Operating System – Introduction and Basic Concepts इस भाग में ऑपरेटिंग सिस्टम के परिचय (परिभाषा, कार्य) और उसके Basic Concepts के बारें में बताया गया है.
Operating System – Introduction and Basic Concepts| ऑपरेटिंग सिस्टम: परिचय और बुनियादी अवधारणाएँ
Definition of Operating System
Operating System (OS) computer user और Computer Hardware के बीच एक Interface है। Operating System एक सॉफ्टवेयर है जो file management, memory management, process management, handling input and output, और disk drives और printers जैसे peripheral devices को control करने जैसे सभी basic tasks को करता है।
An operating system is a program that acts as an interface between the user and the computer hardware and controls the execution of all kinds of programs.
Operating System एक Software है जो Application को कंप्यूटर के Hardware के साथ interact करने में सक्षम बनाता है। वह Software जिसमें Operating System के core components होते हैं, kernel कहलाते हैं।
कुछ लोकप्रिय Operating Systems में Linux Operating System, Windows Operating System, VMS, OS/400, AIX, z/OS आदि शामिल हैं। आज, Operating System लगभग हर डिवाइस जैसे मोबाइल फोन, पर्सनल कंप्यूटर, मेनफ्रेम कंप्यूटर, ऑटोमोबाइल, टीवी, खिलौने आदि में पाए जाते हैं।
History and Evolution of Operating System
Generic Architecture Diagram of an Operating System
Evaluation and Generations of Operating System
0th Generation
0वीं generation का उपयोग कंप्यूटिंग के विकास की अवधि को refer करने के लिए किया जाता है जब Charles Babbage ने Analytical Engine का आविष्कार किया और बाद में John Atanasoff ने 1940 में एक कंप्यूटर बनाया। इस अवधि की hardware component technology इलेक्ट्रॉनिक vacuum tubes थी। इस पीढ़ी के कंप्यूटर के लिए कोई ऑपरेटिंग सिस्टम उपलब्ध नहीं था और कंप्यूटर प्रोग्राम machine language में लिखे गए थे। इस पीढ़ी के यह कंप्यूटर inefficient थे और अलग-अलग प्रोग्रामर और ऑपरेटरों के अलग-अलग दक्षताओं पर निर्भर थे।
First Generation (1951-1956)
पहली पीढ़ी ने commercial computing की शुरुआत को marked किया, जिसमें 1951 की शुरुआत में एकर्ट और मौचली द्वारा UNIVAC I और बाद IBM 701 कंप्यूटर शामिल था।
System operation एक्सपर्ट operators की मदद से और एक ऑपरेटिंग सिस्टम के बिना कुछ समय के लिए किया गया था, हालांकि programs अब higher level, procedure-oriented languages में लिखे जाने लगे, और इस तरह operator’s routine expanded हुआ। बाद में mono-programmed operating system विकसित किया गया, जिसने running job में कुछ मानवीय हस्तक्षेप को समाप्त कर दिया और प्रोग्रामर को कई desirable functions प्रदान किया। ये सिस्टम अभी भी एक human operator के नियंत्रण में काम करना जारी रखता है जो एक प्रोग्राम को execute करने के लिए number of steps का पालन करता था। फोरट्रान जैसी प्रोग्रामिंग भाषा को John W. Backus ने 1956 में विकसित किया था।
Second Generation (1956-1964)
दूसरी पीढ़ी को सबसे बढ़ी विशेषता रूप से transistors द्वारा vacuum tubes की जगह लेने की थी। first operating system GMOS IBM कंप्यूटर द्वारा विकसित किया गया था। GMOS सिंगल stream batch processing system पर आधारित था, क्योंकि यह सभी similar jobs को groups या batches में collects करता है और फिर मशीन में सभी कार्यों को पूरा करने के लिए पंच कार्ड का उपयोग करके ऑपरेटिंग सिस्टम को जॉब सबमिट करता है। एक काम पूरा करने के बाद ऑपरेटिंग सिस्टम को cleaned किया जाता है और पंच कार्ड में next job read and initiates किया जाता है.
Third Generation (1964-1979)
तीसरी पीढ़ी की शुरुआत अप्रैल 1964 में आईबीएम द्वारा अपने System/360 family of computers की घोषणा के साथ शुरू हुई। Hardware technology ने integrated circuits (ICs) का उपयोग करना शुरू किया जिससे speed और economy दोनों में सुधर हुआ।
Multiprogramming की शुरूआत और widespread रूप से अपनाने के साथ Operating system का development जारी रहा। कंप्यूटर के डेटा चैनल I/O क्षमताओं का fuller advantage लेने का idea विकसित होता रहा.
