Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
เรื่องระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ - Coggle Diagram
เรื่องระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์
ระบบปฏิบัติการ คืออะไร ?
(What is Operating System ?)
Operating System (OS) หรือระบบปฏิบัติการ เป็น โปรแกรมที่ถูกโหลดเข้าสู่อุปกรณ์เครื่องนั้น ๆ โดยโปรแกรมบูท ที่มีหน้าที่จัดการ แอปพลิเคชัน (Application) ต่าง ๆ ภายในอุปกรณ์เครื่องนั้น ๆ อีกทีหนึ่ง
โดยแอปพลิเคชัน ก็จะอาศัยระบบปฏิบัติการในการร้องขอบริการ (Service) ต่าง ๆ ที่จำเป็นในการทำงานผ่าน API (Application Programming Interface) โดย API นี้ จะมีหน้าที่สื่อสารระหว่างระบบด้วยกัน หรือในอีกทางหนึ่งก็คือ ผู้ใช้จะสามารถเรียกใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ กับระบบปฏิบัติการได้ผ่าน หน้าจอผู้ใช้งาน หรือ หน้าจอที่ติดต่อกับผู้ใช้งาน (User Interface) เช่นในรูปแบบของ หน้าจอที่รองรับการพิมพ์คำสั่ง (Command-line Interface - CLI) หรือ หน้าจอแบบกราฟิก (Graphical User Interface - GUI) ก็ได้
ทำไมถึงต้องใช้ระบบปฏิบัติการ ?
(Why do we need to use an Operating System ?)
ระบบปฏิบัติการ นั้น นำมาซึ่งประโยชน์ต่าง ๆ มากมายให้กับผู้ใช้งานซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ และการพัฒนาซอฟต์แวร์ หากปราศจากระบบปฏิบัติการแล้ว แอปพลิเคชันทุกแอปก็จะต้องมี UI (User Interface) เป็นของตัวเองหมด และจะต้องออกแบบให้สามารถรองรับฟังก์ชันเบื้องต้นอื่น ๆ ให้ครอบคลุมได้ทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับการรันแอป ไม่ว่าจะเป็นพื้นที่จัดเก็บ, อินเตอร์เฟซเน็ตเวิร์ก, ฯลฯ ซึ่งนั่นจะทำให้ขนาดของแอปพลิเคชันทุกแอปใหญ่ขึ้นไปอีก
ประเภทของระบบปฏิบัติการ
(Types of Operation System)
General-Purpose Operating System
ระบบปฏิบัติการสำหรับการใช้งานทั่วไป (General-Purpose Operating System) ที่สามารถรันแอปพลิเคชันบนฮาร์ดแวร์ที่แตกต่างกันได้อย่างหลากหลาย และทำให้ผู้ใช้สามารถรันแอปพลิเคชันมากกว่า 1 แอป ได้อย่างต่อเนื่องและลื่นไหล ซึ่งระบบปฏิบัติการที่ว่า สามารถนำไปติดตั้งได้ทั้งบนคอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ และแล็ปท็อปหลากรุ่น หลายรูปแบบ และรันแอปพลิเคชันได้ตั้งแต่การทำบัญชี, การจัดการฐานข้อมูล, ท่องเว็บผ่านเบราว์เซอร์ ไปจนถึงการเล่นเกม
Mobile Operating System
ระบบปฏิบัติการบนมือถือ (Mobile Operating System) ถูกออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะตัวตามแบบของโทรศัพท์มือถือที่ต้องถูกพกพาติดตัวตลอดเวลา และถูกใช้เป็นอุปกรณ์ตัวกลางในการติดต่อสื่อสาร เช่น สมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เคลื่อนที่เหล่านี้มักจะมีทรัพยากรจำกัดในการประมวลผลเมื่อเทียบกับเครื่องคอมพิวเตอร์ทั่วไป
Embedded Operating System
ระบบปฏิบัติการที่ถูกออกแบบมาให้ใช้กับการทำงานแบบเฉพาะจุด หรือเฉพาะทาง (Embedded Operating System) เพราะใช่ว่าระบบประมวลผลทั่วไปจะสามารถใช้ได้กับทุกเครื่องทุกสถานการณ์ บางอุปกรณ์ หรือบางสถานที่ ก็มีความจำเป็นต้องใช้การทำงานในรูปแบบที่เฉพาะตัวที่สถานที่ทั่ว ๆ ไปไม่จำเป็นต้องใช้กัน เช่น เครื่องกดเงินอัตโนมัติ (ATM), ระบบบังคับการเครื่องบิน, เครื่องคิดเงินสำหรับพนักงานตามห้างร้าน (POS), ฯลฯ ซึ่งเครื่องเหล่านี้ ก็ทำงานเหมือนกับคอมพิวเตอร์ที่ต้องมีระบบปฏิบัติการอยู่ภายใน แต่ต่างกันตรงจุดประสงค์ในการใช้งาน
