オペレーティングシステムとは
オペレーティングシステムとは、コンピュータシステムを動かすに当たって基本的なソフトウェアです。
代表的なオペレーティングシステムとして、WindowsやmacOSなどが挙げられます。一般的なコンピュータは、出力装置、入力装置、記憶装置、制御装置、演算装置で構成されています。
これら5つの装置に対して、アクセスするためのプログラムをアプリケーションソフトウェア毎に用意するのは非効率的です。そのため、オペレーティングシステムでは、それらのハードウェアとのアクセスを一元的に行い、アプリケーションソフトウェアやユーザとの仲介をしています。
オペレーティングシステムの使用用途
オペレーティングシステムは、CPUが使われている電子機器のほとんどに基本ソフトウェアとして使われています。コンピュータを動かすためにハードウェアとソフトウェアを管理し、ユーザに利用しやすくするための基本操作に関わる部分を担うシステムソフトウェアです。
アプリケーションを動かすような電子機器には、オペレーティングシステムが使われています。オフィスや家庭で使われているパソコンや工場で生産ラインの制御に使われているファクトリーコンピュータ、スマートフォンにも使われています。また、クラウドコンピュータを支えるサーバにも、基本ソフトウェアとして使われる場合が多いです。
オペレーティングシステムには、オフィスや家庭で使われるWindowsやmacOS、サーバで使われているUNIX、Linux、スマホに用いられるiOSやAndroid、組込み系で用いられるVxWorksやiTronなどがあります。
オペレーティングシステムの原理
オペレーティングシステムは抽象化を行うことにより、アプリケーションソフトウェアおよびユーザとハードウェアを仲介しています。抽象化を行うことにより、多様なハードウェアの違いを意識することなくユーザが操作可能です。
また、アプリケーションソフトウェアを変更せず、アクセスすることができます。ハードウェア提供者もオペレーティングシステムが規定しているルールに沿ったデバイスドライバを提供することで、多くのアプリケーションを変更せずに利用可能となります
なお、オペレーティングシステムは、コンピュータの主要なリソースを以下の様に抽象化しています。
- CPU:スレッドやプロセス
- メモリ:アドレス空間
- 外部記憶装置:ファイルシステム
- ネットワーク:ソケット
オペレーティングシステムの種類
オペレーティングシステムには様々な種類があり、分野毎にそれぞれ利用されています。
1. デスクトップ
WindowsやmacOSが主に利用されています。人間が操作しますのでユーザインターフェースの使いやすさを重点に開発されています。
2. サーバ
多数のスレッドやプロセスを効率よく処理できるようになっています。
3. モバイル
iOSやAndroidが主流です。モバイル利用に特化したユーザインターフェースや通信に特徴があります。
4. リアルタイムOS
一定の時間内に応答することを優先して開発されたオペレーティングシステムです。主に産業用のコンピュータシステムで利用されています。
オペレーティングシステムのその他情報
オペレーティングシステムの主な機能
入出力制御
入出力制御は、コンピュータの周辺機器デバイスとの接続です。コンピュータには、キーボードやマウス、プリンタ、ディスプレイ、外付けハードディスクなど様々な周辺機器が接続されます。キーボードやマウスから入力してディスプレイに出力して表示したり、外付けハードディスクに書き込んだりする作業を制御しています。
タスク管理
コンピュータ上のアプリケーション実行やキーボードやマウスからの入力処理など、複数の処理を並列して行う場合の順番を決め、処理に必要なメモリやCPUへの割り当て行う作業を行います。
ファイル管理
記憶装置に格納したデータを管理し、ユーザやアプリケーションにアクセス手段を提供します。
参考文献
https://tech-camp.in/note/pickup/1013/
https://www.geekly.co.jp/column/cat-technology/1910_023/