Fourth Generation (1979 – Present)
चौथी पीढ़ी की विशेषता पर्सनल कंप्यूटर और वर्कस्टेशन की उपस्थिति है। तीसरी पीढ़ी के technology को Very Large Scale Integration (VLSI) द्वारा Replace किया गया था। कई ऑपरेटिंग सिस्टम जो आज हम उपयोग कर रहे हैं जैसे विंडोज, लिनक्स, मैकओएस आदि चौथी पीढ़ी में विकसित हुए। और वर्तमान में नए नए ऑपरेटिंग सिस्टम कंप्यूटर और मोबाइल दोनों के लिए विकसित किये जा रहे है.
Functions and Goals of Operating System
- Memory Management
- Processor Management
- Device Management
- File Management
- Network Management
- Security
- Control over system performance
- Job accounting
- Error detecting aids
- Coordination between other software and users
Memory Management मेमोरी प्रबंधन
मेमोरी प्रबंधन Primary Memory या Main Memory के Management को refers करता है। Main Memory Words bytes की एक array है जहाँ प्रत्येक word या byte का अपना address होता है।
मुख्य मेमोरी fast storage प्रदान करती है जिसे सीधे CPU द्वारा access किया जाता है. किसी program को executed होने के लिए उसे main memory में रहना जरूरी है. एक ऑपरेटिंग सिस्टम मेमोरी मैनेजमेंट के लिए निम्नलिखित गतिविधियां करता है –
- Primary Memory का ट्रैक रखता है, Memory का कौन सा Part उपयोग में है या नहीं।
- Multiprogramming में Operating System तय करता है कि किस Process को मेमोरी कब और कितनी मिलेगी.
- जब किसी process के लिए request आता है तो तब उसे मेमोरी प्रदान किया जाता है.
- जब कोई process खत्म हो जाता है तो memory को De-allocates कर दिया जाता है.
Processor Management प्रक्रिया प्रबंधन
Multiprogramming वातावरण में, OS तय करता है कि किस process को processor के पास कब और कितने समय के लिए भेजना है। इस फ़ंक्शन को process scheduling कहा जाता है। एक ऑपरेटिंग सिस्टम processor management के लिए निम्नलिखित activities करता है –
- Processor और Process की Status का ट्रैक रखता है। इस कार्य के लिए जिम्मेदार program को traffic controller के रूप में जाना जाता है।
- Process के लिए Processor (सीपीयू) Allocates करता है।
- जब किसी Process की आवश्यकता नहीं रह जाती है तो Processor को De-allocates करता है।
Device Management डिवाइस प्रबंधन
Operating System अपने संबंधित drivers के माध्यम से device communication को manages करता है। यह Device Management के लिए निम्नलिखित activities करता है –
- सभी devices का tracks रखता है। इस कार्य के लिए जिम्मेदार Program I/O controller के रूप में जाना जाता है।
- यह decides करता है कि कौन सी process device को कब और कितने समय के लिए प्राप्त करती है।
- Device को efficient way से Allocates करता है।
- Devices को De-allocates करता है।
File Management फाइल प्रबंधन
File System को सामान्य रूप से easy navigation और usage के लिए directories में व्यवस्थित किया जाता है। इन directories में Files और Other Directories हो सकती हैं।
Operating System File Management के लिए निम्नलिखित activities करता है –
- Information, Location, Uses, Status आदि का ट्रैक रखता है। Collective Facilities को अक्सर file system के रूप में जाना जाता है।
- तय करता है कि resources किसे मिले।
- Resources को Allocates करता है।
- Resource को De-allocates करता है।
Security Management सुरक्षा प्रबंधन
Password और इसी तरह की अन्य techniques के माध्यम से, यह program और Data तक unauthorized access को रोकता है।
Control Over System Performance सिस्टम प्रदर्शन पर नियंत्रण
किसी service के लिए request और system से response के बीच में देरी को recording करता है।
Job Accounting काम का लेखा जोखा
विभिन्न jobs और users द्वारा उपयोग किए जाने वाले time और resources पर नज़र रखना।
Error detecting aids त्रुटी का पता लगाना
