บทที่ 1 : ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์เบื้องต้น
จัดทำโดย : นาย ปัญญากร แก้ววงษกลาง รหัสนักศึกษา : 6031280056
1. ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์คืออะไร
-ระบบปฏิบัติการเป็นโปรแกรมควบคุมการทำงาน (ควบคุมการRun) ของโปรแกรมประยุกต์ ทำหน้าที่ โต้ตอบและเป็นสื่อกลางระหว่างโปรแกรมประยุกต์และฮาร์ดแวร์ (Hardware) ระบบปฏิบัติการ (Operating System :OS) เป็นซอฟต์แวร์ระบบ (System Software) ที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของเครื่องและอุปกรณ์ ควบคุมและสั่งการให้ Hardware สามารถทำงานได้
2. ระบบปฏิบัติการทำงานอย่างไร
- การทำงานของระบบปฏิบัติการ คือ การจัดการโปรแกรมต่างๆ ที่กำลังทำงานให้มีการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งโปรแกรมต่างๆ ที่กำลังทำงานอยู่นั้น เรียกว่า โปรเซส (process) ดังนั้นในการอธิบายหลักการทำงานของระบบปฏิบัติการ จะขอกล่าวถึงวิธีจัดการทำงานโปรเซสของระบบปฏิบัติการว่ามีกระบวนการอย่างไรเมื่อระบบปฏิบัติการสร้างโปรเซสขึ้นมา ก็จะมีการนำโปรเซสดังกล่าวเข้าสู่ระบบการทำงาน ซึ่งขั้นตอนการทำงานจะแบ่งตามสถานะของโปรเซส ดังนี้
1. สถานะพร้อม (ready state) หมายถึง สถานะของโปรเซสใหม่ที่พร้อมจะเข้าใช้งาน CPU เมื่อ ระบบปฏิบัติการให้โปรเซสดังกล่าวใช้งานได้
2. สถานะทำงาน (running state) หมายถึง สถานะโปรเซสที่กำลังใช้ CPU ในการทำงานตามความต้องการของโปรเซสนั้น และเมื่อหมดเวลาในการเข้าใช้งาน CPU ที่ระบบปฏิบัติการกำหหนดไว้โปรเซสดังกล่าวก็จะกลับมาอยู่ในสถานะพร้อมเพื่อรอใช้งาน CPU ในครั้งต่อไป
3. สถานะติดขัด (blocked sate) หมายถึง สถานะของโปรเซสที่หยุดการทพงานเพื่อรอเหตุการณ์อย่างใดอย่างหนึ่งให้เกิดขึ้น ซึ่งจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อโปรเซสที่กำลังทำงานอยู่ต้องมีการติดต่อกับอุปกรณ์อินพุต-เอาต์พุต โปรเซสที่อยู่ในสถานะทำงานจะเปลี่ยนมาเป็นโปรเซสที่อยู่ในสถานะติดขัด เพื่อเปิดโอกาสให้โปรเซสอื่นสามารถเข้าใช้งาน CPU ได้
4. สถานะแน่นิ่ง (deadlocked) หมายถึง สถานะของโปรเซสที่หยุดการทำงานเพื่อรอเหตุการณ์อย่างใดอย่างหนึ่งซึ่งไม่มีวันเกิดขึ้น ซึ่งสถานะดังกล่าวนี้จะทำให้โปรแกรมที่ใช้งานอยู่หยุดค้างการทำงาน (hang) หรืออาจจะทำหึ้คอมพิวเตอร์หยุดค้างการทำงานได้เช่นกัน
3. ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ทำงานอะไรบ้าง
- การพัฒนาโปรแกรม (Program development)สนับสนุนเรื่องการพัฒนาโปรแกรม โดยจัดเตรียมบริการต่าง ๆ ให้ผู้พัฒนานั้นสามารถใช้งาน Editor ได้ง่าย สะดวก และหลากหลาย เช่น มี Editor และ debugger สำหรับช่วยโปรแกรมเมอร์ระหว่างเขียนโปรแกรมและตรวจสอบข้อผิดพลาด (Error) โดยระบบปฏิบัติการจะสนับสนุนสิ่งอำนวยความสะดวกและบริการต่างๆมากมาย เพื่อช่วยผู้พัฒนาโปรแกรมในการสร้างโปรแกรมประยุกต์ขึ้นมาใช้งาน
