最終回 — 1日10分のOS学習・20日目
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はじめに 🔗
毎日10分ずつOSを学んできた皆さん、ここまでお疲れさまでした。
最終回では、1日目から19日目までの内容を、一つの流れとして自然につなげて振り返ります。
OSは、どこまでを担当していたのでしょうか 🔗
最初は、「そもそもOSとは何か」という問いから始まりました。
スマートフォンのアプリを起動したり、コンピューターで文書を保存したりできるのも、
OSのおかげ
です。
OSは、目に見えない管理者のように、プロセス、メモリー、ファイル、入出力機器、ネットワーク資源
を調整します。
例えばアプリを起動すると、OSは次のことを行います。- プロセスを作り、CPUのスケジュールへ登録します。
- 使用できるメモリーを探して割り当てます。
- ファイルが必要なら、ファイルシステムを通してストレージへアクセスできるようにします。
- マウスやキーボードなどの入力機器、画面やスピーカーなどの出力機器と接続します。
- ネットワークを通して、インターネットの情報も取得できるようにします。
一つの流れで振り返る20日間 🔗
OSの役割は、単にプログラムを実行することにとどまりません。
複数のプログラムが同時に動く
マルチタスク環境を実現し、誰がいつCPUを使うか、メモリーをどう分配するか
を、その場で判断します。1〜5日目：OSの基本原理 🔗
OSとは何かから始め、プロセス、スレッド、CPUスケジューリングまでを学びました。
- プロセスは実行中のプログラム、スレッドはその中の小さな処理の流れです。
- CPUが遊ばないように、スケジューリングで複数のプロセスを交互に動かします。
- 複数のスレッドを使えば、一つのプログラムも並行して処理できます。
6〜10日目：メモリー、同期、デッドロック 🔗
- 複数のスレッドが同じ資源を同時に使う際、衝突を防ぐ同期の道具を学びました。
- セマフォ、ミューテックス、モニターが順に登場しました。
- デッドロックは、互いに待ち続け、誰も抜け出せない状態でした。
メモリーも重要でした。連続割り当てから、ページング、TLB、スワッピング、仮想メモリーへとつなげ、
アドレス空間と実際の物理メモリーの違い
を理解しました。11〜15日目：ストレージとファイルシステム 🔗
ファイルシステムは、単にファイルを読み書きする技術ではありませんでした。
- ディスクは、読む順序によって性能が変わります。
- ファイルシステムは、データをブロック単位で格納します。
- ディレクトリー、inode、FCBなどの構造で、ファイルとメタデータを管理します。
保護とセキュリティも、この時期に扱いました。
- 権限の分離、アクセス制御リスト、暗号化、認証などは、
- システムを信頼できるものにする基盤でした。
16〜19日目：保護、仮想化、ネットワーク、分散システム 🔗
OSは、プログラム同士が
互いの領域を侵さないように保護
します。
また、仮想マシン
によって、もう一つのOSを動かせることも学びました。
そして最終的には、- ネットワークを通してデータをやり取りし、
- 分散システムで、複数のコンピューターが一つのように協調できることが、
現代のOSの
実際の姿
でした。OSを本当に理解するということ 🔗
OSを、単なるコンピューターの基本ソフトではなく、
すべてのプログラムが協調できるプラットフォーム
として理解できるようになりました。- アプリを一つ起動したとき、OSは同時にいくつの処理を行っているのでしょうか。
- エラーを防ぎ、性能を最大限に引き出すには、どのような判断をするのでしょうか。
私たちは、OSの立場でプログラムを捉え、
システム全体を設計・最適化する視点
を身につけたのです。まとめ 🔗
OSは、コンピューター専攻の人だけが知っておく技術ではありません。
アプリ開発者、データ分析者、インフラエンジニアにとっても必要な、システムの骨格であり、賢い管理者です。
このシリーズが、これからの開発や学習を支える確かな土台になることを願っています。
参考 🔗
- Operating System Concepts (10th Edition)
- https://en.wikipedia.org/wiki/Operating_system↗