Transcript ความรู้พื้นฐานคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการเบื้องต้น

ความรู้ พนื้ ฐานคอมพิวเตอร์ และ
ระบบปฏิบัติการเบือ้ งต้ น
ความเป็ นมาของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ หรื อ เครื่ องคำนวณ แบ่งออกเป็ นยุค ๆ ได้ดงั นี้


ยุคก่ อนประวัตศิ าสตร์
เครื่ องคำนวณไม่ใช้ไฟฟ้ ำ คือ ลูกคิด
ยุคแรก
ช่วงปี ค.ศ.1945-1955 ยุคนี้ตน้ ทุนกำรผลิตสู งเพรำะใช้หลอดสู ญญากาศ
เป็ นส่ วนประกอบหลักทำให้เครื่ องมีขนำดใหญ่ใช้ไฟฟ้ ำมำกเกิดควำมร้อน
สู ง จึงต้องอยูใ่ นห้องปรับอุณหภูมิขนำดใหญ่ ไม่มีซอฟต์แวร์ใช้ ใช้เป็ น
โปรแกรมที่สร้ำงในรู ปแบบแผงวงจร เสี ยเวลำติดตั้งลำบำก ใช้ภำษำเครื่ อง
เท่ำนั้น
หลอดสุญญำกำศ ขนำดพอกับหลอดไฟในปัจจุบนั
เฉพำะหน่วยควำมจำใช้หลอดสุญญำกำศเป็ น
ส่วนประกอบหลัก
ความเป็ นมาของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ หรื อ เครื่ องคำนวณ แบ่งออกเป็ นยุค ๆ ได้ดงั นี้

ยุคที่ 2
ช่วงปี ค.ศ.1955-1965 ยุคแห่งทรานซิสเตอร์ อุปกรณ์ที่สร้ำงจำกสำรกึ่งตัวนำ มีขนำด
เล็ก ต้นทุนไม่สูง กินไฟน้อย ควำมร้อนต่ำ ควำมเร็ วในกำรประมวลผลประมำณ
หนึ่งในพันของวินำที (Millisecond: mS)
- ยุคนี้จดั เก็บข้อมูลที่ใช้บัตรเจาะรู (Punched Card) และเปลีย่ นเป็ นเทปแม่ เหล็ก
(Magnetic Tape) ที่มีขนำดเล็กกว่ำ จัดเก็บง่ำยกว่ำ อ่ำนเขียนเร็ วกว่ำ และคงทนไม่
เปื่ อยยุย่ เหมือนกำรใช้กระดำษ
- ยุคนี้มกั ใช้ภำษำสัญลักษณ์ มำแทนภำษำเครื่ องทำให้ผสู้ งั่ งำน สัง่ งำนได้สะดวก
แม่นยำมำกขึ้น
เปรี ยบเทียบขนำดของหลอดสูญญำกำศ
กับทรำนซิสเตอร์
เครื่ องทอผ้ำใช้ทอผ้ำตำมลำยและสี ที่
บันทึกในบัตรเจำะรู
เทปแม่เหล็ก แทนบัตรเจำะรู ขนำดเล็ก
อ่ำนเขียนข้อมูลได้เร็วมำกกว่ำ,เขียนซ้ ำได้
ความเป็ นมาของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ หรื อ เครื่ องคำนวณ แบ่งออกเป็ นยุค ๆ ได้ดงั นี้

ยุคที่ 3
ช่วงค.ศ.1965-1970 ยุค IC (Integrated Circuit) แผ่นวงจรรวมที่สร้ำงจำกสำรกึ่ง
ตัวนำ ลักษณะของไอซี เป็ นแผ่นวงจรไฟฟ้ ำประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เริ่ ม
ใช้ชิพในกำรผลิต ทำให้คอมพิวเตอร์มีขนำดเล็ก และมีควำมเร็ วในกำรทำงำนเพิ่มมำก
ขึ้น 1 คำสัง่ ใช้เวลำประมำณ หนึ่งในล้ำนของวินำที สูงกว่ำยุค 2 ประมำณ 1,000 เท่ำ
ความเป็ นมาของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ หรื อ เครื่ องคำนวณ แบ่งออกเป็ นยุค ๆ ได้ดงั นี้

ยุคที่ 4
ช่วงค.ศ.1970-1990 ยุคที่เทคโนโลยีกำรผลิตชิพก้ำวเข้ำสู่ระดับ LSI(Large-scale
integration) และ VLSI(Very Large-scale integration) ทำให้สำมำรถผลิตชิพขนำด
เล็กรำคำถูก เครื่ องคอมพิวเตอร์ในยุคนี้จึงมีขนำดเล็กลง แต่ทำงำนได้เร็ วขึ้น และรำคำ
ไม่แพงจนเกินไป จึงทำให้ถือกำเนิดคอมพิวเตอร์พีซี ขึ้นมำ ควำมเร็ วในกำร
ประมวลผลเริ่ มตั้งแต่หนึ่งในพันล้ำนวินำที (Nanosecond: nS) จนถึงหนึ่งในล้ำนล้ำน
ของวินำที (Picoseconds :pS) ต่อหนึ่งคำสัง่ และซีพียกู พ็ ฒั นำจำก 16 บิตไปสู่ 32 บิตที่
นิยมในปั จจุบนั
- ยุคนี้ระบบปฏิบตั ิกำรจำกที่ป้อนคำสัง่ มำ(Command Line) เป็ นกำรใช้เมำส์คลิกใน
รู ปแบบวินโดวส์ ในปี 1985 Microsoft Windows1.0 จึงผลิตมำจำหน่ำยโดย บริ ษทั
ไมโครซอฟต์
ความเป็ นมาของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ หรื อ เครื่ องคำนวณ แบ่งออกเป็ นยุค ๆ ได้ดงั นี้