- การประมวลผลโปรแกรม (Program execution)ช่วยในการทำงานและประมวลผลโปรแกรมประยุกต์ ซึ่งการประมวลผลโปรแกรมหนึ่งๆ นั้นจะมีงานที่เข้ามา เกี่ยวข้องมากมาย คำสั่ง ( instruction ) และข้อมูล ( data ) จะต้องถูกนำเข้ามาเก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก อุปกรณ์ไอโอและแฟ้มข้อมูลที่ต้องการใช้ รวมทั้งทรัพยากรที่จำเป็นอื่นๆจะต้องถูกเตรียมพร้อมใช้งาน ระบบปฏิบัติการจะเป็นผู้ทำงานทั้งหมดนี้ให้โดยอัตโนมัติ
- การเข้าถึงอุปกรณ์ไอโอ (Access to I/O devices )การใช้อุปกรณ์ I/O แต่ละชิ้นจะต้องอาศัยชุดคำสั่งหรือสัญญาณควบคุมของตนเอง ระบบปฏิบัติการจะจัดการในรายละเอียดของการทำงานเหล่านี้ ทำให้ผู้พัฒนาโปรแกรมเหลือเพียงการตัดสินใจว่าจะทำการอ่านข้อมูลหรือบันทึก ข้อมูลเหล่านั้น
- การควบคุมการเข้าถึงแฟ้มข้อมูล (Controlled access to files)เช่น การการเปิดไฟล์ จะมีกระบวนการทำงานหลายขั้นตอน และในอนาคตกรณีของระบบที่ทำงานกับ ระบบปฏิบัติการหลายระบบ (multiuser OS) จะมีการเตรียมกลไกในการควบคุมการเข้าถึงไฟล์
การควบคุมการใช้งานแฟ้มข้อมูล นอกจากจะต้องเข้าใจลักษณะโดยธรรมชาติของอุปกรณ์ ที่จะนำมาใช้งานแล้ว ยังต้องเข้าใจในรูปแบบของข้อมูลที่เก็บอยู่ในสื่อจัดเก็บ ระบบปฏิบัติการจะทำหน้าที่ในส่วนนี้แทนผู้ใช้
และในกรณีที่ในระบบมีผู้ใช้งานได้หลายคนพร้อมกันก็จะต้องควบคุมลำดับและวิธี การเข้าถึงแฟ้มข้อมูลสำหรับผู้ใช้ทุกคนด้วย
- การเข้าถึงระบบ (System access)การติดต่อระบบ ในกรณีที่เป็นระบบสาธารณะ หรือเป็นระบบที่ใช้งานร่วมกันระบบปฏิบัติการจะควบคุมการติดต่อเข้ากับระบบ คอมพิวเตอร์โดยส่วนรวม และทรัพยากรแต่ละชิ้น ฟังก์ชั่นการติดต่อจะต้องสนับสนุนการป้องกันทรัพยากร และข้อมูลจากผู้ที่ไม่มีสิทธิในการใช้งาน และจะต้องสามารถแก้ปัญหาการแย่งชิงการใช้อุปกรณ์ได้ด้วย ดังนั้นระบบที่มีการแบ่งปัน ( Share) การเข้าถึงข้อมูลและระบบแบบสาธารณะ (public) OS จะป้องกัน (protect) ทรัพยากรจากคนหรืองานที่ไม่ได้รับอนุญาต ตัวอย่างเช่นการป้องกันการเข้าใช้งานเครื่อง Mainframe จำเป็นต้องต้องมีการขออนุญาตเข้าใช้ กำหนดสิทธิ์การใช้งาน กำหนดการอนุญาตใช้ฮาร์ดแวร์ จะเห็นว่า OS ทำงานมากขึ้นสำหรับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่อย่าง Mainframe ถ้าเป็นเครื่อง PC เราจะขออนุญาตตัวเองในการเข้าใช้งาน
- การตรวจจับข้อผิดพลาดและตอบกลับ (Error detection and response)
