องค์ประกอบของระบบปฏิบัติการ
- 2. องค์ประกอบของระบบปฏิบัติการ สามารถแบ่งได้ ดังนี้ 1. การจัดการโปรเซส (Process Management) 2. การจัดการหน่วยความจา (Memory Management) 3. การจัดการสื่อจัดเก็บข้อมูล (Secondary Storage Management) 4. การจัดการระบบอินพุต/เอ้าต์พุต (I/O System Management) 5. การจัดการไฟล์ (File Management) 6. ระบบเครือข่าย (Networking) 7.ระบบป้ องกัน (Protection System) 8.ระบบตัวแปลคาสั่ง (Command-Interpreter System)
- 3. การจัดการหน่วยความจา (Memory Management) หน่วยความจาหลักถือว่าเป็นหน่วยความจาที่สาคัญในระบบคอมพิวเตอร์เพราะว่าข้อมูลต่างๆ ที่ ต่างๆ ที่จะนาไปประมวลผลที่ CPU หรือข้อมูลที่รับมาจากอุปกรณ์รับข้อมูล หรือข้อมูลที่จะส่งไปยัง อุปกรณ์แสดงผลจะต้องนามาเก็บไว้ที่หน่วยความจาก่อน เพราะการอ่านข้อมูลสามารถทาไต้อย่าง รวดเร็ว รวดเร็วโดยผ่านทาง DMA (Direct Memory Access) ลักษณะของหน่วยความจามีโครงสร้างคล้ายอาร์เรย์ที่มีขนาดเป็นจานวนคา (Words) หรือ หรือจานวนไบต์ (Bytes) ขนาดใหญ่ แต่ละคาจะมีหมายเลขตาแหน่งอ้างอิง (Address) ที่แน่นอน เมื่อมี เมื่อมี การนาข้อมูลมาเก็บในหน่วยความจา ระบบปฏิบัติการจะทาการกาหนดตาแหน่งที่เก็บข้อมูล แล้วจึง แล้วจึงโหลดข้อมูลเข้าไปในหน่วยความจาเมื่อทาการประมวลผลเสร็จสิ้นแล้วข้อมูลส่วนนั้นจะถูกลบ ออกไป ซึ่งระบบปฏิบัติการมีหน้าที่จัดการหน่วยความจา ดังนี้ - ติดตามการใช้งานหน่วยความจาส่วนต่างๆ ว่าถูกใช้อยู่หรือไม่ และถูกใช้โดยโปรเซสใด - ตัดสินใจว่าน่า (Load) โปรเซสใดเข้าไปยังหน่วยความจาส่วนที่ว่าง - จัดการมอบหมาย (Allocate) และเรียกคืน (Deallocate) หน่วยความจาจากโปรเซส ต่าง ๆตามความจาเป็น
- 4. การจัดการโปรเซส (Process management) การจัดการโปรเซส หมายถึง การจัดการงานที่เราจะทาการประมวลผล ไม่ว่าจะ เป็นการประมวลผลแบบการแบ่งเวลา แบบมัลติโปรแกรมมิ่ง หรืออื่นๆ โดยแต่ละโปรเซสจะมีการ กาหนดการใช้ทรัพยากรที่แน่นอน เช่น เวลาในการใช้ CPU การใช้หน่วยความจา การรับข้อมูล การแสดงผลลัพธ์ และอุปกรณ์อื่นๆ เป็นต้น โดยปกติแล้ว CPU จะทาการประมวลทีละโปรเซส และทีละ 1 คาสั่ง จนจบโปรแกรม แต่บางครั้งอาจมี 2 โปรเซสที่สัมพันธ์กันซึ่งทาให้แยกเป็นการ ประมวลผล 2 ครั้ง ดังนั้นจึงอาจมีการประมวลผลพร้อมๆกันหลายๆ โปรเซส ระบบปฏิบัติการ จะมีหน้าที่ในการจัดการโปรเซส ดังนี้ - การสร้างโปรเซส (Create) และลบโปรเซส (Delete) ของระบบและของผู้ใช้ - การหยุดการทางานชั่วคราวของโปรเซส (Suspend) และทาโปรเซสต่อไป (Resumption) - การจัดเตรียมกลไกสาหรับการซินโครไนซ์โปรเซส (Process Synchronization) -การจัดเตรียมกลไกสาหรับการติดต่อสื่อสารโปรเซส (Interprocess Communication) -การจัดเตรียมกลไกการแก้ไข ( Deadlock)
