บทที่ 5 ระบบปฏิบัติการและ

บทที่ 5 ระบบปฏิบัติการและหลักการทำงานเบื้องต้น 

 

      ซอฟต์แวร์ชนิดหนึ่งที่ทำหน้าที่จัดการและควบคุมโปรแกรมรวมถึงการติดต่อประสานงานกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้สามารถปฏิบัติงานได้ตามที่ผู้ใช้ต้องการบางครั้งเรียกว่า แพลตฟอร์ม (platform)

 

ระบบปฏิบัติการคืออะไร 

 

โปรแกรมประยุกต์กับการข้ามแพลตฟอร์ม 

 

กลุ่มคำสั่งที่บรรจุอยู่ในส่วนของหน่วยความจำ ROM

ตัวโปรแกรมคำสั่งที่เก็บไว้จะอยู่ได้อย่างถาวร

-ปัจจุบันอุปกรณ์ที่ใช้เก็บโปรแกรมไบออสจะเป็นวงจร

หน่วยความจำแบบ Flash ROM ที่สามารถแก้ไข โปรแกรมได้ (แต่ไม่บ่อยนัก)

-ไบออส (BIOS - Basic Input Output System) 

เริ่มต้นการทำงานของคอมพิวเตอร์ (Boot Up) 

 

การบู๊ตเครื่อง คือ ขั้นตอนที่คอมพิวเตอร์เริ่มทำการโหลด

ระบบปฏิบัติการเข้าไปไว้ในหน่วยความจำ RAM สามารถแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะด้วยกันคือ

          - โคลบู๊ต (Cold boot)

 

          - วอร์มบู๊ต (Warm boot)

 

 

ประเภทของการบู๊ตเครื่อง 

 

การบู๊ตเครื่องที่อาศัยการทำงานของฮาร์ดแวร์

กดปุ่มเปิดเครื่อง (Power On) เพื่อเข้าสู่กระบวนการทำงานโดยทันที

ปุ่มเปิดเครื่องเป็นเหมือนสวิตช์ปิดเปิดการทำงานโดยรวมของคอมพิวเตอร์เหมือนกับสวิตช์ของอุปกรณ์ไฟฟ้าทั่วไป

 

 

 

โคลบู๊ต (Cold boot) 

 

การบู๊ตเครื่องเพื่อให้เกิดกระบวนการบู๊ตใหม่หรือที่เรียกว่าการรีสตาร์ทเครื่อง (restart) สามารถทำได้สามวิธีคือ

กดปุ่ม Reset บนตัวเครื่อง

กดปุ่ม Ctrl+alt+delete จากแป้นพิมพ์ แล้วเลือกคำสั่ง restart

สั่งรีสตารท์เครื่องได้จากเมนูบนระบบปฏิบัติการ

 

วอร์มบู๊ต (Warm boot) 

คือ ส่วนการทำงานของโปรแกรมที่ติดต่อหรือเป็นตัวกลางระหว่างผู้ใช้งานและคอมพิวเตอร์ให้ทำงานได้ตามที่ต้องการ

แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทดังนี้

-ประเภทคอมมานด์ไลน์ (Command Line)

-ประเภทกราฟิก (GUI - Graphical User Interface)

 

ส่วนประสานงานกับผู้ใช้ (User Interface) 

 

อนุญาติให้ป้อนรูปแบบคำสั่งที่เป็นตัวหนังสือ (text) สั่งการลงไปทีละบรรทัดคำสั่ง

เรียกว่า คอมมานไลด์ (command line)

 ประเภทคอมมานด์ไลน์ (Command Line) 

นำเอารูปภาพมาปรับใช้สั่งงานแทนตัวอักษร เช่น ในระบบปฏิบัติการ Windows

ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องจดจำรูปแบบคำสั่งเพื่อใช้งานให้ยุ่งยาก

เหมือนกับแบบคอมมานด์ไลน์

 

เพียงแค่เลือกรายการคำสั่งภาพที่ปรากฏบนจอนั้นผ่านอุปกรณ์ต่างๆ เช่น เมาส์หรือคีย์บอร์ด

 

 

