ระบบปฏิบัติการและซอฟต์แวร์ utilidad
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| operating system/ˈɒpəreɪtɪŋ ˈsɪstəm/ | ระบบปฏิบัติการ |
| utility programs/juːˈtɪlɪti ˈprəʊɡræmz/ | โปรแกรม utility |
| device driver/dɪˈvaɪs ˈdraɪvə/ | ไดรเวอร์อุปกรณ์ |
| memory management/ˈmeməri ˈmænɪdʒmənt/ | การจัดการหน่วยความจำ |
| memory protection/ˈmeməri prəˈtekʃn/ | การป้องกันหน่วยความจำ |
| virtual memory/ˈvɜːtʃuːəl ˈmeməri/ | หน่วยความจำเสมือน |
| paging/ˈpeɪdʒɪŋ/ | การแบ่งหน้า |
| process/ˈprəʊses/ | โปรเซส |
| process management/ˈprəʊses ˈmænɪdʒmənt/ | การจัดการโปรเซส |
| scheduling/ˈʃedjuːlɪŋ/ | การจัดตาราง |
| time slice/taɪm slaɪs/ | ช่วงเวลา |
| hardware interrupt/ˈhɑːdweə ˈɪntərʌpt/ | ฮาร์ดแวร์อินเตอร์รัปต์ |
| software interrupt/ˈsɒftweə ˈɪntərʌpt/ | ซอฟต์แวร์อินเตอร์รัปต์ |
| interrupt handler/ˈɪntərʌpt ˈhændlə/ | ตัวจัดการอินเตอร์รัปต์ |
| directory/daɪˈrektəri/ | ไดเร็กทอรี |
| access rights/ˈækses raɪts/ | สิทธิ์การเข้าถึง |
| signatures/ˈsɪɡnɪtʃəz/ | ลายเซ็น |
| incremental backups/ˌɪŋkrɪˈmentl ˈbækʌps/ | การสำรองข้อมูลแบบเพิ่มทีละ小部分 |
| fragmented/fræɡˈmentɪd/ | การ fragmented (การกระจายของข้อมูล) |
สัญญาณเตือน 1202
- ก่อนการลงจอดบนดวงจันทร์ครั้งแรกสามนาที คอมพิวเตอร์นำทาง Apollo 11 แสดงรหัสที่ลูกเรือไม่เคยเห็นในการฝึกฝน: 1202. เรดาร์ที่ตั้งค่าผิดพลาดกำลังส่งงานเข้ามาจนเกินกำลัง它将无法完成.
- ระบบปฏิบัติการ ขนาดเล็กของคอมพิวเตอร์ทำงานตามที่ระบบปฏิบัติการควรทำ. มันจัดลำดับงานทุกชิ้นตามความสำคัญ, ตัดงานที่ไม่สำคัญทิ้ง, และรักษาการคำนวณการลงจอดให้ทำงานต่อไป. การลงจอดดำเนินต่อไป.
- หากไม่มีตัวจัดการงานนี้ คอมพิวเตอร์จะหยุดทำงานและการลงจอดจะถูกยกเลิก. โทรศัพท์และแล็ปท็อปทุกเครื่องในปัจจุบันตัดสินใจสิ่งเดียวกันนี้หลายพันครั้งต่อวินาที.
- บทเรียนนี้คือเหตุผลว่าทำไมคอมพิวเตอร์จึงต้องการ OS, งานห้าประการของการบริหารจัดการที่หลักสูตรระบุ, และโปรแกรมutilityที่รวมอยู่กับมัน.
ทำไมคอมพิวเตอร์จึงต้องมีระบบปฏิบัติการ
- ฮาร์ดแวร์เพียงอย่างเดียวสามารถดึงและดำเนินการคำสั่งได้เท่านั้น. มันไม่รู้จักไฟล์ โปรแกรม เครือข่าย หรือผู้ใช้เลย.
- OS จัดหา อินเทอร์เฟซ ระหว่างผู้ใช้กับฮาร์ดแวร์, และ ซ่อนความซับซ้อน ของฮาร์ดแวร์จากผู้ใช้และโปรแกรมแอปพลิเคชัน.
