โครงสร้างของระบบปฏิบัติการ

Study Notes

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