- 5. การจัดการสื่อจัดเก็บข้อมูล (Secondary Storage Management) เนื่องจากหน่วยความจาหลักในเครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็ก และข้อมูลทั้งหมดจะ จะหายไป เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้ า ดังนั้นจึงจาเป็นต้องมีการจัดเก็บข้อมูลลงไปในสื่อจัดเก็บข้อมูลเซ่น ข้อมูลเซ่นแผ่นดิสก์ ฮาร์ดดิสก์ CD Rom เป็นต้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้สื่อจัดเก็บข้อมูลมาช่วย ช่วยในการสร้างหน่วยความจาเสมือน (Virtual Memory) โดยการจองเนื้อที่ส่วนหนึ่งของสื่อ จัดเก็บข้อมูลไว้เพื่อเก็บข้อมูล ที่ใช้ในการประมวลผล และเมื่อปิดเครื่องก็จะทาการคืนพื้นที่ส่วนนั้น ส่วนนั้น ทาให้เรามีหน่วยความจาในใช้งานเพิ่มขึ้น ซึ่งหน้าที่ของระบบปฏิบัติการเกี่ยวกับสื่อจัดเก็บ จัดเก็บข้อมูล มีดังนี้ - จัดการพื้นที่ส่วนที่ว่าง (Free Space Management) - จัดการจัดตาแหน่งข้อมูลที่กระจัดกระจายให้อยู่รวมกลุ่มกัน เพื่อความรวดเร็วในการ การเรียกใช้ข้อมูล (Storage Allocation) - การจัดแบ่งเวลาในการใช้ดิสก์ (Disk Scheduling)
- 6. การจัดการระบบอินพุต/เอาต์พุต (I/O System Management) ระบบปฏิบัติมีหน้าที่ในการควบคุมการรับข้อมูล และแสดงข้อมูลผ่านทางอุปกรณ์ อุปกรณ์ต่างๆ เช่น เมาส์ คีย์บอร์ด ฮาร์ดดิสก์ เครื่องพิมพ์ เป็นต้น โดยข้อมูลที่ส่งไปยังอุปกรณ์ อุปกรณ์เหล่านี้จะผ่านสายส่ง ข้อมูล ซึ่งมีหลายชนิดตามลักษณะของงานและอุปกรณ์ เช่น พอร์ต (Port) บัส (Bus) และดีไวซ์ไดร์เวอร์ (Device Driver) โดยปกติแล้วคอมพิวเตอร์จะรู้จักอุปกรณ์ทั่วไป ทั่วไป แต่ในกรณีที่มีอุปกรณ์ใหม่ๆ เข้ามา และคอมพิวเตอร์ไม่รู้จักอุปกรณ์นั้น จาเป็นต้อง มีดีไวซ์ไดร์เวอร์ สาหรับอุปกรณ์นั้นๆโดยเฉพาะ เพื่อทาให้คอมพิวเตอร์สามารถใช้อุปกรณ์ นั้นได้ซึ่งหน้าที่ของระบบปฏิบัติการเกี่ยวกับระบบอินพุต/เอ้าต์พุต มีดังนี้ - การจัดการหน่วยความจาที่รวมทั้งบัฟเฟอร์ (Buffering) แคช (Caching) และ สพูลลิ่ง (Spooling) - อินเตอร์เฟตระหว่างโปรแกรมและอุปกรณ์ทั่วๆ ไป (General Device Driver) - ไดร์เวอร์สาหรับอุปกรณ์ที่มีลักษณะเฉพาะ (Device Driver)