- มัน จัดการทรัพยากรฮาร์ดแวร์, เวลาของโปรเซสเซอร์ ความจำ พื้นที่เก็บข้อมูล และอินพุต/เอาต์พุต, และ แบ่งปัน ระหว่างโปรแกรม; มัน โหลดซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน เข้าความจำและรันมัน; และมันให้ความปลอดภัยและ utility programs.
- หากไม่มีสิ่งนี้ ทุกโปรแกรมจะต้องมีไดรเวอร์อุปกรณ์ของตัวเอง และจะมีได้เพียงโปรแกรมเดียวที่รันได้อย่างปลอดภัยในขณะเดียวกัน
One layer between every program and the hardware
ตำแหน่งของระบบปฏิบัติการ
แตะแต่ละชั้น OS อยู่ตรงกลาง — nằm ระหว่างแอปพลิเคชันของคุณกับฮาร์ดแวร์ แบ่งปันเครื่องอย่างปลอดภัยเพื่อให้โปรแกรมไม่สัมผัสฮาร์ดแวร์โดยตรง
หน้าที่หลักของระบบปฏิบัติการคืออะไร?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
OS จัดการฮาร์ดแวร์และให้บริการพร้อม UI อนุญาตให้หลายโปรแกรมทำงานได้อย่างปลอดภัยบนฮาร์ดแวร์ที่แบ่งปันกัน
ระบบปฏิบัติการช่วยให้หลายโปรแกรมแบ่งปันฮาร์ดแวร์เดียวกันได้อย่างปลอดภัย จึงไม่รบกวนซึ่งกันและกัน
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การแบ่งปัน CPU หน่วยความจำ และอุปกรณ์อย่างปลอดภัยระหว่างหลายโปรแกรมคือสิ่งที่ OS ทำอยู่จริง
ข้อใดเป็นวัตถุประสงค์ของระบบปฏิบัติการ? เลือก ทุก ข้อที่ใช้ได้
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
อินเทอร์เฟซ, การซ่อนความซับซ้อน, การจัดการและการแบ่งปันทรัพยากรคืองานของ OS การแปลเป็นหน้าที่ของคอมไพเลอร์หรืออินเทอร์พรีเตอร์
การจัดการความจำ
- การจัดการความจำ分配的memory到each program when it is loaded and frees it when the program ends.
- มันแยกหน่วยความจำของแต่ละโปรแกรมออกจากกัน, การป้องกันหน่วยความจำ (memory protection), sehingga โปรแกรมหนึ่งไม่สามารถเขียนทับข้อมูลของโปรแกรมอื่นได้
- มันสลับหน้าระหว่าง RAM และดิสก์, หน่วยความจำเสมือน (virtual memory) ผ่าน การแบ่งหน้า (paging), so that สามารถเปิดโปรแกรมได้มากกว่าขนาดหน่วยความจำทางกายภาพที่มีอยู่
Each process gets its own fenced block
หน่วยความจำเสมือน (หน้า) ช่วยให้ OS:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Paging ย้ายบล็อกระหว่าง RAM และดิสก์เพื่อให้โปรแกรมสามารถใช้หน่วยความจำมากกว่าที่ติดตั้งไว้ทางกายภาพ
การจัดการโปรเซส
- โปรแกรมที่กำลังทำงานคือ โปรเซส (process). การจัดการโปรเซส (Process management) สร้างและสิ้นสุดโปรเซส
- มันตัดสินใจว่าโปรเซสไหนจะได้ใช้ CPU ถัดไป, การจัดลำดับ (scheduling), และนานเท่าไร, ซึ่งเป็น ช่วงเวลา (time slice), จากนั้นบันทึกสถานะของโปรเซสและสลับไปยังโปรเซสถัดไป
- It resolves conflicts when two processes want the same resource, and can end one that stops responding.
