オペレーティングシステム：用途、コンポーネント、タイプ、例 - 技術 - 2025

オペレーティングシステムは、異なるハードウェアデバイスにコマンドを発行し、実行している別のアプリケーションに、例えばメインメモリなどのシステムリソースを割り当てるようなコンピュータシステムの動作において主要構成要素、に対処するために考え出されたプログラムです。

すべてのアプリケーションプログラムとユーティリティルーチンを実行するために必要なソフトウェアです。さらに、アプリケーションプログラムとコンピュータハードウェア間の相互作用を改善するためのブリッジとして機能します。

出典：pixabay.com

オペレーティングシステムは、コンピューターが起動して機能するために必要な基本的なプログラムであるシステムソフトウェアで構成されています。すべてのデスクトップ、タブレット、およびスマートフォンには、基本的なデバイス機能を提供するオペレーティングシステムが含まれています。

その主な目的は、コンピュータシステムを快適に使用できるようにすること、およびハードウェアを効率的に活用することです。オペレーティングシステムは、キーボード入力の受信、命令の処理、画面への出力の送信などの基本的なタスクを実行します。

オペレーティングシステムとは何ですか？

主制御装置

オペレーティングシステムは、コンピューターのマスターコントロールとして機能するプログラムです。オンにすると、小さなブートプログラムがそれをロードします。

必要に応じて追加のシステムモジュールを読み込むことができますが、カーネルまたはカーネルと呼ばれる主要部分は常にメモリに常駐します。

コンピューターが最初に導入されたとき、ユーザーはコマンドラインインターフェイスを介してコンピューターと対話しましたが、これにはコマンドの記述が必要でした。現在、ほとんどすべてのコンピューターがGUI（グラフィカルユーザーインターフェイス）オペレーティングシステムを使用しています。

大規模なシステムでは、重要な責任を果たします。彼は交通警官のように振る舞い、同時に実行されている異なるプログラムが互いに干渉しないようにします。

オペレーティングシステムはセキュリティも担当し、権限のないユーザーがシステムにアクセスできないようにします。

ユーザーとハードウェアの仲介

コンピュータシステムでは、ハードウェアはマシンのコードを0と1の形式でしか理解できません。これは一般的なユーザーには意味がありません。

仲介者として機能し、システムに存在するすべてのプロセスとリソースを管理できるシステムが必要です。

オペレーティングシステムは、人とハードウェア間のインターフェイスとして指定できます。すべてのプロセスが実行されること、ファイルとCPUの処理、リソースの割り当て、およびその他の多くのタスクが保証されます。

オペレーティングシステムは主にコンピューターのユーザーインターフェイスとして機能するため、デバイスとのやり取りに重要な役割を果たします。したがって、多くのユーザーは特定のオペレーティングシステムを使用することを好みます。

アプリケーションを実行する

ソフトウェア開発者は、アプリケーションを作成するときに、特定のオペレーティングシステム用にアプリケーションを作成する必要があります。これは、各オペレーティングシステムのハードウェアとの通信方法が異なり、プログラマーが使用する必要のある特定のアプリケーションプログラムインターフェイス（API）があるためです。

多くの一般的なプログラムはクロスプラットフォームであり、複数のオペレーティングシステム用に開発されていますが、一部のプログラムは単一のオペレーティングシステムでのみ使用できます。

プログラムはオペレーティングシステムと通信して、ファイル管理とユーザーインターフェイスに関するすべての操作を実行できます。

ゴール

オペレーティングシステムの目的は、ホストされているデバイスが正しく機能するように、ハードウェアとソフトウェアを制御および整理することです。

-ユーザーからハードウェアリソースの詳細を非表示にします。

-コンピュータシステムを効率的に使用するのに便利にします。

-コンピュータシステムのリソースを管理します。

-コンピュータシステムを使用するための便利なインターフェイスをユーザーに提供します。

-ユーザーとプログラムの間のリソースの効率的かつ公正な交換を提供します。

-誰がどのリソースを使用しているかを追跡し、リソースリクエストを承認し、さまざまなプログラムやユーザーからの競合するリクエストに介入します。

オペレーティングシステムのコンポーネント

Windows、Linux、iOS

コンピュータシステムのさまざまな部分が連携して動作するためのすべてのコンポーネントが存在します。

芯

コンピュータのすべてのハードウェアデバイスを制御する最も基本的なレベルの1つを提供します。カーネルは、オペレーティングシステムの中心的なコンポーネントです。最初にロードされ、メインメモリに残ります。

プログラムのRAMメモリのアクセスを管理し、リソースにアクセスできるプログラムを確立します。CPUの動作状態を実装し、常に最適な動作を実現します。

プロセス実行モジュール

オペレーティングシステムは、アプリケーションプログラムとハードウェア間のインターフェイスを提供します。これにより、アプリケーションプログラムは、オペレーティングシステムで構成された原理と手順に従うだけでハードウェアに接続できます。