ยุคที่ 5
ในปี ค.ศ.1990 – จนถึงปั จจุบนั ถือเป็ นยุคทองพีซี มีกำรพัฒนำอย่ำงต่อเนื่อง
เทคโนโลยีชิพ ULSI (Ultra Large-Scale Integration) ทำให้ชิพมีขนำดเล็กลงอีก
ควำมสำมำรถเพิ่มมำกขึ้น จึงเกิดพีซีขนำดเล็กขึ้นมำ หรื อที่เรี ยกว่ำโน้ตบุ๊ค รวมถึง
อุปกรณ์อื่น ๆ เช่น คอมพิวเตอร์มือถือ(PDA) โทรศัพท์มือถือ สมำร์ทโฟน
ระบบปฏิบตั ิกำรที่นิยมใช้ เช่น Microsoft Windows, MacOS, Linux
ซอฟต์ แวร์ คือ?
คำสัง่ ที่สงั่ งำนเครื่ องจักรหรื อคอมพิวเตอร์ให้ทำงำนตำมที่เรำต้องกำร
ในยุคแรกใช้บนั ทึกในกระดำษเจำะรู ที่เรำเรี ยกว่ำ Punched Card กระดำษ
เจำะรู น้ ีจะใช้กำรเจำะและไม่เจำะ แทนค่ำ 0 และ 1 เป็ นรหัสสัง่ งำนเครื่ องจักรให้
ทำงำนตำมที่เรำต้องกำร รหัสที่มีค่ำ 0 และ 1 ในกำรสัง่ งำนเครื่ องจักรหรื อ
คอมพิวเตอร์วำ่ ภำษำเครื่ อง (Machine Language)
Machine Language : ในยุคแรกที่ใช้หลอดสู ญญำกำศ จะใช้สวิทซ์เปิ ดปิ ด
แทนค่ำ 0 และ1 ใช้กำรสัง่ งำนแบบง่ำย ๆ ไม่สำมำรถซับซ้อนเหมือนสมัยนี้
Assembly/Symbolic Language : กำรบันทึกข้อมูลลงแถบแม่เหล็กแบบ
ประจุไฟฟ้ ำบนแถบแม่เหล็ก ซอฟต์แวร์จึงใช้รูปแบบกำรเก็บแบบประจุบวกลบ
แทนค่ำ 0 และ 1 เมื่อซอฟต์แวร์แพร่ หลำยมำกขึ้นจึงมีกำรพัฒนำภำษำสัญลักษณ์
ขึ้นมำใช้แทนภำษำเครื่ องแทน

กำรกำหนดคำสัง่ ด้วยสวิทซ์ให้กบั เครื่ องคอมพิวเตอร์ยคุ แรก
ซอฟต์ แวร์ คือ? (ต่ อ)
High-Level Language : ภำษำระดับสู งถูกพัฒนำขึ้นมำแทนภำษำสัญลักษณ์
เพื่อให้ใช้ง่ำยกว่ำเดิม โดยหลักกำรเขียนคำสัง่ คล้ำยกับไวยำกรณ์ภำษำมนุษย์เช่น
ภาษามนุษย์
Add 2 and 2
Show me the answer
ภาษาระดับสู ง
Answer := 2+2;
Printf (“%d\n”,answer);
ความเป็ นมาของคอมพิวเตอร์

กำรพัฒนำซอฟต์แวร์ มีกำรพัฒนำโปรแกรมภำษำระดับสู ง เข้ำใจง่ำยกว่ำ
ภำษำสัญลักษณ์ และหลักกำรเขียนคล้ำยภำษำมนุษย์มำกขึ้น เช่น C, Pascal,
Fortran นอกจำกนี้ยงั มีกำรพัฒนำซอฟต์แวร์ระบบบริ หำรต่ำง ๆ ขึ้นมำใช้งำน
เช่น ระบบบริ หำรจัดกำรฐำนข้อมูล
Fortran
C
Pascal
High-Level Language
Assembly/Symbolic Language
Machine Language
Hardware
ประเภทของซอฟต์ แวร์


ซอฟต์แวร์ระบบปฏิบตั ิกำร (Operating System)
ใช้สงั่ กำรฮำร์ดแวร์ เป็ นระบบหลักที่เครื่ องคอมพิวเตอร์ทุกเครื่ องต้องมี
ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application Software)
โปรแกรมที่ทำงำนเฉพำะด้ำน เช่น งำนด้ำนเอกสำร กำรคำนวณ ควำมบันเทิง ซอฟต์แวร์
ประเภทนี้จะทำงำนโดยลำพังมิได้ แต่จะทำงำนบนระบบปฏิบตั ิกำรอีกทีหนึ่ง และ
กำรขอใช้ฮำร์ดแวร์จะต้องทำผ่ำนระบบปฏิบตั ิกำรทุกครั้ง
ระบบปฏิบตั ิกำร
ฮำร์ดแวร์
การทางานของซอฟต์ แวร์ ในระบบคอมพิวเตอร์
What is an Operating System?


