ระบบปฏิบัติการ OS Operating system

ในปี 1987 บริษัทไอบีเอ็มได้มีการแนะนำเครื่องพีซีที่เรียกว่า PS/2 (Personal System/2) และ PC /AT ที่มีไมโครโปรเซสเซอร์เบอร์ 80286 80386 หรือ 80486 เป็นซีพียูของเครื่องออกมาสู่ตลาดเป็นครั้งแรก พร้อม ๆ กับการประกาศระบบปฏิบัติการตัวใหม่ที่เรียกว่าโอเอสทู (OS/2) ที่มีบริษัทไอบีเอ็มและไมโครซอฟต์เป็นผู้ร่วมกันพัฒนาระบบปฏิบัติการประเภทนี้ออกมาเป็นครั้งแรก โอเอสทูเป็นระบบปฏิบัติการที่ใช้สำหรับเครื่องไอบีเอ็มและไอบีเอ็มคอมแพททิเบิล เป็นระบบปฏิบัติการที่ไม่ต้องอยู่ภายใต้การควบคุมของดอสและมีลักษณะเป็น GUI เช่นเดียวกับแมคโอเอสและวินโดวส์ ซึ่ง GUI ของโอเอสทูนี้จะถูกเรียกว่า Workplace Shell (WPS)โอเอสทูได้เอาชนะข้อจำกัดของดอสในเวอร์ชันแรก ๆ เช่น สามารถรันโปรแกรมที่มีขนาดใหญ่กว่า 640 KB ได้ ซึ่ง 640 KB นี้เป็นขนาดของแรมมากที่สุดจะสามารถเก็บโปรแกรมได้ในดอสรุ่นเก่า ๆ นอกจากนี้มันยังมีความสามารถทำงานในลักษณะของมัลติทาสกิ้งคือสามารถรันโปรแกรมมากกว่าหนึ่งโปรแกรมในขณะเดียวกันได้ แต่ละโปรแกรมก็จะมีหน้าต่างเป็นของตนเอง ผู้ใช้สามารถเลือกทำงานไปยังหน้าต่างของโปรแกรมใด ๆ ก็ได้ความสามารถอย่างหนึ่งของโอเอสทูคือ จะสามารถรันบนโปรแกรมประยุกต์ที่พัฒนาบนดอส วินโดวส์ และโอเอสทูเองได้อย่างพร้อมๆ กัน ยิ่งไปกว่านั้นโอเอสทูเป็นระบบปฏิบัติการตัวแรกบนเครื่องพีซีที่สามารถดึงความสามารถของไมโครโปรเซสเซอร์ของ Intel รุ่นล่าสุด คือ 486 และเพนเที่ยมมาใช้ประโยชน์ได้อย่างเต็มที่ นอกจากนี้ยังเป็นระบบปฏิบัติการตัวแรกที่มีการทำงานเป็นกลุ่ม (Workgroups) กล่าวคือผู้ใช้งานในแต่ละกลุ่มจะสามารถแบ่งกันใช้งานไฟล์และฐานข้อมูลร่วมกันได้ โดยผ่านทางสายสื่อสารไอบีเอ็มตั้งใจจะผลักดันให้โอเอสทูขึ้นมาครองตลาดแทนดอส โดยให้เป็นระบบปฏิบัติการของเครื่องคอมพิวเตอร์ PS/2 ของไอบีเอ็มเอง และปัจจุบันนี้ไอบีเอ็มเป็นผู้พัฒนาโอเอสทูเองทั้งหมด รวมทั้งโปรแกรมต่าง ๆ ที่จะรันบนโอเอสทูด้วย แต่เนื่องจากความล้มเหลวของการบริหาร ไมโครซอฟต์จึงแยกตัวออกไปจากไอบีเอ็มและหันไปสนับสนุนการพัฒนาดอสและวินโดวส์แทน แต่อย่างไรก็ตามโอเอสทูก็เป็นระบบปฏิบัติการที่มีความสามารถมากตัวหนึ่ง และมีความง่ายต่อการใช้งานมากกว่าวินโดวส์ในเวอร์ชันแรก ๆโอเอสทูนับว่าเป็นมิติใหม่ของระบบปฏิบัติการบนเครื่องคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก มีลักษณะเด่น ๆ ของ โอเอสทู โดยสรุปได้ดังนี้ * เป็นระบบหลายโปรแกรม (multiprogramming) หลาย ๆ โปรแกรมสามารถทำงานได้พร้อม ๆ กัน * การนำเสนอบนจอภาพเป็นแบบกราฟิกส์ คือมีรูปภาพบนจอภาพ และมีการแบ่งส่วนบนจอภาพเป็นจอภาพย่อย ๆ หลายจอเรียกว่าวินโดว์ (Window) การใช้งานโอเอสทูง่ายมากเมื่อใช้กับอุปกรณ์ที่เรียกว่า เมาส์ (mouse) ในการเลือกคำสั่งหรือโปรแกรมทำงาน * สามารถรันโปรแกรมต่าง ๆ ที่รันภายใต้ระบบดอสได้ (DOS compatibility) * ใช้หน่วยความจำเสมือนให้โปรแกรมมีขนาดโตได้มากถึง 1 กิกะไบต์ โดยใช้หน่วยความจำจริงเพียง 2 – 16 เมกกะไบต์ * และอื่น ๆ เช่น มีระบบฐานข้อมูล โปรแกรมสนับสนุนระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ เป็นต้นการจัดการโปรเซสความจริงแล้วคำว่า “การจัดการโปรเซส” กับ โอเอสทู คงไม่ถูกนัก เพราะโอเอสทูไม่ได้มีเพียงโปรเซสเท่านั้น แต่ยังมีส่วนประกอบอื่น ๆ อีกที่จะรันโปรแกรมให้สำเร็จลุล่วงลงได้ โอเอสทูแบ่งหน่วยการทำงานในระบบออกเป็น 3 ประเภทคือ 1. เซสชั่น (session) เป็นหน่วยใหญ่ที่สุดในระบบ ซึ่งจะหมายถึงการทำงานใดงานหนึ่งที่มีการใช้จอภาพ (วินโดว์ 1 วินโดว์) กับแป้นพิมพ์ ซึ่งเราอาจมองเซสชั่นว่าเป็นงาน 1 งาน หรือโปรแกรม 1 โปรแกรม ของระบบก็ได้ 2. โปรเซส (process) แต่ละเซสชั่นประกอบด้วยโปรเซส 1 โปรเซส หรือมากกว่าช่วยกันทำงานเพื่อให้เซสชั่นนั้น ๆ เสร็จสิ้นไป โปรเซสนี้เป็นโค้ดโปรแกรมชุดหนึ่งเท่านั้น 3. เธรด (thread) เป็นหน่วยย่อยที่สุดในระบบที่ทำงานจริง ๆ โปรเซสหนึ่ง ๆ จะประกอบด้วย เธรด 1 เธรด หรือมากกว่าช่วยกันทำงาน เป็นส่วนที่โค้ดของโปรเซสถูกเอ็กซีคิ้วจริง ๆ ดังนั้น ณ ขณะใดขณะหนึ่งจะมีเพียงเธรดเดียวที่กำลังทำงานอยู่ ในรูปที่ 9.10.เป็นการแสดงถึงความสัมพันธ์ของเซสชั่นโปรเซสธรรมดาและเธรด นั่นคือระบบประกอบด้วยหลายเซสชั่นต่างคนต่างทำงาน เซสชั่นประกอบด้วยโปรเซสแต่ละโปรเซสประกอบด้วยหลายเธรดเนื่องจากหน่วยที่ทำงานจริง ๆ ในโอเอสทูคือเธรด ดังนั้น โอเอสทูต้องจัดการการทำงานของเธรด หลายเธรดในระบบเพื่อให้เธรดต่าง ๆ ได้ทำงานพร้อม ๆ กัน ผลก็คือ โปรแกรมต่าง ๆ ในระบบได้ทำงานไปพร้อม ๆ กัน วิธีการจัดการเธรดมีหลักการเดียวกับการจัดการโปรเซสที่อธิบายในบทที่ 2 เพียงแต่เปลี่ยนจากโปรเซสเป็น เธรดเท่านั้นโอเอสทู แบ่งประเภทของเธรดออกเป็น 3 ประเภท ตามลำดับความสำคัญในการทำงานและใช้การจัดคิวแบบหลายระดับในการจัดคิวเพื่อจัดลำดับในการเข้าทำงานของเธรด