Network Operating System
ระบบปฏิบัติการเน็ตเวิร์ก หรือ เครือข่าย (Network Operating System) หรือตัวย่อคือ "NOS" เป็นระบบปฏิบัติการในอีกรูปแบบหนึ่งที่ทำหน้าที่สื่อสารระหว่างอุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่าย (Network) โดย NOS จะทำหน้าที่สแตคการสื่อสารที่จำเป็นต่อการสร้างโปรโตคอลเน็ตเวิร์ก, แลกเปลี่ยน และจำแนกแพ็กเก็ตเน็ตเวิร์ก
Real-time Operating
System
เมื่ออุปกรณ์ที่ใช้ประมวลผลต้องโต้ตอบกับโลกจริง ในกรอบเวลาที่จำกัด และต้องทำซ้ำ ๆ ให้ได้ด้วย ซึ่งผู้ผลิตอุปกรณ์อาจปรับแต่งให้ใช้งาน ระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์ (Real-time Operating System) หรือ RTOS ยกตัวอย่างเช่น ระบบควบคุมในอุตสาหกรรมที่ต้องส่งต่อการปฏิบัติการให้กับโรงงานสาขาหรือโรงผลิตไฟฟ้า บรรดาสิ่งอำนวยความสะดวกก็จะทำสัญญาญขึ้นมาจากเซนเซอร์ที่มีอยู่เป็นจำนวนมาก แล้วส่งสัญญาณเหล่านี้ต่อไปยังวาล์ว, ตัวกระตุ้น, มอเตอร์, และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องอีกนับไม่ถ้วน
ส่วนประกอบของระบบปฏิบัติการ
(Components of Operating System)
Kernel
Kernel ในระบบปฏิบัติการจะมีระดับการควบคุมพื้นฐานอยู่เหนืออุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่น ๆ (External Devices) ซึ่ง Kernel ถือเป็นองค์ประกอบสำคัญในทุกระบบปฏิบัติการ ที่ต้องทำการโหลดและคงไว้ในหน่วยความจำหลัก เพื่อให้แอปพลิเคชันต่าง ๆ สามารถเข้าถึงและจัดการหน่วยความจำได้ภายใน หน่วยความจำ RAM และสร้างโปรแกรมเพื่อเข้าถึงทรัพยากรฮาร์ดแวร์ พร้อมทั้งจัดการรีเซ็ตสถานะการทำงานให้กับ หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในการใช้งานแต่ละครั้ง
Process Execution
ตัวระบบปฏิบัติการ จะมีอินเตอร์เฟซไว้แสดงผลระหว่างฮาร์ดแวร์ด้วยกัน เฉกเช่นเดียวกันกับแอปพลิเคชัน เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ตามขั้นตอนและหลักการที่ถูกตั้งค่าไว้ใน OS โดยกระบวนการการทำงานของโปรแกรม ประกอบไปด้วยโปรเซสขึ้นพื้นฐานที่ถูกสร้างโดยเคอร์เนลของ OS ซึ่งจะใช้พื้นที่หน่วยความจำและทรัพยากรอื่น ๆ ในรูปแบบที่หลากหลาย
Interrupt
การ Disruption หรือการแทรกแซงในระบบปฏิบัติการถือเป็นสิ่งสำคัญ เพราะเป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้ภายใน OS มีไว้สำหรับการติดต่อสื่อสารและโต้ตอบกันภายใน OS โดย Disruption เป็นสัญญาณของอะไรบางอย่างที่อยู่ระหว่างอุปกรณ์และระบบคอมพิวเตอร์ หรือในอีกแง่หนึ่งก็คือ เป็นตัวที่ทำให้เราช่วย OS ตัดสินใจได้ว่าจะตัดโปรแกรมไหนทิ้งไปและจะต้องไปทำอะไรต่อ
เมื่อไหร่ก็ตามที่ได้รับสัญญาณการถูกแทรกแซง ฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์จะทำการย้อนกลับไปยังโปรแกรมใด ๆ ก็ตามที่กำลังทำงานอยู่ จัดการคงสถานะเอาไว้ และรันโปรแกรมที่ถูกเชื่อมต่อก่อนหน้าเข้ากับการ Interupt ในครั้งนั้น ๆ อีกครั้ง
Multitasking
คำ ๆ นี้หมายถึงฟังก์ชันในโปรแกรมอิสระหลาย ๆ โปรแกรมที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวกัน เป็นการทำให้ตัวจัดการมัลติทาส์กกิ้ง (Multitasking) สามารถปฏิบัติการบนเครื่องคอมพิวเตอร์ได้มากกว่าหนึ่งเครื่องในเวลาเดียวกันบน OS รวมทั้งคอมพิวเตอร์หลายเครื่อง ก็สามารถทำงานได้มากกว่าหนึ่งอย่างในเวลาเดียวกันด้วย ดังนั้น การมีระบบมัลติทาส์กกิ้ง ก็จะช่วยให้งานสามารถเสร็จพร้อมกันได้โดยการแชร์เวลาทำงานระหว่างกัน โดยทุกโปรแกรมจะทำงานโดยใช้เวลาของคอมพิวเตอร์เป็นหลัก