Dumps, traces, error messages और other debugging और error का पता लगाने वाले aids का production करना।
Coordination between other softwares and users अन्य सॉफ्टवेयर और उपयोगकर्ताओं के बीच समन्वय
Computer Systems के विभिन्न users के लिए compilers, interpreters, assemblers और other software का coordination और assignment करना।
Operating System Basic Concepts or OS Properties
Operating System के विभिन्न Properties निम्नलिखित हैं। यह आर्टिकल इन गुणों को एक-एक करके विस्तार से समझाएगा: –
- Batch processing
- Spooling
- Multiprogramming
- Multiprocessor System
- Time Sharing
- Real Time System
Batch processing बैच प्रोसेसिंग
Batch processing एक ऐसी technique है जिसमें एक Operating System processing शुरू होने से पहले batch में programs और data को एक साथ collects करता है। एक Operating System बैच प्रोसेसिंग से related निम्नलिखित activities करता है –
- Operating System एक job को defines करता है जिसमें एक unit के रूप में commands, programs और data का predefined sequence होता है।
- Operating System number को Jobs को memory में रखता है और बिना किसी manual information के उन्हें executes करता है।
- Jobs को processed करने के order में submission किया जाता है, यानी पहले आओ पहले पाओ।
- जब कोई job अपना execution पूरा करता है, तो उसकी memory released हो जाती है और job के लिए output बाद में printing या processing के लिए output spool में copied हो जाता है।
Batch processing Advantages लाभ
- Batch processing ऑपरेटर के अधिकांश work को computer तक ले जाती है।
- बिना किसी manual intervention के previous job के समाप्त होते ही new job के रूप में बेहतर performance शुरू हो जाता है।
Batch processing Disadvantages हानि
- प्रोग्राम debug करना मुश्किल है।
- Job एक infinite loop में enter कर सकती है।
- सुरक्षा योजना के अभाव में one batch की job pending jobs को प्रभावित कर सकती है।
Spooling
Spooling एक ऐसी process है जिसमें डेटा को temporarily रूप से किसी डिवाइस, प्रोग्राम या सिस्टम द्वारा use और executed करने के लिए रखा जाता है। डेटा को memory या अन्य volatile storage में भेजा और stored किया जाता है जब तक कि प्रोग्राम या कंप्यूटर इसे execution के लिए requests नहीं करता है।
Spooling लाइन पर एक साथ simultaneous peripheral operations के लिए एक संक्षिप्त शब्द है। स्पूलिंग का तात्पर्य विभिन्न I/O jobs के data को buffer में रखना है। यह buffer memory या hard disk में एक special area है जो I/O devices के लिए है।
How Spooling Works in Operating System ऑपरेटिंग सिस्टम में स्पूलिंग कैसे काम करता है
एक ऑपरेटिंग सिस्टम में, स्पूलिंग निम्नलिखित चरणों में काम करती है, जैसे:
- स्पूलिंग में SPOOL नामक एक buffer बनाना शामिल है, जिसका उपयोग jobs और Data को तब तक Hold (रोकने) के लिए किया जाता है जब तक कि जिस डिवाइस में SPOOL बनाया गया है, वह उस jobs का उपयोग करने और execute करने या डेटा पर काम करने के लिए तैयार नहीं हो जाता है।
- जब कोई faster device कुछ operation करने के लिए slower device को Data भेजता है, तो यह SPOOL buffer के रूप में किसी भी सेकेंडरी मेमोरी में attached हो जाता है। यह डेटा SPOOL में तब तक रखा जाता है जब तक कि slower device इस डेटा पर काम करने के लिए ready न हो जाए। जब slower device तैयार हो जाता है, तब SPOOL में डेटा required operations के लिए main memory पर load किया जाता है।
- Spooling सम्पूर्ण secondary memory को एक huge buffer के रूप में मानता है जो कई कार्यों और कई कार्यों के लिए डेटा store कर सकता है। Spooling का लाभ यह है कि यह Jobs की एक queue बना सकता है जो एक-एक करके Jobs को execute करने के लिए FIFO order में execute होती है।