โปรแกรมที่กำลังทำงานอยู่เรียกว่า:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การจัดการโปรเซสโหลด จัดตารางเวลา และสลับระหว่างโปรเซส (โปรแกรมที่กำลังทำงาน)
ตัวอย่างวิธีทำ: วิธีที่ OS ทำให้ multitasking เป็นไปได้
- อธิบายว่า memory management และ process managementอนุญาตให้หลายโปรแกรมรันพร้อมกันได้. [4]
- Memory management โหลดหลายโปรแกรมเข้าความจำพร้อมกัน แต่ละโปรแกรมอยู่ในพื้นที่ป้องกันของตัวเอง, และติดตามว่าที่อยู่ไหนเป็นของโปรแกรมไหน.
- Process management แบ่งปันโปรเซสเซอร์ระหว่างพวกเขา: Each process runs for a time slice, the OS saves its state and switches to the next.
- การสลับเกิดขึ้นเร็วมากจนทุกโปรแกรมดูเหมือนจะทำงานพร้อมกัน แม้ว่าจะมีเพียงโปรเซสเดียวที่ถูกประมวลผลในทันที
เรียงลำดับขั้นตอนที่ทำให้หลายโปรแกรมดูเหมือนจะทำงานพร้อมกัน
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
การจัดการหน่วยความจำทำหน้าที่ขั้นแรก; การจัดการโปรเซสทำหน้าที่ส่วนที่เหลือ
การจัดการฮาร์ดแวร์และการขัดจังหวะ
- OS สื่อสารกับอุปกรณ์แต่ละตัวผ่าน ไดรเวอร์อุปกรณ์ (device driver), จัดคิวและบัฟเฟอร์ข้อมูลที่ส่งไปยังอุปกรณ์ช้าเช่นเครื่องพิมพ์, และแชร์อุปกรณ์หนึ่งให้กับหลายโปรแกรม
- การขัดจังหวะฮาร์ดแวร์ (hardware interrupt) มาจากอุปกรณ์: การกดคีย์, เครื่องพิมพ์หมดกระดาษ, การถ่ายโอนดิสก์เสร็จสิ้น, การขาดไฟ. การขัดจังหวะซอฟต์แวร์ (software interrupt) มาจากโปรแกรม: การหารด้วยศูนย์, คำสั่งที่ผิด, หรือคำขอใช้บริการจาก OS
- ตัวจัดการการขัดจังหวะ (interrupt handler) บันทึกสถานะของโปรเซสปัจจุบัน, แก้ไขการขัดจังหวะ, แล้วคืนค่าโปรเซสและดำเนินการต่อไป
เครื่องพิมพ์หมดกระดาษและส่งสัญญาณให้โปรเซสเซอร์ นี่คือ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
มันมาจากอุปกรณ์ การขัดจังหวะจากซอฟต์แวร์มาจากโปรแกรม เช่น การหารด้วยศูนย์
การจัดการไฟล์และการจัดการความปลอดภัย
- การจัดการไฟล์: สร้าง ตั้งชื่อ คัดลอก ย้าย และลบไฟล์และโฟลเดอร์; รักษาระบบโครงสร้างของ ไดเร็กทอรี และบันทึกตำแหน่งที่แต่ละไฟล์อยู่บนดิสก์; จัดสรรพื้นที่ดิสก์; กำหนด สิทธิ์การเข้าถึง สำหรับผู้ใช้แต่ละคน
- การจัดการความปลอดภัย: บัญชีผู้ใช้และรหัสผ่าน สิทธิ์การเข้าถึง การเข้ารหัสข้อมูลที่จัดเก็บ ไฟร์วอลล์ การอัปเดตความปลอดภัยอัตโนมัติ และบันทึกกิจกรรมของผู้ใช้
- คำถามแบบ "อธิบาย" ต้องการสิ่งที่ระบบปฏิบัติการ กระทำ จริงๆ ภายใต้หัวข้อต่างๆ โดยให้หนึ่งการกระทำต่อหนึ่งคะแนน