ประเภทกราฟิก (GUI - Graphical User Interface) 

เคอร์เนลและเชลล์

ไฟล์ (files)

          - หน่วยในการเก็บข้อมูลในคอมพิวเตอร์ ซึ่งอาจจะเก็บอยู่ในสื่อเก็บบันทึกข้อมูลต่างๆ เช่น ฟล็อปปี้ดิสก์, ฮาร์ดดิสก์หรือซีดีรอม เป็นต้น  - ประกอบด้วยส่วนย่อย 2 ส่วนด้วยกันคือ ชื่อไฟล์ (naming files) และส่วนขยาย (extentions)

การจัดการกับไฟล์ (file management) 

 

ตัวอย่างไฟล์ 

 

โครงสร้างแบบต้นไม้ (treelike structure) 

 

เมื่อต้องการเก็บข้อมูลจะแยกโครงสร้างออกเป็นส่วนๆเหมือนกิ่งก้านสาขาของต้นไม้เรียกว่า โฟลเดอร์ (folder) แบ่งออกเป็น 2 ส่วนย่อยคือ

 ไดเร็คทอรี (Directory)

 ซับไดเร็คทอรี (Subdirectory)

 

ลำดับโครงสร้างไฟล์ (Hierarchical File System) 

 

 โครงสร้างแบบต้นไม้ในระบบปฎิบัติการ 

 

ไดเร็คทอรี (Directory)

- โฟลเดอร์หลักสำหรับจัดเก็บหมวดหมู่ไฟล์ขั้นสูงสุดในระบบ บางครั้งอาจเรียกว่า root directory

 

ซับไดเร็คทอรี (Subdirectory)

- โฟลเดอร์ย่อยที่ถูกแบ่งและจัดเก็บไว้ออกมาอีกชั้นหนึ่ง

 

 

ลำดับโครงสร้างไฟล์ (Hierarchical File System) 

 ใช้วิธีที่เรียกว่า หน่วยความจำเสมือน (VM- virtual memory) กรณีที่มีการประมวลผลกับข้อมูลปริมาณมากหรือหลายโปรแกรมพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการจะเก็บข้อมูลทั้งหมดของโปรแกรมที่ทำงานอยู่ขณะนั้นเอาไว้เป็นไฟล์ในฮาร์ดดิสก์ (เรียกว่า swap file) โดยแบ่งเนื้อที่เหล่านั้นออกเป็นส่วนๆเรียกว่า เพจ (page) ซึ่งมีการกำหนดขนาดไว้แน่นอน

 

 

การจัดการหน่วยความจำ (memory management) 

swapping 

ใช้ บัฟเฟอร์ (buffer) เพื่อเป็นที่พักรอของข้อมูลที่อ่านเข้ามา เช่น การทำ spolling ในการจัดการงานพิมพ์

เรียกใช้ดีไวซ์ไดรเวอร์ (device driver) เพื่อควบคุมอุปกรณ์ชนิดนั้นๆโดยเฉพาะ

 

การจัดการอุปกรณ์นำเข้าและแสดงผลข้อมูล 

-(I/O device management)

-Spooling 

แบ่งเวลาของซีพียูเพื่อประมวลผลในการทำงานแบบ multi-tasking

ทำให้ซีพียูตัวเดียว สามารถใช้ได้หลายๆคน หรือ multi-user ที่พบเห็นในระบบเครือข่าย

ทำหน้าที่เป็นตัวประสานการทำงานของซีพียูที่มากกว่าหนึ่งตัวให้ทำงานด้วยกันได้ในระบบ multi-processing

 

การจัดการกับหน่วยประมวลผลกลาง(CPU Management) 

ตรวจสอบสิทธิการเข้าใช้เครื่อง ว่าจะอนุญาตให้บุคคลนั้นใช้งานกับโปรแกรมหรือข้อมูลในตัวเครื่องนั้นได้หรือไม่

 -การรักษาความปลอดภัยของระบบ

 

-วัดประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ เช่น วัดค่าเวลาที่ซีพียูทำงาน

การตรวจสอบเวลาของซีพียูที่ถูกปล่อยว่างในการทำงาน