- एक उपकरण कई इनपुट उपकरणों से जुड़ सकता है, जिसके लिए उनके डेटा पर कुछ operation की आवश्यकता हो सकती है। तो, ये सभी इनपुट डिवाइस अपने डेटा को सेकेंडरी मेमोरी (SPOOL) पर रख सकते हैं, जिसे बाद में डिवाइस द्वारा एक-एक करके execute किया जा सकता है। यह सुनिश्चित करेगा कि सीपीयू किसी भी समय not idle नहीं है। तो, हम कह सकते हैं कि स्पूलिंग buffering और queuing का एAdvantages of Spoolingक combination है।
- सीपीयू द्वारा कुछ output generates करने के बाद, यह output सबसे पहले main memory में सहेजा जाता है। यह output मुख्य मेमोरी से secondary memory में ट्रांसफर होता है और वहां से output संबंधित output डिवाइस को भेजा जाता है।
Example of Spooling स्पूलिंग का उदाहरण
Spooling का सबसे बड़ा example printing है। जिन documents को print किया जाना है उन्हें SPOOL में store किया जाता है और फिर print के लिए queue में add किया जाता है। इस समय के दौरान, कई processes अपना operations कर सकती हैं और बिना waiting किए सीपीयू का उपयोग कर सकती हैं, जबकि प्रिंटर एक-एक करके documents पर Printing Processess को Execute करता है।
Advantages of Spooling स्पूलिंग के लाभ
- I/O devices या operations की संख्या कोई मायने (matter) नहीं रखती। कई I/O devices एक साथ बिना किसी interference या एक-दूसरे को disruption किए एक साथ काम कर सकते हैं।
- Spooling में, I/O डिवाइस और CPU के बीच कोई interaction नहीं होता है। इसका मतलब है कि सीपीयू को I/O operations होने का wait करने की कोई आवश्यकता नहीं है। इस तरह के ऑपरेशन को execute करने में लंबा समय लगता है, इसलिए सीपीयू उनके समाप्त होने की प्रतीक्षा नहीं करेगा।
- Spooling में, CPU को अधिकांश समय व्यस्त रखा जाता है और queue समाप्त होने पर ही idle state में जाता है। तो, सभी कार्यों को queue में जोड़ दिया जाता है, और सीपीयू उन सभी कार्यों को समाप्त कर देगा और फिर idle state में चला जाएगा।
- यह applications को सीपीयू की गति से चलाने की अनुमति देता है जबकि I/O devices को उनकी पूर्ण गति से संचालित करता है।
Disadvantages of Spooling स्पूलिंग के नुकसान
- इनपुट द्वारा किए गए requests की संख्या और connected input devices की संख्या के आधार पर स्पूलिंग के लिए बड़ी मात्रा में storage की आवश्यकता होती है।
- क्योंकि SPOOL secondary storage में बनाया गया है, कई input devices एक साथ काम कर रहे हैं, secondary storage पर काफी जगह ले सकते हैं और इस तरह disk traffic को बढ़ा सकते हैं। इसके परिणामस्वरूप disk slow और slow हो जाती है क्योंकि traffic अधिक से अधिक बढ़ जाता है।
- स्पूलिंग का उपयोग धीमे डिवाइस से डेटा को तेज डिवाइस में कॉपी और निष्पादित करने के लिए किया जाता है। धीमी डिवाइस एक कतार में संचालित होने वाले डेटा को स्टोर करने के लिए एक स्पूल बनाता है, और सीपीयू उस पर काम करता है। यह प्रक्रिया अपने आप में स्पूलिंग को वास्तविक समय के वातावरण में उपयोग करने के लिए निरर्थक बनाती है जहाँ हमें सीपीयू से वास्तविक समय के परिणामों की आवश्यकता होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि इनपुट डिवाइस धीमा है और इस प्रकार धीमी गति से अपने डेटा का उत्पादन करता है जबकि सीपीयू तेजी से काम कर सकता है, इसलिए यह कतार में अगली प्रक्रिया पर जाता है। यही कारण है कि अंतिम परिणाम या आउटपुट रीयल-टाइम के बजाय बाद में तैयार किया जाता है।
इन्हें भी देखें
एमएस ऑफिस बटन की सम्पूर्ण जानकारी
नवीनतम सरकारी नौकरियां
Photoshop 7.0 Image size resolution and mode
डाटा क्या है What is Data – Data Types, Number System, Fixed Point Representation
Job Alert in Hindi
यदि आपका कोंई विचार, सुझाव है तो हमें पोस्ट के निचे कमेंट सेक्शन में बेशक बताएं. जिससे हम वेबसाइट के कमियों को दूर करके और बेहतर बनाकर आपके सामने रख सकें. हमारे सभी पोस्ट को अपने दोस्तों के साथ शेयर करना न भूलें.