A program that acts as an intermediary
between a user of a computer and the
computer hardware.
Operating system goals:



Execute user programs and make solving user
problems easier.
Make the computer system convenient to use.
Use the computer hardware in an efficient
manner.
Four Components of a
Computer System
ยุคการเติบโตของระบบปฏิบัตกิ าร

ยุคแรก
- ช่วงค.ศ.1945-1955 กำรสัง่ งำนคอมพิวเตอร์อยูใ่ นรู ปแบบสวิทซ์เปิ ดปิ ด ใช้มนุษย์ในกำร
ควบคุม คล้ำยกำรสัง่ งำนเครื่ องจักรในโรงงำน
- ต่อมำช่วง 1955-1965 ยุคกำรเริ่ มต้นสร้ำงระบบปฏิบตั ิกำร มีหน้ำที่เพียงแค่จดั กำร
บริ หำรฮำร์ดแวร์ รับคำสัง่ จำกผูใ้ ช้เท่ำนั้น อีกทั้งตัวระบบยังเขียนเพื่อคอมพิวเตอร์เครื่ อง
หนึ่ง ๆ เท่ำนั้น ถ้ำเปลี่ยนฮำร์ดแวร์หรื อเปลี่ยนคอมพิวเตอร์จำเป็ นต้องเขียนระบบจัดกำร
ฮำร์ดแวร์ข้ ึนมำใหม่
- ระบบปฏิบตั ิกำรยุคนี้เรี ยกว่ำ มอนิเตอร์ทำงำนแบบ Stack Job Batch System คือทำงำน
ทีละอย่ำงต่อเนื่องเป็ นชุด เนื่องจำกยุคนั้นคอมพิวเตอร์กินไฟมำก กำรเปิ ดปิ ดเครื่ องบ่อย
ทำให้สิ้นเปลือง จึงต้องเขียนคำสัง่ เป็ นชุด ๆ และสัง่ งำนคอมพิวเตอร์ให้ทำงำนต่อเนื่อง
จนจบในทีเดียวจึงปิ ดเครื่ อง
ตัวอย่ำงกำรทำงำนแบบ Stack Job Batch
ห้องปฏิบตั ิงำนแบบ Stack Job Batch
ยุคการเติบโตของระบบปฏิบัตกิ าร

ยุคที่ 2
ช่วงค.ศ.1965-1970 กำรทำงำนแบบ Spooling Batch System เป็ นกำรทำงำน
แบบพร้อม ๆ กัน ด้วยเทคโนโลยีของจำนแม่เหล็กแทนเทปแม่เหล็ก
-Simultaneous Peripheral Operating On-Line เป็ น multiprogramming
พืน้ ฐาน ทำให้ซีพียทู ำงำนเต็มประสิ ทธิภำพ เพรำะทำให้สำมำรถทำงำนได้ 2
งำนพร้อมกัน งำนแรกคือประมวลผลในส่ วนของซีพียู งำนที่สองคือ
กำรรับ-แสดงผลข้อมูล ซึ่งต่ำงกับ buffer ที่ซีพียู และหน่วยรับ-แสดงผล
ทำงำนร่ วมกัน และ spooling มี job pool ทำให้สำมำรถเลือกกำรประมวลผล
ตำมลำดับก่อนหลังได้ โดยคำนึงถึง priority เป็ นสำคัญ
ข้อแตกต่ำงระหว่ำงระบบบัฟเฟอร์กบั สพูลิ่ง



ระบบบัฟเฟอร์เป็ นกำรเหลื่อมกันระหว่ำงกำรประมวลผลกับหน่วยนำเข้ำ/
ส่ งออก ของโปรแกรมเดียวกัน ซึ่งไม่อำจทำได้มำกนัก ด้วยข้อจำกัดของ
ขั้นตอนกำรทำงำนของโปรแกรมนั้น ๆ
ระบบสพูลิ่ง เป็ นกำรเหลื่อมกันของกำรประมวลผลกับกำรรับและแสดงผล
ของอีกงำนหนึ่ง โดยผ่ำนโปรแกรมสพูล
ระบบสพูลิ่งสำมำรถจัดกำรงำนที่ถูกป้ อนเข้ำมำแบบเรี ยงลำดับได้โดยอิสระ
เกิดเป็ นกองกลำงงำน (Job Pool) ซึ่งระบบปฏิบตั ิกำรสำมำรถเลือกงำนเข้ำ
ประมวลผลตำมควำมเหมำะสมก่อให้เกิดระบบกำรจัดลำดับงำน(Job
Scheduling)
ระบบปฏิบตั ิการทีท่ างานแบบ Spooling Batch System
ยุคการเติบโตของระบบปฏิบัตกิ าร

ยุคที่ 3
ช่วงค.ศ.1970- ปั จจุบนั ยุคนี้หน่วยควำมจำเริ่ มมีรำคำถูกลง คอมพิวเตอร์จงึ มี
หน่วยควำมจำพื้นฐำนมำกขึ้นรู ปแบบกำรทำงำนจึงเปลี่ยนไป
- Multiprogramming Systems เป็ นรู ปแบบหนึ่งในกำรทำงำนหลำย ๆ โปรแกรมพร้อม ๆ
กัน โดยเก็บงำนทั้งหมดไว้ในหน่วยควำมจำ ถ้ำงำนที่ 1 กำลังรอข้อมูลเพื่อนำไป
ประมวลผลต่อ ระบบจะละงำนที่ 1 และให้ซีพียปู ระมวลผลงำนที่ 2,3,4 ต่อไปจนเสร็ จ
แล้วจึงกลับมำทำงำนที่ 1 ที่คำ้ งอยู่ วิธีน้ ีทำให้ระบบสำมำรถประมวลผลหลำย ๆ งำน
พร้อมๆ กันได้ แต่มีขอ้ เสี ย คือ ถ้ำระบบเจองำนที่ตอ้ งใช้เวลำประมวลนำน ก็จะมีผลให้
งำนทำค้ำงไว้ หรื องำนง่ำย ๆ ที่ต่อท้ำยอยูร่ อนำนจนเกินไป จึงได้แนวคิดใหม่เพื่อให้กำร
ทำงำนมีประสิ ทธิภำพดียงิ่ ขึ้น
โครงร่ ำงหน่วยควำมจำสำหรับ Multiprogramming Systems
0
Operating System
Job 1
Job 2
Job 3
512K
Job 4
ยุคการเติบโตของระบบปฏิบัตกิ าร

ยุคที่ 3 (ต่ อ)
- Timesharing Systems ระบบที่ทำให้เครื่ องคอมพิวเตอร์สำมำรถทำงำน
พร้อมกันได้หลำยๆ โปรแกรม โดยหลักกำรจะเป็ นกำรตั้งเวลำในกำรทำงำน
ให้กบั งำนหนึ่งๆ
- กำรแก้ปัญหำด้วยวิธีน้ ีทำให้งำนง่ำย ๆใช้เวลำน้อยไม่ตอ้ งเสี ยเวลำรอนำน
และงำนที่ใช้เวลำมำกก็ค่อย ๆ ทำไปตำมรอบที่เวียนมำจนเสร็ จ
- นอกจำกนี้ระบบยังให้ควำมสำคัญกับกำรติดต่อผูใ้ ช้ กรณี ที่ผใู ้ ช้คียง์ ำนเข้ำ
ไปยังโปรแกรมที่ยงั ไม่ถึงลำดับที่จะถูกประมวลผล ระบบจะให้ควำมสำคัญ
ของโปรแกรมนั้นเป็ นอันดับแรก และลัดคิวประมวลผลโปรแกรมนั้นก่อน
ทำให้ผใู ้ ช้งำนไม่ตอ้ งคอยนำน ส่ วนงำนที่ถูกลัดคิวจะใช้เวลำในกำรทำงำน
เพิ่มเพรำะต้องรอนำนขึ้น
กำรนำแนวคิดแบบ Time-Sharing Systems
มำพัฒนำขีดควำมสำมำรถของระบบปฏิบตั ิกำร



คือ ผูใ้ ช้หนึ่งคนสำมำรถดำเนินกำร(Run) ได้หลำยโปรแกรมในเวลำ
เดียวกันบนเครื่ องเดียวกัน
Multithreading คือกำรแบ่งโปรแกรม หรื อกระจำยกระบวนกำรออกเป็ นกระบวนกำร
ย่อย ๆ หรื อเรี ยกว่ำ เทรด ซึ่งเป็ นหน่วยย่อยที่เล็กที่สุดของกระบวนกำรทีส่ ำมำรถกระทำ
ได้ ทำให้ระบบปฏิบตั ิกำรสำมำรถซอยโปรแกรมเป็ นหน่วยย่อย ๆ แล้วทำงำนคูข่ นำนกัน
ไปช่วยให้โปรแกรมทำงำนเสร็ จเร็ วขึ้น
Virtual Storage คือกำรแบ่งส่ วนโปรแกรมเป็ น2 ส่ วน โดยส่ วนแรกเก็บเฉพำะส่ วนที่
จำเป็ นในกำรประมวลผลไว้ในหน่วยควำมจำหลัก และที่เหลือเก็บไว้ในหน่วยควำมจำ
รองเช่นดิสก์เนื่องจำกโปรแกรมขณะถูกดำเนินกำรซีพียอู ำจใช้เพียงบำงส่ วนของ
โปรแกรมจึงเก็บส่ วนที่เหลือในหน่วยควำมจำสำรองโดยจำลองพื้นที่ให้มลี กั ษณะ
สอดคล้องกับหน่วยควำมจำที่มีขนำดคงที่เรี ยกว่ำ หน้ำ (Page)
Multitasking
หน่วยเก็บเสมือนเป็ นเทคนิคช่วยขยำยหน่วยควำมจำหลักของ
คอมพิวเตอร์
Program 1
Program1,Page2
Program 2
Program2,Page1
Operating
System
Program 3
Program3,Page5
Program 4
Program4,Page3
Program 5
Program5,Page1
Secondary Storage
ยุคการเติบโตของระบบปฏิบัตกิ าร

ยุคที่ 4
- ช่วงปี ค.ศ.1990- ปัจจุบนั ยุคนี้พีซีมีอย่ำงแพร่ หลำย ระบบปฏิบตั ิกำรจึงต้อง
เปลี่ยนแปลงไปตำมรู ปแบบควำมต้องกำรของตลำด จึงต้องสะดวกในกำร
ติดตั้ง ผูท้ ี่ไม่ใช่ผเู ้ ชี่ยวชำญ(Home User) ก็สำมำรถทำได้ รองรับฮำร์ดแวร์ได้
หลำยชนิด (Plug&Play) สำมำรถเชื่อมต่อหรื อติดต่อเครื อข่ำยทั้งภำยในและ
ภำยนอกได้ (Network & Internet) สำมำรถป้ องกันข้อมูลส่ วนบุคคล
(Security/Anti-Virus) และสำมำรถสร้ำงระบบผูใ้ ช้ได้ (Multi-User)
- ยคุ นี้ระบบปฏิบตั ิการจึงมีความสามารถเพิม่ มากกว่ าทุกยคุ ทีผ่ ่ านมา มีควำม
เสถียรในกำรใช้งำน ใช้ง่ำย เปลี่ยนจำกกำรสัง่ งำนด้วย Command Line
Interface เป็ นใช้เมำส์ลำกและวำง (Drag&Drop) กำรสัง่ งำนแบบนี้เรี ยก GUI
ประเภทของระบบปฏิบัติการ



