โครงสร้างของระบบปฏิบัติการ

โครงสร้างของระบบปฏิบัติการ (OS)

• ระบบปฏิบัติการทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของโปรแกรมผู้ใช้งาน และเป็นตัวกลางระหว่างโปรแกรมผู้ใช้กับฮาร์ดแวร์
• จุดมุ่งหมายหลักคือเพื่อประสิทธิภาพการใช้งานและความสะดวกในการใช้งานคอมพิวเตอร์

หน้าที่หลักของระบบปฏิบัติการ

• การพัฒนาโปรแกรม:
  • รวมเครื่องมือเอดิเตอร์และดีบักเกอร์สำหรับการเขียนและแก้ไขโปรแกรม
  • มีไลบรารีฟังก์ชันให้โปรแกรมเมอร์ใช้งานเพื่อการพัฒนาโปรแกรมที่เร็วขึ้น
• การจัดการทรัพยากร:
  • การจัดสรรหน่วยความจำเพื่อแบ่งให้กับโปรแกรมที่ทำงานอยู่
  • จัดการการทำงานของ CPU เพื่อให้โปรแกรมต่างๆ ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
  • การจัดการอุปกรณ์ I/O ทั้งการเข้า-ออก และการรับส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์
• การสร้างสภาพแวดล้อมการทำงาน:
  • สร้างอินเทอร์เฟซผู้ใช้ที่ใช้งานง่าย เช่น GUI หรือ CLI
  • แบ่งข้อมูลในรูปแบบไฟล์และไดเรกทอรีบนหน่วยความจำ
• การรักษาความปลอดภัย:
  • กำหนดสิทธิ์การเข้าถึงทรัพยากรให้กับผู้ใช้
  • มีกลไกตรวจสอบและป้องกันไวรัส รวมถึงไฟร์วอลล์เพื่อปกป้องข้อมูลจากการเข้าถึงภายนอก

การทำงานแบบมัลติทาสกิ้งและมัลติโปรแกรมมิ่ง

• มัลติทาสกิ้ง: ระบบปฏิบัติการรองรับการทำงานหลายโปรแกรมพร้อมกัน
• มัลติโปรแกรมมิ่ง: รองรับผู้ใช้หลายคนใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวกัน

ตัวอย่างการให้บริการของระบบปฏิบัติการ

• การจัดการกระบวนการ โดยการสร้างและจัดการกระบวนการ (Process)
• การสื่อสารระหว่างกระบวนการ
• การจัดการหน่วยความจำเสมือนเพื่อให้โปรแกรมใช้หน่วยความจำได้มากกว่าที่มีจริง

Interfaces

• Instruction Set Architecture (ISA): กำหนดชุดคำสั่งที่ซีพียูสามารถเข้าใจ
• Application Binary Interface (ABI): มาตรฐานการเข้าถึงทรัพยากรของระบบปฏิบัติการผ่านทางระบบเรียกใช้งาน (System call)
• Application Programming Interface (API): การให้บริการแก่โปรแกรมประยุกต์เพื่อเข้าถึงฮาร์ดแวร์และบริการต่างๆ

Instruction Set Architecture (ISA)

• การตรวจสอบความสามารถของซีพียูในการรองรับคำสั่งพิเศษ เช่น AVX256, AVX512
• แจ้งให้ซอฟต์แวร์ทราบเกี่ยวกับคำสั่งที่สามารถใช้งานได้
• สร้างไลบรารีฟังก์ชันให้โปรแกรมเมอร์สามารถใช้งานคำสั่งพิเศษได้ง่าย

Application Binary Interface (ABI)

• กำหนดมาตรฐานในการเข้าถึงฮาร์ดแวร์และบริการของระบบปฏิบัติการ
• ผู้ใช้งานเรียกใช้งานฟังก์ชันของระบบปฏิบัติการผ่านทางคำสั่ง system call

เรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างและหน้าที่หลักของระบบปฏิบัติการ ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างโปรแกรมผู้ใช้กับฮาร์ดแวร์. ระบบปฏิบัติการช่วยในการพัฒนาโปรแกรม การจัดการทรัพยากร และการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล.