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ああすほがり
5 years ago
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1 コンピュータ科学 II 担当 : 武田敦志 <takeda@cs.tohoku gakuin.ac.jp> gakuin.ac.jp/

2 今日の話オペレーティングシステムコンピュータを利用するための基本ソフトオペレーティングシステムの役割プロセスの管理主記憶の管理出入力の管理ファイルの管理タイムシェアリングシステム仮想記憶排他制御ディレクトリ構造 ( 木構造 ) page 2

3 オペレーティングシステム (1) オペレーティングシステムハードウェアとアプリケーションを管理するためのソフトウェア Internet Explorer Microsoft Word ウイルスバスター Microsoft Windows Linux ディスプレイハードディスク CPU アプリケーションオペレーティングシステムハードウェア page 3

4 オペレーティングシステム (2) オペレーティングシステムの役割ファイルの管理コンピュータで利用するデータをファイルとして管理するプロセスの管理コンピュータで利用するアプリケーションの動作を管理するリソースの管理コンピュータのリソース ( 機器 ) の状態を管理する page 4

5 プロセスの管理 (1) プロセスの管理コンピュータで実行される複数のプロセスを管理する 1 台のコンピュータで実行されるプロセス ( アプリケーション ) は数十個以上 1 台のコンピュータが持つ CPU は 1 個 ~ 数個すべてのプロセスを同時に実行することは出来ないプロセス管理が必要 page 5

6 プロセスの管理 (2) シングルタスク方式複数のプロセスを逐次処理する実行時間時間前のプロセスの実行中は次のプロセスを実行できない page 6

7 プロセスの管理 (3) マルチタスク方式タイムシェアリングシステム複数のプロセスを並列 ( に見せかけて ) 処理する実行時間時間複数のアプリケーションが並列に動作しているように見える小さい時間で見ると並列に動作しているわけではない page 7

8 プロセスの管理 (6) プロセスの状態 ( マルチタスク OS) 待機状態何らかの入力を待っている状態入出力の完了実行可能状態他のプロセスが CPU を使用 CPU 割り当て CPU 解放入出力の完了待ち実行状態 CPU を使って計算処理を実行 page 8

9 プロセスの管理 (5) 優先制御重要なプログラムを優先的に実行する優先度 : 低優先度 : 低優先度 : 高優先度はオペレーティングシステムで設定時間タスクマネージャ (Windows) page 9

10 プロセスの管理 (6) 優先すべきプロセス次のうち優先実行されるプロセスはどれか? (1) マウスの入力を受け付けるプロセス : マウスが動かなくなると操作出来なくなる (2) ソフトウェアを更新するプロセス : 長時間連続動作する処理は優先度を低くする (3) 動画を再生するプロセス : リアルタイム性の高いプロセスは優先する page 10

11 メモリと仮想記憶 (1) プログラムの読み込みコンピュータは主記憶装置にあるプログラムを実行する補助記憶装置 (HDD など ) に記録されているプログラムを主記憶装置 ( メモリ ) にコピーするプログラムをロードする主記憶装置の容量が十分ではないかもしれない主記憶装置 ( メモリ ): 価格高い容量少ない速度早い補助記憶装置 (HDD): 価格安い容量大きい速度遅い実行していないプログラムは補助記憶装置で記憶する page 11

12 メモリと仮想記憶 (2) ページング ( スワップ ) 実行していないプログラムを補助記憶装置に移動させる仮想的な主記憶 : 仮想記憶大きなプログラムを使用可能仮想記憶へのアクセスは遅いページアウトページイン仮想記憶領域デフラグツールでの解析結果 page 12

13 出入力制御 (1) リソース ( 機器 ) の管理リソースへのアクセスを仲介する Windows の場合はデバイスドライバが仲介するオペレーティングシステムアプリケーションアプリケーションデバイスドライバデバイスドライバデバイスドライバキーボードモニタプリンタ page 13

14 出入力制御 (2) 排他制御 1 個のリソースを 2 個以上のプロセスが同時に利用することは出来ない同時に利用することがないように管理するアプリケーション (1) オペレーティングシステムデバイスドライバプリンタアプリケーション (2) アクセスさせない ( 排他制御 ) page 14

15 出入力制御 (3) 排他制御排他制御を行ったときのプロセスデバイスドライバアプリケーション (1) アプリケーション (2) ( プリンタ ) 命令命令結果結果 page 15

16 ファイルシステム (1) ファイルの管理コンピュータで利用するデータをファイルとして管理するファイルシステム : ファイルを管理する仕組み NTFS:Windows のファイルシステム ext4:linux のファイルシステム UTF3:FreeBSD のファイルシステム page 16

17 ファイルシステム (2) ファイルシステム木構造を用いてファイルを管理する page 17

18 ファイルシステム (3) 木構造木の形をしたグラフ ( データ構造 ) 地域構想学科情報科学科言語文化学科人間科学科英文学科歴史学科教養学部文学部実際の木東北学院大学木構造のデータ page 18

19 ファイルシステム (4) 木構造の読み方通常は Root を上側に記述する各要素を Node( 節点 ) と呼ぶ東北学院大学最上位のノードを Root( 根 ) と呼ぶ各要素の繋がりを Edge( 枝 ) と呼ぶ教養学部文学部情報科学科人間科学科歴史学科末端の要素は Leaf( 葉 ) とも呼ぶ地域構想学科言語文化学科英文学科 page 19

20 ファイルシステム (5) ファイルシステムのデータ構造ディレクトリを Node として表現ファイルを Leaf として表現 C: Program Files Program Files (x86) Windows EPSON... Mozilla Firefox explorer.exe System32... install.log firefox.exe cmd.exe page 20

21 ファイルシステム (6) ファイルを探す C: Program Files Program Files (x86) Windows EPSON... Mozilla Firefox System32... explorer.exe install.log firefox.exe cmd.exe page 21

22 ファイルシステム (7) ファイルパスパスを用いてファイルの位置を表現する C: Program Files Program Files (x86) Windows EPSON... Mozilla Firefox explorer.exe System32... install.log firefox.exe cmd.exe C:\Program Files (x86)\mozilla Firefox\firefox.exe page 22

ファイルシステム (8) UNIXのファイルパスパス区切り文字は Windows と異なる / etc usr home rc.d passwd... bin local...... user1...... httpd.

23 ファイルシステム (8) UNIXのファイルパスパス区切り文字は Windows と異なる / etc usr home rc.d passwd... bin local user httpd.sh... ls mv bin lib cprog memo... perl ruby libdb.so kada1.c kada2.c /usr/local/bin/perl page 23

24 ファイルシステム (9) 演習問題 (a) (b) (c) の箇所のパス表現を示せ (OS は UNIX とする ) (a) / etc usr home rc.d passwd... bin local user1... (c)... httpd.sh... ls mv bin (b) lib cprog memo... (a) / (b) /usr/bin/mv (c) /home/user1 /home/user1/ page 24

Microsoft PowerPoint - sp ppt [互換モード]

Microsoft PowerPoint - sp ppt [互換モード] システムプログラム概論 OS の役割と構成第 1 講 : 平成 20 年 10 月 6 日 ( 月 ) 1 限 S1 教室中村嘉隆 ( なかむらよしたか ) 奈良先端科学技術大学院大学助教 y-nakamr@is.naist.jp http://narayama.naist.jp/~y-nakamr/ 講義概要 ( 中村担当分 ) 内容オペレーティングシステム (OS) 参考書 A.S. Tanenbaum,