หน่วยที่ 3 ระบบปฏิบัติการ
ระบบปฏิบัติการ (operating system) หรือ โอเอส (OS) เป็นซอฟต์แวร์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ประยุกต์ทั่วไป บางครั้งเราอาจะเห็นระบบปฏิบัติการเป็นเฟิร์มแวร์ก็ได้ ระบบปฏิบัติการช่วยให้ตัวซอฟต์แวร์ประยุกต์ ไม่ต้องจัดการเรื่องเหล่านั้นด้วยตนเอง เพียงแค่เรียกใช้บริการจากระบบปฏิบัติการก็พอ ทำให้พัฒนาซอฟต์แวร์ประยุกต์ได้ง่ายขึ้น
ระบบปฏิบัติการถูกสร้างขึ้นมาด้วยวัตถุประสงค์หลักคือ อำนวยความสะดวกแก่ผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ ในลักษณะที่ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องทราบกลไกการทำงานหรือฮาร์ดแวร์ของระบบ จึงสามารถแบ่ง หน้าที่หลักของระบบปฏิบัติการได้ดังนี้
ติดต่อกับผู้ใช้ (user interface) ผู้ใช้สามารถติดต่อหรือควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ผ่านทางระบบปฏิบัติการได้ โดยระบบปฏิบัติการจะเครื่องหมายพร้อมต์ (prompt) ออกทางจอภาพเพื่อรอรับคำสั่งจากผู้ใช้โดยตรง ตัวระบบปฏิบัติการจึงเป็นตัวกลางที่ทำหน้าที่เชื่อมโยงระหว่างผู้ใช้กับฮาร์ดแวร์ของเครื่อง นอกจากนี้ผู้ใช้อาจเขียนโปรแกรมเพื่อใช้งานกรณีนี้ผู้ใช้ก็สามารถติดต่อกับระบบปฏิบัติการได้โดยผ่านทาง System Call
ควบคุมการทำงานของโปรแกรม และอุปกรณ์รับ/แสดงผลข้อมูล (input/output device) ตลอดจนการให้ความสะดวกแก่ผู้ใช้ในการใช้งานอุปกรณ์ต่างๆ ได้ง่าย เช่น การเข้าถึงข้อมูลในแฟ้มหรือติดต่อกับอุปกรณ์รับ/แสดงผลข้อมูล จึงทำให้ผู้พัฒนาโปรแกรมไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมเพื่อควบคุมตัวขับดิสก์เพราะระบบปฏิบัติการจัดบริการให้มีคำสั่งสำหรับติดต่อกับอุปกรณ์เหล่านี้ได้อย่างง่ายๆเนื่องจากผู้ใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ผ่านทางระบบปฏิบัติการ อาจไม่มีความจำเป็นต้องมีความรู้ความเข้าใจถึงหลักการทำงานภายในของเครื่อง
ดังนั้น ระบบปฏิบัติการจึงมีหน้าที่ควบคุมการทำงานของโปรแกรม การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อให้การทำงานของระบบเป็นไปอย่างถูกต้องและสอดคล้องกัน ระบบปฏิบัติการจึงมีส่วนประกอบของหน้าที่ต่างๆ ที่ควบคุมอุปกรณ์แต่ละชนิดที่มีหน้าที่แตกต่างกันไป โดยผู้ใช้อาจเรียกใช้ผ่านทาง System Call หรือเขียนโปรแกรมขึ้นมาควบคุมอุปกรณ์เหล่านั้นได้เอง
จัดสรรให้ใช้ทรัพยากรระบบร่วมกัน (shared resources)ซึ่งทรัพยากรหลักที่ต้องมีการจัดสรร ได้แก่ หน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจำหลัก อุปกรณ์รับ/แสดงผลข้อมูลและแฟ้มข้อมูล เช่น การจัดลำดับให้บริการใช้เครื่องพิมพ์การสับหลีกงานหลายงานในหน่วยความจำหลักและการจัดสรรหน่วยความจำหลักให้กับโปรแกรมทั้งหลาย ทรัพยากร คือสิ่งที่ซึ่งถูกใช้ไปเพื่อให้โปรแกรมดำเนินไป ซึ่งเหตุที่ต้องมีการจัดสรรทรัพยากรก็เพราะทรัพยากรของระบบมีขีดจำกัด เช่นซีพียูในระบบมีอยู่เพียงตัวเดียว แต่ทำงานในระบบมัลติโปรแกรมมิ่งมีการทำงานหลายโปรแกรม จึงจะต้องมีการจัดสรรซีพียูให้ทุกโปรแกรมอย่างเหมาะสมทรัพยากรมีอยู่หลายประเภท แต่ละโปรเซสหรือโปรแกรมมีความต้องการใช้ทรัพยากรเพียง อย่างเดียว หรือหลายอย่างพร้อมกัน ระบบปฏิบัติการจึงต้องจัดเตรียมทรัพยากรต่างๆ ตามความต้องการของโปรแกรม
1. ระบบปฏิบัติการ DOS (Disk Operating System)