Supercomputing OS เป็ นระบบปฏิบตั ิกำรที่ใช้ในงำนด้ำนวิทยำศำสตร์ที่มี
กำรประมวลผลข้อมูลปริ มำณมหำศำล สู ตรคำนวณที่ซบั ซ้อนกินเวลำนำน
หรื อใช้ในด้ำนกรำฟิ กกับงำนที่มีรำยละเอียดสู ง ปริ มำณมำก ๆ เช่นงำน
ภำพยนตร์ สำหรับสร้ำงภำพ 3 มิติ
Mainframes OS ระบบที่ใช้น้ ีเพื่องำนบริ กำรขนำดใหญ่เช่น หน่วยงำนรัฐฯ,
บริ ษทั ขนำดใหญ่ที่ตอ้ งรองรับผูใ้ ช้พร้อม ๆ กันจำนวนมำก สำมำรถแจก
ข้อมูลให้ผใู ้ ช้ได้พร้อม ๆ กัน มีควำมปลอดภัยสู ง ยำกที่จะเจำะรหัส
Servers OS ระบบที่มีควำมสำมำรถในกำรจัดกำรเครื อข่ำย กำรให้บริ กำร
ภำยในองค์กร กำรให้บริ กำรอินเตอร์เน็ตร่ วม เครื่ องพิมพ์ร่วม ซอฟต์แวร์หรื อ
ไฟล์ขอ้ มูลร่ วมมีควำมเสถียรภำพและระบบรักษำควำมปลอดภัยสู ง
ประเภทของระบบปฏิบัติการ(ต่ อ)




Desktop OS เป็ นระบบปฏิบตั ิกำรเพื่อผูใ้ ช้งำนตำมบ้ำน สำหรับเครื่ องพีซี ที่มี
คุณสมบัติใช้ทรัพยำกรไม่สูงมำก ง่ำยในกำรใช้งำน งำนไม่ซบั ซ้อนเกินไป
Workstations OS ระบบที่เหมำะกับเครื่ องพีซี ใช้สำหรับทำงำนเป็ นหลัก มี
ผูใ้ ช้คนเดียว มีประสิ ทธิภำพพอกับ Desktop แต่เน้นใช้งำนในสำนักงำน
องค์กรเป็ นหลัก
Handheld OS ระบบขนำดเล็ก ดึงควำมสำมำรถจำกระบบ Desktop แต่
ปรับปรุ งให้ใช้ทรัพยำกรน้อยเหมำะกับอุปกรณ์มือถือแบบต่ำง ๆ
Real Time OS : ระบบที่ออกแบบมำเพื่อใช้ในงำนที่ตอ้ งกำรอัพเดต
ตลอดเวลำเช่น กำรสื่ อสำรข้อมูลในโรงงำนทุกจุดสำมำรสื่ อสำรกันได้,
ดูสถำนกำรณ์ในปัจจุบนั ระบบนี้มกั จะไม่มีควำมสนใจด้ำนควำมบันเทิง มัก
ใช้ในรู ปแบบกำรเฝ้ ำและติดตำมผลมีควำมเสถียรภำพสู งและกำรสื่ อสำรเยีย่ ม
ประเภทของระบบปฏิบัติการ (ต่ อ)


Embedded OS ระบบปฏิบตั ิกำรพิเศษที่ทำขึ้นมำเฉพำะอุปกรณ์ ฝังรวมกับ
อุปกรณ์ตวั นั้น โดยมำเป็ นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับสู ง ระบบแบบนี้มี
ขนำดเล็กใช้ได้เฉพำะอุปกรณ์ตวั นั้น หรื ออุปกรณ์ตระกูลเดียวกัน
Smart Card OS ระบบปฏิบตั ิที่ฝั่งใน Smart Card มีขนำดเล็กบรรจุใน
หน่วยควำมจำภำยในกำร์ด ป้ องกันข้อมูลคุณที่บรรจุภำยในกำร์ดไม่ให้ถูก
ล้วงไปได้ง่ำย ๆ
หน้ำที่ของระบบปฏิบตั ิกำร








กำรจัดกำรกระบวนกำร
กำรจัดกำรหน่วยควำมจำหลัก
กำรจัดกำรแฟ้ ม
กำรจัดกำรระบบ
กำรจัดกำรหน่วยเก็บสำรอง
เครื อข่ำย
ระบบกำรป้ องกัน
ระบบตัวแปลคำสัง่
การจัดการกระบวนการ
(Process Management)





กำรสร้ำง/กำรลบกระบวนกำร ทั้งของผูใ้ ช้และระบบ
กำรหยุด/กำรกลับเข้ำทำใหม่ของกระบวนกำร
กำรจัดหำกลไกสำหรับกำรประสำนเวลำของกระบวนกำร
กำรจัดหำกลไกสำหรับกำรสื่ อสำรระหว่ำงกันของกระบวนกำร
กำรจัดหำกลไกสำหรับควบคุมภำวะติดตำย
การจัดการหน่ วยความจาหลัก
(Main Memory Management)