4. จงยกตัวอย่างระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์มา 3 ตัวอย่าง
-Microsoft windows
ไมโครซอฟท์ วินโดวส์ (Microsoft
Windows) เป็นระบบปฏิบัติการ ซึ่งพัฒนาโดยบริษัทไมโครซอฟท์ เปิดตัวเมื่อปี พ.ศ.2528 (ค.ศ. 1985 โดยรุ่นแรกของวินโดวส์ คือ วินโดวส์ 1.0) และครองความนิยมในตลาดคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล มากกว่า 90% ของการใช้งานทั่วโลก รายละเอียดโดยสังเขปของวินโดวส์รุ่นต่างๆ
-Linux
ลินุกซ์ (Linux) โดยทั่วไปเป็นคำที่ใช้ในความหมายที่หมายถึงระบบปฏิบัติการแบบลีนุกซ์ โดยใช้ลินุกซ์ เคอร์เนล
เป็นศูนย์กลางทำงานร่วมกับไลบรารีและเครื่องมืออื่น ลินุกซ์เป็นตัวอย่างหนึ่งในฐานะซอฟต์แวร์เสรี และซอฟต์แวร์โอเพนซอร์สที่ประสบความสำเร็จและมีชื่อเสียง ทุกคนสามารถดูหรือนำโค้ดของลินุกซ์ไปใช้งาน, แก้ไข, และแจกจ่ายได้อย่างเสรี ลินุกซ์นิยมจำหน่ายหรือแจกฟรีในลักษณะเป็นแพคเกจ โดยผู้จัดทำจะรวมซอฟต์แวร์สำหรับใช้งานในด้านอื่นเป็นชุดเข้าด้วยกัน
เริ่มแรกของของลินุกซ์พัฒนาและใช้งานในเฉพาะกลุ่มผู้ที่สนใจ ซึ่งในปัจจุบันลินุกซ์ได้รับความนิยมเนื่องมาจากระบบการทำงานที่เป็นอิสระ ปลอดภัย เชื่อถือได้ และราคาต่ำ
จึงได้มีการพัฒนาจากองค์กรต่าง ๆ เช่น ไอบีเอ็ม ฮิวเลตต์-แพคการ์ด และโนเวลล์ ใช้สำหรับในระบบเซิร์ฟเวอร์และพิซี เริ่มแรกลินุกซ์พัฒนาสำหรับใช้กับเครื่องอินเทล 386 ไมโครโพรเซสเซอร์ หลังจากที่ได้รับความนิยมปัจจุบัน ลินุกซ์ได้พัฒนารับรองการใช้งานของระบบสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ในระบบต่าง ๆ รวมถึงในโทรศัพท์มือถือ และ กล้องวิดีโอ
-Mac OS
แมคโอเอส (macOS) ก่อนหน้าเรียกว่า แมคโอเอสเท็น (Mac OS X) ถึงปี 2554 และ โอเอสเทน (OS
X) ถึงปี 2559 เป็นระบบปฏิบัติการรุ่นล่าสุดในตระกูลแมคโอเอสสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แมคอินทอช วางจำหน่ายครั้งแรกเมื่อปี ค.ศ.2001 ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก คือ แกนกลาง ดาร์วิน (Darwin) ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมการทำงานแบบยูนิกซ์ที่เป็นโอเพนซอร์ส และส่วนติดต่อผู้ใช้แบบ อควา (Aqua) ซึ่งเป็นลิขสิทธิ์ของบริษัทแอปเปิล
แอปเปิลยังได้สร้างแมคโอเอสรุ่นปรับปรุง เพื่อนำไปใช้ในอุปกรณ์ของแอปเปิล 4 ตัวได้แก่ แอปเปิล ทีวี ไอโพน ไอพอดทัช และไอแพด
โดยที่ไอโพน ไอพอดทัช และไอแพดนั้นจะใช้รุ่นของแมคโอเอสที่เรียกว่า ios ซึ่งระบบปฏิบัติการที่แก้ไขนี้จะมีแต่สิ่งที่จำเป็นเท่านั้น ไดรเวอร์และส่วนประกอบอื่นที่ไม่จำเป็นจะถูกนำออกไป
อ้างอิง
//nakizacom.weebly.com
//th.wikipedia.org/wiki/
//sites.google.com/a/cvc-cha.ac.th/