ระบบ DOS เป็นระบบปฏิบัติการที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท IBM เพื่อให้เป็ระบบปฏิบัติการ สําหรับเครื่องพีซี ซึ่งตัวโปรแกรม DOS จะถูก Load หรืออ่านจากแผ่นดิสก์เข้าไปเก็บไว้ในหน่วย ความจําก่อน จากนั้น DOS จะไปทําหน้าที่เป็น ผู้ประสานงานต่าง ๆ ระหว่างผู้ใช้กับอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์ทั้งหลายโดยอัตโนมัติ โดยที่ DOS จะรับคําสั่งจากผู้ใช้หรือโปรแกรมแล้ว นํ าไป ปฏิบัติตาม โดยการทํางานจะเป็นแบบ Text mode สั่งงานโดยการกดคําสั่งเข้าไปที่ซีพร็อม (C:\>) ดังนั้น ผู้ใช้ระบบนี้จึงต้องจําคําสั่งต่าง ๆ ในการใช้งานจึงจะสามารถใช้งานได้ ระบบปฏิบัติการ DOS ถือได้ว่าเป็นระบบปฏิบัติการที่เก่าแก่. และปัจจุบันนี้มีการใช้งานน้อยมาก
2 .ระบบปฏิบัติการ Microsoft Windows
Windows เป็นระบบปฏิบัติการที่พัฒนาโดยบริษัท Microsoft ซึ่งจะมีส่วนติดต่อกับ ผู้ใช้ (User interface) เป็นแบบกราฟิก หรือเป็นระบบที่ใช้รูปภาพแทนคําสั่ง เรียกว่า GUI (Graphic User Interface) โดยสามารถสั่งให้เครื่องทํางานได้โดยใช้เมาส์คลิกที่สัญลักษณ์หรือคลิกที่คําสั่งที่ต้องการ ระบบนี้อนุญาตให้ผู้ใช้สามารถใช้งานโปรแกรมได้มากกว่า 1 โปรแกรมในขณะเดียวกันซึ่งถ้าเป็นระบบ DOS หากต้องการเปลี่ยนไปทํางานโปรแกรมอื่น ๆ จะต้องออกจาก โปรแกรงเดิมก่อนจึงจะสามารถไปใช้งานโปรแกรมอื่น ๆ ได้ ในลักษณะการทํา
งานของ Windows จะมีส่วนที่เรียกว่า “หน้าต่าง” โดยแต่ละโปรแกรมจะถือเป็นหน้าต่างหนึ่งหน้าต่าง ผู้ใช้สามารถ สลับไปมาระหว่างแต่ละหน้าต่างได้ นอกจากนี้ระบบ Windows ยังให้โปรแกรมต่าง ๆ สามารถ แชร์ ข้อมูลระหว่างกันได้ผ่านทางคลิปบอร์ด(Clipboard) ระบบ Windows ทําให้ผู้ใช้ ทั่ว ๆไปสามารถทําความเข้าใจ เรียนรู้และใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ได้ง่ายขึ้น
3. ระบบปฏิบัติการ Unix
Unix เป็นระบบปฏิบัติการที่ใช้บนเครื่อง SUN ของบริษัท SUN Microsystems แต่ไม่ได้เป็นคู่แข่งกับบริษัท Microsoft ในเรื่องของระบบปฏิบัติการบนเครื่อง PC แต๋อย่างใด แต่Unix เป็นระบบปฏิบัติการที่ใช็เทคโนโลยีแบบเปิด (Open system) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ผู้ใช้ไม่ต้อง ผูกติดกับ ระบบใดระบบหนึ่งหรืออุปกรณ์ยี่ห้อเดียวกัน นอกจากนี้ Unix ยังถูกออกแบบมาเพื่อ ตอบสนองการใช้งานในลักษณะให้มีผู้ใช้ได้หลายคนในเวลาเดียวกัน เรียกว่า ระบบหลายผู้ใช้ (Multiuser system) และสามารถทํางานได้หลาย ๆ งานในเวลาเดียวกัน ในลักษณะที่เรียกว่า ระบบหลายภารกิจ (Multitasking system)
4. ระบบปฏิบัติการ Linux
Linux เป็นระบบปฏิบัติการเช่นเดียวกับ DOS, Windows หรือ Unix โดยLinuxนั้นจัด ว่าเป็นระบบปฏิบัติการ Unix ประเภทหนึ่ง การที่Linuxเป็นที่กล่าวขานกันมากในช่วงปี 1999 – 2000 เนื่องจากความสามารถของตัวระบบปฏิบัติ การและโปรแกรมประยุกต์ที่ ทํ างานบนระบบ Linux โดยเฉพาะอย่างยิ่งโปรแกรมในตระกูลของ GNU (GNU’s Not UNIX) และสิ่งที่สําคัญที่สุดก็ คือ ระบบ Linux เป็นระบบปฏิบัติการประเภทฟรีแวร์ (Free ware) คือไม่เสียค่าใช้จ่ายในการซื้อ โปรแกรม Linux นั้นมี นักพัฒนาโปรแกรมจากทั่วโลกช่วยกันแก้ไข ทําให้การขยายตัวของ Linux เป็นไปอย่างรวดเร็ว โดยในส่วนของใจกลางระบบปฏิบัติการ หรือ Kernel นั้นจะมีการพัฒนาเป็น รุ่นที่ 2.2 (Linux Kernel 2.2) ซึ่งได้เพิ่มขีดความสามารถและสนับสนุนการทํางานแบบหลายซีพียู