เก็บข้อมูลปัจจุบนั ในส่ วนของหน่วยควำมจำที่กำลังถูกใช้อยู่
ตัดสิ นใจจะเก็บกระบวนกำรใดเข้ำสู่ หน่วยควำมจำ เมื่อพื้นที่หน่วยควำมจำ
ว่ำงลง
จัดสรรพื้นที่หน่วยควำมจำตำมที่ตอ้ งกำร
การจัดการแฟ้ ม
(File Management)





กำรสร้ำงและลบแฟ้ ม
กำรสร้ำงและลบสำรบบ
กำรแก้ไขและเรี ยกใช้งำนแฟ้ มและสำรบบ
แปลงแฟ้ มไปยังหน่วยเก็บสำรอง
กำรสำรองแฟ้ มลงบนสื่ อที่เก็บชนิดถำวร
การจัดการระบบอินพุต/เอาต์ พตุ
(I/O System Management)
จุดประสงค์ของระบบปฏิบตั ิกำรคือกำรซ่อนรำยละเอียดซึ่งเป็ นคุณ
ลักษณะเฉพำะของอุปกรณ์ฮำร์ดแวร์จำกกำรรับรู ้ของผูใ้ ช้เพื่ออำนวยควำม
สะดวกต่อผูใ้ ช้ระดับต่ำง ๆ
 ส่ วนประกอบกำรจัดกำรหน่ วยควำมจำ รวมทั้งบัฟเฟอร์ แคช และที่พกั เก็บ
 กำรต่อประสำน(Interface) ตัวขับอุปกรณ์ (Device-driver) ทัว่ ไป
 ตัวขับอุปกรณ์ฮำร์ ดแวร์ มีเพียงDevice-driver เท่ำนั้นที่จะรู ้จก
ั รำยละเอียดเชิง
กำยภำพของอุปกรณ์ที่ถูกกำหนด
การจัดการหน่ วยเก็บสารอง
(Secondary-Storage Management)
เนื่องจำกหน่วยควำมจำรองมักถูกใช้บ่อย จึงควรถูกใช้อย่ำงมีประสิ ทธิภำพ
โดยควำมเร็ วส่ วนใหญ่ในกำรทำงำนของระบบคอมพิวเตอร์ข้ ึนอยูก่ บั ดิสก์และ
วิธีกำรเรี ยกใช้งำน
 กำรจัดกำรพื้นที่วำ่ ง
 กำรจัดสรรหน่ วยเก็บ(Storage Allocation)
 กำรจัดลำดับดิสก์ (Disk Scheduling)
เครือข่ าย
(Network)


ระบบกระจำย เป็ นหน่วยรวมของตัวประมวลผลที่ไม่มีกำรใช้ร่วมกันของ
หน่วยควำมจำอุปกรณ์รอบข้ำง โดยมีกำรติดต่อสื่ อสำรระหว่ำงกันผ่ำนสำย
กำรสื่ อสำร ดังนั้นระบบปฏิบตั ิกำรจะต้องมีกำรดำเนินกำรดังนี้
จัดหำกำรเข้ำถึงทรัพยำกรที่ใช้ร่วมกันในระบบกระจำย
จัดหำกำรบริ กำรด้ำนกำรติดต่อสื่ อสำร
การป้องกัน
(Protection)
ในระบบที่มีผใู ้ ช้หลำยคนและมีหลำยงำน กำรใช้ทรัพยำกรของระบบ
จำเป็ นต้องประกันว่ำกำรเรี ยกใช้ทรัพยำกรต้องได้รับกำรอนุญำตจำกระบบ
ปฏิบตั กำรเท่ำนั้น
ดังนั้น กำรป้ องกันจะหมำยถึงกลไกที่ใช้ควบคุมกำรเข้ำถึงโปรแกรม
กระบวนกำร หรื อผูใ้ ช้ เพื่อควำมถูกต้องในกำรใช้ของผูใ้ ช้หรื อกระบวนกำรและ
ปกป้ องไม่ให้ถูกรุ กรำนจำกผูท้ ี่ไม่ได้รับอนุญำตจำกระบบปฏิบตั ิกำร
ระบบตัวแปลคาสั่ ง
(Command Interpreter System)
ตัวแปลคำสัง่ เป็ นส่ วนต่อประสำนระหว่ำงผูใ้ ช้กบั ระบบปฏิบตั ิกำร
ระบบปฏิบตั ิกำรบำงระบบจะผนวกส่ วนของตัวแปลคำสัง่ ไว้ในเคอร์เนล
ในบำงระบบเช่น Ms-Dos และ Unix จะเก็บตัวแปลคำสัง่ ไว้เป็ นโปรแกรม
พิเศษที่จะดำเนินงำนเมื่องำนถูกเริ่ มกระทำกำร หรื อเมื่อผูใ้ ช้ทำกำรลงบันทึกเข้ำ
มำครั้งแรกในระบบแบ่งเวลำ
ระบบปฏิบัตกิ ารกับอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์