จับคู่งานจัดการระบบปฏิบัติการแต่ละอย่างกับสิ่งที่มันทำได้
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
ระบบปฏิบัติการจัดการกับทรัพยากรหลักสี่อย่าง — CPU (โปรเซส), RAM (หน่วยความจำ), การจัดเก็บ (ไฟล์) และอุปกรณ์ต่อพ่วง (อุปกรณ์)
ซอฟต์แวร์เสริม
- โปรแกรมเสริม เป็นซอฟต์แวร์ระบบที่ทำหน้าที่บำรุงรักษา ซ่อมแซม หรือปรับปรุงประสิทธิภาพคอมพิวเตอร์ แทนที่จะทำงานตามความต้องการของผู้ใช้
- โปรแกรมฟอร์แมตดิสก์: เตรียมพร้อมใช้งานดิสก์โดยสร้างระบบไฟล์ และลบข้อมูลเดิมที่มีอยู่ โปรแกรมสแกนไวรัส: เปรียบเทียบไฟล์กับฐานข้อมูล ลายเซ็น ที่รู้จัก ตรวจสอบพฤติกรรม แยกไฟล์ที่พบออกไว้ และต้องมีการอัปเดตเสมอ
- ซอฟต์แวร์จัดระเบียบดิสก์ (Defragmentation): รวบรวมบล็อคกระจายตัวของไฟล์แต่ละตัวเข้าด้วยกัน การวิเคราะห์และซ่อมแซมเนื้อหาในดิสก์: แสดงการใช้พื้นที่ พบและแก้ไขบล็อคเสียและข้อผิดพลาดในระบบไฟล์
- การบีบอัดไฟล์: ลดขนาดไฟล์เพื่อการจัดเก็บและการส่งต่อ ซอฟต์แวร์สำรองข้อมูล: คัดลอกไฟล์ไปยังสื่ออื่นตามกำหนดเวลา ทำการสำรองข้อมูลเต็มรูปแบบ แล้วทำ การสำรองข้อมูลแบบเพิ่มทีละส่วน (Incremental backups) ของสิ่งที่เปลี่ยนแปลงไป
แต่ละโปรแกรมทำหน้าที่บำรุงรักษาเพียงงานเดียว
โปรแกรมบำรุงรักษาระบบเช่น แอนติไวรัสสำรองข้อมูล และการจัดระเบียบดิสก์เรียกว่า ______ ซอฟต์แวร์
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Utility software บำรุงรักษาระบบ; word processor และเบราว์เซอร์เป็น application software
ตัวอย่างวิธีทำ: การจัดระเบียบดิสก์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างไร
- อธิบายว่าการจัดระเบียบดิสก์สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ได้อย่างไร [3]
- ดิสก์แข็งจัดเก็บไฟล์ในบล็อคว่างที่หาเจอ ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไป ไฟล์จะกลายเป็น ** fragmented (กระจัดกระจาย)** กระจายอยู่บนแผ่นดิสก์ และการอ่านไฟล์ต้องใช้หัวอ่าน/เขียนเคลื่อนที่หลายครั้ง
- โปรแกรมจัดระเบียบดิสก์จะย้ายบล็อคของแต่ละไฟล์มาเรียงติดกัน เพื่อให้จัดเก็บเป็น ต่อเนื่อง (Contiguous) และรวบรวมพื้นที่ว่างให้เป็นบริเวณเดียว
- จากนั้นสามารถอ่านไฟล์ด้วยจำนวนครั้งที่หัวอ่านเคลื่อนที่น้อยลงโหลดเร็วขึ้น และไฟล์ใหม่สามารถเขียนลงในพื้นที่ต่อเนื่องได้ SSD ไม่มีหัวเคลื่อนที่จึงไม่ได้รับประโยชน์จากสิ่งนี้