割り込みモジュール

割り込みは、オペレーティングシステムがその環境に応答するための信頼できる方法を提供するため、不可欠です。

割り込みは、コンピューターに接続されたデバイスからの信号、またはコンピューター内のプログラムからの信号であり、オペレーティングシステムが次に何をするかを正確に決定する必要があります。

割り込みを受信すると、コンピューターは実行中のプログラムを保留し、その状態を保存し、割り込みに関連付けられているオペレーティングシステムコードを実行します。

メモリ管理モジュール

彼はメモリ管理のすべての側面を担当しています。これは、プログラムが別のプログラムによって使用されているメモリと競合しないことを保証します。

マルチタスクモジュール

同じコンピューター上の複数の独立したプログラムの操作について説明します。オペレーティングシステムには、これらのプログラムの場所を確認し、情報を失うことなくプログラムを移動する機能があります。

これはタイムシェアリングを使用して行われ、各プログラムはコンピュータの時間の一部を使用して実行されます。

セキュリティモジュール

コンピュータが複数のプロセスの同時操作を許可する場合、これらのプロセスはそれぞれのアクティビティを保証する必要があります。

オペレーティングシステムは、処理を許可する必要のある要求と処理してはならない要求を区別できる必要があります。

ユーザーインターフェースモジュール

この統一は、人間のコミュニケーションを実現するために不可欠です。オペレーティングシステムサービスを確認および要求し、入力デバイスから情報を取得し、ステータスメッセージなどを出力デバイスに表示するためにオペレーティングシステムサービスに要求します。

データ管理モジュール

保存時にデータを追跡します。プログラムは、ファイル名とその特定の場所を通じてデータを管理します。このドライブは、データが物理的にハードドライブに保存されている場所を認識しています。

アプリケーションとオペレーティングシステム間の対話は、プログラミングインターフェイスを介して行われます。プログラムが情報を保存または取得する必要がある場合、このユニットを呼び出します。このユニットは、ファイルのオープン、読み取り、書き込み、およびクローズを担当します。

オペレーティングシステムの種類

リアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）

それらは産業システム、科学機器、および機械を制御するために使用されます。このタイプのオペレーティングシステムは、出荷時に密閉ボックスであるため、ユーザーインターフェイス機能はほとんどありません。

このタイプのシステムは主に、特定の操作が発生するたびにまったく同じ時間に特定の操作が実行されるようにコンピューターリソースを管理するために使用されます。

1人のユーザー、1つのタスク

このタイプのシステムは、1人が同時に1つのジョブしか実行できないようにコンピューター機器を操作します。

Palmシステムはこのタイプに属し、そのブランドのハンドヘルドコンピュータに使用されます。

1人のユーザー、マルチタスク

現在デスクトップコンピュータで使用されているものです。Windowsは、複数のアプリケーションを同時に実行できるオペレーティングシステムです。

つまり、電子メールメッセージが印刷され、インターネットからファイルがダウンロードされている間に、ワードプロセッサでテキストを入力している可能性があります。

マルチユーザー

このタイプのシステムでは、数人が同時にコンピューターのリソースを使用できます。

オペレーティングシステムは、ユーザーの要件にバランスがあり、ユーザーが使用している各プログラムに個別に十分なリソースがあることを確認して、1人のユーザーに問題が発生しても他のユーザーに影響を与えないようにする必要があります。

マクロコンピュータで使用されるUnixおよびVMSオペレーティングシステムは、このタイプのオペレーティングシステムの一部です。

特徴

ユーザーインターフェース

現在すべてがグラフィックスに基づいており、ユーザーインターフェイスにはウィンドウ、メニュー、ユーザーとコンピューター間の対話方法が含まれています。

グラフィカルユーザーインターフェイス（GUI）が存在する前は、すべての操作はコマンドを使用して実行されていました。オペレーティングシステムは、オプションのインターフェイスをサポートできます。

ジョブ管理

ジョブ管理は、アプリケーションが実行される時間と順序の両方を制御します。

IBMのジョブ制御言語は、ハイエンドのマクロコンピューターおよびサーバー環境で一般的です。それは毎日の仕事をスケジュールするために開発されました。

Unix / Linuxサーバーでは、日中の特定の時間に小さなプログラムを実行するのが一般的です。

デスクトップ環境では、バッチファイルを書き込んで一連の操作を実行でき、いつでも開始するようにスケジュールできます。

タスク管理

マクロコンピュータとサーバー環境では、この管理は重要です。アプリケーションは、その目的に応じて、より速くまたはより遅く実行するように優先順位を付けることができます。