แบ่งได้ 4 หมวดหลักดังต่อไปนี้


Processors : CPU เป็ นฮำร์ดแวร์หลักที่ระบบปฏิบตั ิกำรต้องติดต่อควบคุมตลอดเวลำ
ระบบปฏิบตั ิกำรจะทำกำรแบ่งเวลำในกำรประมวลผลให้กบั งำนที่กำลังทำอยู่ ณ เวลำ
นั้น รวมถึงกำรแทรกงำนที่มำจำกผูใ้ ช้ เพื่อให้ผใู้ ช้ไม่ตอ้ งคอยงำนนั้นนำนเกินไป
Memory หน่วยควำมจำ เป็ นส่ วนที่ทำงำนคู่กบั ซีพียู ในกำรพักข้อมูล เก็บข้อมูล โดย
ระบบปฏิบตั ิกำรจะเป็ นตัวระบุตำแหน่งข้อมูล เพื่อให้ซีพียสู ำมำรถดึงข้อมูลใน
ตำแหน่งที่ถูกต้องมำทำงำนต่อไปได้ ซึ่งมีอยู่ 3 ประเภทคือ
่ ำยในซีพียเู ลย เป็ น
 High-Speed cache เป็ นหน่วยควำมจำควำมเร็ วสู ง อยูภ
หน่วยควำมจำที่ใช้เก็บข้อมูลที่ใช้งำนบ่อย ๆ ซีพียมู ีแคชมำกเท่ำไร ก็จะลดกำรดึง
ข้อมูลจำกแรมได้มำกเท่ำนั้น ลดกำรเดินทำงของข้อมูลได้มำกกว่ำดึงข้อมูลจำก
แรม ทำให้ซีพียทู ำงำนต่ำง ๆ ได้เร็ วยิง่ ขึ้น
ระบบปฏิบัตกิ ารกับอุปกรณ์ คอมพิวเตอร์
Main memory เป็ นหน่วยควำมจำหลัก หรื อเรี ยกสั้น ๆ ว่ำ แรม เมื่อซีพียหู ำข้อมูล
ที่ตอ้ งกำรในแคชไม่พบจะมำหำข้อมูลในแรมแทน หน่วยควำมจำประเภทนี้จะใช้
เก็บข้อมูลของงำนที่เรำกำลังทำอยูเ่ พรำะมีพ้นื ที่มำกกว่ำแคช และข้อมูลจะเก็บอยู่
จนกว่ำปิ ดเครื่ อง ข้อมูลก็จะหำยไป
 Secondary memory หน่วยควำมจำสำรอง เป็ นหน่วยควำมจำที่ทำงำนได้ชำ้ ที่สุด
แต่สำมำรถเก็บข้อมูลให้คงอยูไ่ ด้แม้ปิดเครื่ องไปแล้ว เป็ นหน่วยควำมจำแบบแถบ
แม่เหล็กหรื อที่เรี ยกว่ำ ดิสก์
I/O Devices อุปกรณ์ต่อพ่วงต่ำง ๆ ถูกจัดกำรโดยระบบปฏิบตั ิกำรในกำรสัง่ งำน
ควบคุมและแบ่งปั นให้เพียงพอกับงำนต่ำง ๆ ที่ทำอยู่
Buses ทำงเดินข้อมูล ระบบปฏิบตั ิกำรจะเป็ นตัวควบคุมกำรไหลของข้อมูลบนบัส
เพื่อให้กำรรับส่ งข้อมูลทำได้อย่ำงถูกต้อง มีประสิ ทธิภำพ และข้อมูลมีควำมน่ำเชื่อถือ
มำกที่สุด



ความสามารถของระบบปฏิบัติการ

Processor Management หัวใจของระบบปฏิบตั ิการมี 2 ส่ วนด้ วยกันคือ
 ทำกำรแบ่งปั นเวลำประมวลผลของซี พียใู ห้เพียงพอกับงำนทุก ๆ งำน
 พยำยำมใช้ซีพียป
ู ระมวลผลงำนตำมควำมเป็ นจริ ง
กรณี มีงำนมำกไม่สำมำรถสลับแบ่งซี พียใู ห้เพียงพอได้ ระบบจะให้ควำมสำคัญกับ
งำนที่มีลำดับควำมสำคัญสู งก่อน
กำรแทรกงำน มำประมวลผล หรื อ กำรอินเทอร์รัพ (Interrupt:กำรขัดจังหวะ) มีท้ งั
ขัดจังหวะจำกฮำร์ ดแวร์ หรื อ ระบบปฏิบตั ิกำรขัดจังหวะก็ได้
ระบบที่มีกำรขัดจังหวะที่ดีจะสำมำรถช่วยลดงำนได้
ความสามารถของระบบปฏิบัติการ

Memory Management การจัดการหน่ วยความจาทีด่ มี ี 2 ประเด็น คือ
 ระบบต้องแบ่งหน่ วยควำมจำให้เพียงพอสำหรับงำนแต่ละงำน
 ระบบต้องจัดกำรขอบเขตของหน่ วยควำมจำให้ดี งำนๆ หนึ่ งไม่สำมำรถ
นำหน่วยควำมจำของงำนอื่นมำใช้ได้
กรณี ที่หน่วยควำมจำไม่เพียงพอ ระบบจะยืมพื้นที่วำ่ งของฮำร์ ดดิสก์มำทำเป็ น
หน่วยควำมจำ เรี ยกหน่วยควำมจำแบบนี้วำ่ Virtual Memory หน่วยควำมจำเสมือน
 ข้ อดี คือ ทำให้เครื่ องที่มีหน่วยควำมจำหลักจำกัด สำมำรถรันงำนเพิ่มมำกยิง่ ขึ้น
 ข้ อเสี ย คือ ทำงำนได้ชำ้
* แต่ถำ้ ฮำร์ ดดิสก์ มีพ้นื ที่วำ่ งไม่เพียงพอ ก็ไม่สำมำรถนำเทคนิคนี้มำใช้งำนได้ *
ความสามารถของระบบปฏิบัติการ