การจัดระเบียบดิสก์มีประโยชน์บนฮาร์ดดิสก์แต่ไม่对有 SSD เพราะ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การจัดระเบียบดิสก์ลดเวลาในการเคลื่อนหัวอ่าน (seek) บนดิสก์หมุน; SSD ไม่มีหัวอ่าน จึงไม่ได้รับประโยชน์ (และเขียนเพิ่มทำให้เสื่อมสภาพ)
ตัวอย่างวิธีทำ: เขียนบรรทัดเดียวจากโปรแกรมเสริมไปยังวัตถุประสงค์
| โปรแกรมเสริม | วัตถุประสงค์ |
|---|---|
| การจัดระเบียบดิสก์ | ไฟล์โหลดเร็วขึ้นเพราะบล็อคของไฟล์อยู่ติดกัน |
| ซ่อมแซมดิสก์ | ดิสก์ที่มีบล็อคเสียหรือข้อผิดพลาดในระบบไฟล์สามารถใช้งานได้อีกครั้ง |
| วิเคราะห์เนื้อหาในดิสก์ | ปลดปล่อยพื้นที่โดยการค้นหาไฟล์ขนาดใหญ่ ไฟล์ซ้ำซ้อน และไฟล์ชั่วคราว |
| บีบอัดไฟล์ | เก็บข้อมูลได้มากขึ้นบนดิสก์และส่งต่อได้เร็วขึ้น |
| สแกนไวรัส | ค้นพบมัลแวร์และแยกออกไว้ |
| ซอฟต์แวร์สำรองข้อมูล | ฟื้นฟูข้อมูลหลังสูญเสีย เสียหาย หรือถูกโจมตีด้วย ransomware |
- ประสิทธิภาพอยู่ที่ด้านซ้าย ความปลอดภัยอยู่ที่ด้านขวา แต่ละโปรแกรมเสริมจับคู่กับวัตถุประสงค์ได้เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น
จับคู่ utility แต่ละตัวกับวัตถุประสงค์ของมัน
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Utility หนึ่งตัว มีวัตถุประสงค์หนึ่งเดียว คำถามวาดเส้นของนักสอบจะให้คะแนนตามนี้เป๊ะๆ
คะแนนที่หลุดหายไป
- "จัดการหน่วยความจำ" เป็นหัวข้อ ไม่ใช่คำตอบ ให้บอกสิ่งที่มันทำ:分配的 (จัดสรร), ป้องกัน, ปล่อย, พาจกิ้งลงดิสก์
- โปรแกรมเสริม ไม่ใช่ระบบปฏิบัติการและไม่ใช่แอปพลิเคชัน มันทำหน้าที่บำรุงรักษาเพียงงานเดียว
- การจัดระเบียบดิสก์ช่วย ดิสก์แข็ง; ไม่ช่วยให้ SSD
- คุณภาพของโปรแกรมสแกนไวรัสขึ้นอยู่กับ การอัปเดต ครั้งล่าสุด; การสำรองข้อมูลคือวิธีเดียวในการกู้คืนจาก ransomware
คุณเข้าใจแล้ว
- ระบบปฏิบัติการคืออินเทอร์เฟซระหว่างผู้ใช้กับฮาร์ดแวร์: ล่องซ่อนความซับซ้อน จัดการและแบ่งปันโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ พื้นที่จัดเก็บและ I/O รวมถึงโหลดและรันโปรแกรม
- 5 หน้าที่การจัดการ: หน่วยความจำ (จัดสรร ปกป้อง จัดหน้า), กระบวนการ (ตั้งเวลาตาม slice สลับ), ฮาร์ดแวร์ (ไดรเวอร์ บัฟเฟอร์ อินเตอร์รัปต์), ไฟล์ (ไดเร็กทอรี พื้นที่ สิทธิ์การเข้าถึง), ความปลอดภัย (บัญชี เข้ารหัส ไฟร์วอลล์ บันทึก)
- Multitasking = พื้นที่หน่วยความจำที่ป้องกัน + การสลับแบบแบ่งเวลาเร็วพอจนดูเหมือนเกิดขึ้นพร้อมกัน
- โปรแกรมเสริม: ฟอร์แมต, สแกนไวรัส, จัดระเบียบดิสก์, วิเคราะห์และซ่อมแซมดิสก์, บีบอัด, สำรองข้อมูล แต่ละตัวมีวัตถุประสงค์เดียว