分割はハードウェア レベルで実装され、オペレーティング システムによって制御されます。メモリが互いに分割されていない場合、1 つのプログラムが別のプログラムのメモリにアクセスできます

第 3 世代のコンピューターのオペレーティング システムは依然としてバッチ処理です。多くのプログラマーは、第一世代の専用コンピューターを懐かしんでおり、独自のプログラムをデバッグできます。急いで。迅速な応答が可能なプログラマを満足させるために、タイムシェアリング オペレーティング システムが登場しました

第二世代コンピュータの問題を解決する方法 3:

タイムシェアリング オペレーティング システム
複数のオンライン端末 + マルチチャネル テクノロジー

第 3 世代コンピュータ 必要な保護ハードウェア (プログラム間のメモリ分離) が広く採用された後、タイムシェアリング システムが普及しました。その後、MULTICS の開発に参加したベル研究所のコンピュータ サイエンティストである Ken Thompson が、シンプルなシングル コンピュータを開発しました。ユーザー バージョン MULTICS は、後に UNIX システムになります。これに基づいて、他の多くの Unix バージョンが派生し、任意のバージョンの Unix でプログラムを実行できるようにするために、IEEE は 1987 年に posix (ポータブル オペレーティング システム インターフェイス) という Unix 標準を提案しました。 UNIX、minixは教育用に登場しました。フィンランドの学生 Linus Torvalds は、それに基づいて

Linux

第 4 世代コンピューター (1980 年~現在) を書きました: パーソナル コンピューター

わずか

オペレーティング システムの 2 つの主要な機能:

アプリケーションの提供方法ハードウェアリソースの抽象化を使用

してハードウェアリソースを管理します

2. 多重化

複数のプログラムによって開始された複数の共有リソースからのリクエストを処理します

実装方法:時間多重化、空間多重化

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