Storage Management การจัดการข้ อมูล หรือการจัดเก็บข้ อมูล
ระบบปฏิบตั ิกำรที่ดีตอ้ งมีควำมสำมำรถในกำรจัดเก็บข้อมูลลงดิสก์ เพื่อบันทึกไว้ใช้
ในตอนเปิ ดเครื่ องครั้งต่อไป
 ระบบปฏิบต
ั ิกำรต้องมีควำมสำมำรถในกำรอ่ำนเขียนข้อมูลลงดิสก์ได้ดี มีระบบ
ค้นหำข้อมูลที่มีประสิ ทธิภำพ มีกำรกำหนดสิ ทธิ์ผเู้ ข้ำใช้ขอ้ มูลได้


Device Management การจัดการอุปกรณ์ ต่อพ่วง

ระบบปฏิบตั ิกำรต้องมีควำมสำมำรถในกำรติดต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงต่ำง ๆ ผ่ำน
โปรแกรมที่เรี ยกว่ำ “ไดรฟเวอร์” โดยไดรฟเวอร์มีหน้ำที่แปลงสัญญำณ
อิเล็กทรอนิกส์ของอุปกรณ์ให้เป็ นข้อมูลรหัสคอมพิวเตอร์ ส่ งให้ระบบปฏิบตั ิกำร
และสลับกัน ไดรฟเวอร์กแ็ ปลงรหัสคอมฯเ ป็ นสัญญำณอิเล็กทรอนิกส์ส่งกลับ
อุปกรณ์ดว้ ย
ความสามารถของระบบปฏิบัติการ

Application Management ส่ วนติดต่อกับโปรแกรมประยุกต์


ระบบปฏิบตั ิกำรจะเตรี ยมส่ วนที่ใช้ติดต่อกับโปรแกรมประยุกต์ไว้ เช่นคำสัง่
พื้นฐำน ฟังก์ชนั กำรทำงำนต่ำง ๆ เมื่อเรำเปิ ดโปรแกรมและสัง่ งำน คำสัง่ จะถูกส่ งไป
ให้ระบบปฏิบตั ิกำรโดยผ่ำนส่ วนกำรติดต่อนี้ ระบบปฏิบตั ิกำรเป็ นตัวจัดกำรคำสัง่
ให้ เช่น กำรอ่ำน เขียนไฟล์เป็ นต้น
User Interface ส่ วนติดต่ อกับผู้ใช้

ระบบปฏิบตั ิกำรต้องมีส่วนติดต่อกับผูใ้ ช้ เช่นหน้ำต่ำง ปุ่ มกดตกลง ปุ่ มกดปฏิเสธ
ช่องกรอกข้อควำม หน้ำต่ำงเตือน ช่องรำยกำร ฯลฯ เพื่อสื่ อสำรและรับคำสัง่ จำก
ผูใ้ ช้งำน โดยโปรแกรมประยุกต์จะนำส่ วนประกอบต่ำง ๆ เหล่ำนี้มำใช้เป็ น
ส่ วนประกอบของโปรแกรม
สรุปหน้ าทีข่ อง OS
จุดประสงค์หลักกำรสร้ำง OS เพื่ออำนวยควำมสะดวกแก่ผใู ้ ช้เครื่ อง
คอมพิวเตอร์ โดยหน้ำที่หลักมีดงั นี้
 ติอต่อกับผูใ้ ช้(User Interface)
 ควบคุมดูแลอุปกรณ์และกำรทำงำนของเครื่ องคอมพิวเตอร์
 จัดสรรทรัพยำกรต่ำง ๆ ในระบบ เช่น ซี พีย,ู หน่ วยควำมจำ,อุปกรณ์
อินพุต-เอำต์พตุ , ข้อมูล เป็ นต้น เพรำะ


ทรัพยำกรของระบบมีจำกัด โดยเฉพำะซีพียู
ทรัพยำกรมีอยูห่ ลำยประเภท OS จึงต้องเตรี ยมทรัพยำกรให้เพียงพอกับ
โปรเซส
Homework
 จงหำชื่อของระบบปฏิบต
ั ิที่ใช้กบั เครื่ องคอมพิวเตอร์ดงั ต่อไปนี้
เครื่ องเซิร์ฟเวอร์
 เครื่ องพีซี
 เครื่ องแมคอินทอช
 อุปกรณ์พกพำ เช่น เครื่ อง PDA , โทรศัพท์มือถือ, Tablet ฯลฯ
 เปรี ยบเทียบข้อแตกต่ำงของระบบปฏิบต
ั ิกำร Windows 98, XP,ME, Seven ว่ำมีขอ้ ดีขอ้ ด้อย
อย่ำงไร หำภำพของแต่ละรุ่ นมำประกอบด้วย

**ให้ทำเป็ นงำนกลุ่ม จับกลุ่มไม่เกิน 3 คน พิมพ์ส่ง ใช้สันรู ดเข้ำเล่ม
ส่ งวันสุ ดท้ ายวันที่ 14 ธันวาคม 2555 เท่ านั้น