- 7. การจัดการไฟล์ข้อมูล (File Management) เป็นการทางานของระบบปฏิบัติการโดยทาหน้าที่ในการโอนถ่ายข้อมูลลงไปจัดเก็บใน ในอุปกรณ์ บันทึกข้อมูล เช่น ฮาร์ดดิสก์ แผ่นดิสก์ เทปแม่เหล็ก เป็นต้น โดยมีอุปกรณ์ที่ทาหน้าที่ หน้าที่เขียนข้อมูล เช่น Disk Drive หรือ CD-Writer เป็นต้น ซึ่งข้อมูลที่บันทึกลงไปจะเก็บไว้เป็น กลุ่มข้อมูลที่เรียกว่า แฟ้ มข้อมูล (File) โดยที่ข้อมูลในแฟ้ มข้อมูลจะมีการจัดเก็บแตกต่างกันไปตาม ตามลักษณะของข้อมูล เช่น เป็นตัวอักษร ตัวเลข เป็นบิต ไบต์ หรือเรคอร์ด ซึ่งหน้าที่ของ ระบบปฏิบัติการเกี่ยวกับการจัดการ แฟ้ มข้อมูล มีดังนี้ - การสร้าง (Creation) และการลบ (Deletion) แฟ้ มข้อมูล - การสร้างและการลบไดเร็กทอรี่ (Directory) - สนับสนุนการจัดการไฟล์ในรูปแบบเดิม ๆ ที่ผ่านมา - สร้างความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของแฟ้ มข้อมูลและอุปกรณ์ที่ใช้จัดเก็บข้อมูลชนิด ชนิดต่างๆ - การจัดเก็บแฟ้ มข้อมูลไว้ในอุปกรณ์บันทึกข้อมูลแบบถาวร
- 8. ระบบเครือข่าย (Networking) ในการเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์หลายๆ เครื่องเข้าด้วยกับระบบปฏิบัติการจะ จะเป็นผู้จัดการในการติดต่อสื่อสารโดยผ่านสายสัญญาณซึ่งหน้าที่ของระบบปฏิบัติการ เกี่ยวกับระบบเครือข่าย - เพิ่มความเร็วในการประมวลผล - จัดการเกี่ยวกับข้อมูลต่างๆ เพื่อให้พร้อมใช้งานอยู่เสมอ - เพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ
- 10. ระบบป้ องกัน (Protection System) ในระบบการทางานที่อนุญาตให้ผู้ใช้งานหลายคนสามารถเข้าถึงข้อมูล และมี โปรเซสหลาย ๆ โปรเซสทางานพร้อมกัน จาเป็นต้องมีระบบป้ องกันที่ดีเพื่อป้ องกันไม่ให้ผู้ที่ ที่ไม่ได้รับอนุญาตแอบเข้า มาใช้ข้อมูล เช่น ระบบธนาคารที่ต้องมีการออนไลน์ทั่วประเทศ จาเป็นต้องมีการป้ องกันบุคคลภายนอกเข้ามาแก้ไขข้อมูล รวมถึงการควบคุมการใช้ทรัพยากร ทรัพยากรในระบบคอมพิวเตอร์เพื่อป้ องกัน ความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นด้วย เนื่ องจากระบบที่มี ระบบที่มีการป้ องกันที่ดีจะเป็นระบบที่มีความน่าเชื่อถือสูง ซึ่งหน้าที่ของระบบปฏิบัติการ เกี่ยวกับระบบป้ องกัน มีดังนี้ - สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างการใช้งานที่ได้รับอนุญาตและการใช้งานที่ งานที่ไม่ได้รับ อนุญาต - สามารถกาหนดวิธีการควบคุมการใช้งานได้
- 11. ระบบตัวแปลคำสั่ง (Command-Interpreter System) ตัวแปลคำสั่งทำหน้ำที่ช่วยในกำรติดต่อระหว่ำงผู้ใช้กับระบบปฏิบัติกำรเพื่อ ทำกำรประมวลผล โปรแกรมของโปรเซสต่ำงๆ ซึ่งระบบปฏิบัติกำรจะมีตัวแปลคำสั่ง อยู่ตัวอย่ำงเช่น เมนู หรือกำรใช้เม้ำส์ในวินโดวส์