デスクトップコンピューターでは、通常、マルチタスクはタスクの変更であり、ユーザーがアプリケーション間を行き来できるようにアプリケーションを開いたままにします。

デバイスの取り扱い

デバイスは、周辺機器独自のコードの命令を使用して、オペレーティングシステムによって管理できます。

周辺機器との通信に使用されるソフトウェアは、ドライバーと呼ばれます。コンピューターに接続されている各デバイスには、特定のドライバーが必要です。

安全保障

オペレーティングシステムは、権限のないユーザーがシステムにアクセスできないようにするパスワード保護を提供します。

アクティビティログは保持され、請求目的で時間のカウントを提供できます。

また、システム障害が発生した場合に最初からやり直すためのバックアップおよびリカバリルーチンを提供することもできます。

最も使用されているオペレーティングシステム

ウィンドウズ

これは、パーソナルコンピュータで最も広く使用されているオペレーティングシステムです。各バージョンには、ユーザーがファイルやフォルダを表示できるグラフィカルユーザーインターフェイスが含まれています。

Microsoftは1984年にバージョン1.0でそれを導入しました。エンドユーザー向けの最新バージョンはWindows 10です。

以前のバージョンのWindowsには、Windows 3.1、Windows 95、Windows 98、Windows Me、Windows XP、Windows Vista、Windows 7、およびWindows 8が含まれます。

Windows NT 3.1と呼ばれる最初のビジネス指向バージョンのWindowsは、1993年にリリースされました。

Windowsは、IntelやAMDプロセッサなどの任意のx86シリーズコンピュータで実行できます。このため、ほとんどのコンピュータブランドにインストールできます。

OS X

このオペレーティングシステムは、アップルがMacintoshコンピュータ用に設計したものです。2001年にMacの標準オペレーティングシステムとしてMac OS 9に取って代わりました。

Unixに基づいており、同じカーネルを使用します。このカーネルは、OS Xに優れたマルチプロセッシング機能とメモリ管理を提供します。

OS XデスクトップインターフェイスはFinderと呼ばれ、画面上部の固定メニューバーなど、いくつかの標準機能が含まれています。

このオペレーティングシステムには、Macプログラムを作成するときに使用できる関数の大規模なライブラリも含まれています。

Linux

これは、Linus Torvaldsによって作成されたUnixライクなオペレーティングシステムです。Linuxの作業バージョンの構築が完了すると、自由に配布され、人気を博しました。現在、Linuxは世界中の何百万人もの人々によって使用されています。

このオペレーティングシステムは高度にカスタマイズ可能です。プログラマはソースコードを変更して、独自のバージョンのLinuxオペレーティングシステムを作成することもできます。

Linuxは多くの場合、Webホスティングサーバーにインストールされます。これは、このシステムに基づくサーバーは、Windowsに基づくサーバーよりも構成と維持に費用がかからないためです。

Linuxは、Intel、PowerPC、DEC Alpha、Sun Sparc、Motorolaなどのさまざまなハードウェアプラットフォームとも互換性があります。

アンドロイド

Linuxをベースにした無料のプラットフォームです。当初はGoogleによって開発され、モバイルプラットフォーム向けに2007年にリリースされました。

これは、AppleのiPhoneで使用されているオペレーティングシステムであるApple iOSの強力なライバルです。

アタリ

アタリはアーケードゲーム制作会社です。この会社は、コンソール用にさまざまなオペレーティングシステムを開発しています。

-GEMDOS

-BIOS

-XBIOS

-オペレーティングシステム（TOS）

-MultiTOS

-FreeMiNT

BlackBerry OS

以前はResearch In Motion Limitedとして知られていたBlackberryは、ハードウェアとソフトウェアを製造するカナダを拠点とする会社です。モバイルデバイスで使用されるオペレーティングシステムは、Javaテクノロジに基づくBlackBerry OSです。

Androidオペレーティングシステムとは異なり、BlackBerry OSはクローズドソースシステムであるため、会社のデバイスでのみ使用できます。

JavaOS

Javaオペレーティングシステムはオープンソースであるため、会社が製造したデバイスだけでなく、さまざまなデバイスで使用できます。

また、マルチプラットフォームシステムであるため、他のオペレーティングシステム（Windows、Linuxなど）と互換性があります。

FreeBSD

FreeBSDオペレーティングシステムは、Unixによって開発されたシステムに基づく無料のソースシステムであり、GNU / Linuxオペレーティングシステムと、それによって開発されたアプリケーションと互換性があります。

このオペレーティングシステムは、Yahoo！Nintedoのコンソール用です。

参考文献

1. あなたの辞書（2019）。オペレーティング・システム。取得元：yourdictionary.com。
2. Christensson（2012）。ウィンドウズ。技術規約。techterms.comから取得。
3. Christensson（2014）。OS X.技術規約。techterms.comから取得。
4. カート・フランクリン&デイブ・クースタン（2019）。オペレーティングシステムの種類。スタッフの仕組み。取得元：computer.howstuffworks.com。
5. クリステンソン（2010）。Linux。技術規約。techterms.comから取得。
6. クリステンソン（2016）。オペレーティング・システム。技術規約。techterms.comから取得。
7. チュートリアルポイント（2019）。コンピューター-オペレーティングシステム。取得元：tutorialspoint.com。
8. ジョセフHフォルカー（2018）。オペレーティングシステムのコンポーネント。Earths Lab。以下から取得：earthslab.com。