โดยให้เธรดประเภทเดียวกันอยู่ในระดับเดียวกัน โอเอสทูแบ่งประเภทของเธรดออกได้เป็น 1. time-critical เป็นเธรดที่มีลำดับความสำคัญสูงสุด ต้องเข้าไปควบคุมการทำงานของระบบทุก ๆ ระยะเวลาที่กำหนดเสมอ โอเอสทูใช้คิวประเภท RR (round robin) สำหรับเธรดในระดับนี้ 2. regular เป็นเธรดที่ได้เข้าทำงานเป็นลำดับที่ 2 ต่อจากเธรดประเภทแรก การจัดคิวในระดับนี้ใช้คิวแบบลำดับความสำคัญ (priority queue) ตำแหน่งของเธรด ในคิวจะเรียงกันตามลำดับของความสำคัญซึ่งสามารถแปรเปลี่ยนได้ 3. idle-time เป็นเธรดที่มีลำดับความสำคัญต่ำสุด จะเข้าทำงานเมื่อซีพียูว่างเท่านั้น โดยใช้การจัดคิวแบบ RR สำหรับคิวระดับนี้การจัดการหน่วยความจำโอเอสทู สามารถจัดการหน่วยความจำจริงได้ตั้งแต่ 2 เมกกะไบต์ขึ้นไปจนถึง 16 เมกกะไบต์ ในขณะที่ดอสสามารถจัดการหน่วยความจำได้มากที่สุดเพียง 1 เมกกะไบต์เท่านั้น นอกจากนี้โอเอสทูยังมีระบบหน่วยความจำเสมือน ทำให้รันโปรแกรมต่าง ๆ ที่ขนาดโตได้มากที่สุดถึง 1 กิกะไบต์ แต่ต้องเป็นโปรแกรมที่ ถูกสร้างขึ้นให้รันภายใต้ระบบโอเอสทูเท่านั้น ถ้าเป็นโปรแกรมขอดอสมารันภายใต้ระบบโอเอสทูจะใช้หน่วย ความจำได้เพียง 640 กิโลไบต์เท่านั้น และสามารถรันโปรแกรมดอสได้เพียงครั้งละ 1 โปรแกรมเท่านั้น โอเอสทู แบ่งหน่วยความจำออกเป็น 2 ส่วนคือ ส่วนที่ต่ำกว่า 1 เมกกะไบต์ลงมาและส่วนที่เกิน 1 เมกกะไบต์ขึ้นไปจนถึง 2 – 16 เมกกะไบต์แล้วแต่ว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้อยู่มีหน่วยความจำเท่าใด ในส่วน 1 เมกกะไบต์แรกเรียกว่า compatibility box ซึ่งมีโครงสร้างเดียวกับ 1 เมกกะไบต์ที่ดอสสามารถจัดการได้ คือ 640 กิโลไบต์กแรกที่เป็นโปรแกรมดอสและโปรแกรมของผู้ใช้เข้าไปอยู่ในส่วนนี้ โอเอสทูมีโปรแกรมตัวหนึ่งเข้าไปอยู่ตรงส่วนของดอส โดยทำหน้าที่เหมือนกับดอสทุกอย่างเพื่อให้โปแกรมที่รันภายใต้ระบบดอส เพื่อให้โปรแกรมที่รันภายใต้ระบบดอสสามารถมารันภายใต้โอเอสทูได้ โปรแกรมส่วนนี้เรียกว่า logical DOS OS/2 ประโยชน์ของ logical DOS OS/2 มาเพียงเพื่อให้โปรแกรมภายใต้ระบบดอสสามารถรันภายใต้ระบบโอเอสทูได้เท่านั้นเอง ดังนั้นจึงไม่สามารถรันโปรแกรมดอสหลายโปรแกรมพร้อมกันได้ นอกจากนี้ logical DOS OS/2 ยังมีขนาดโตกว่าดอสอีกด้วย ดังนั้นขนาดของโปรแกรมที่รันภายใต้ดอสจะมารันภายใต้ โอเอสทู จะต้องมีขนาดไม่เกิน 640 กิโลไบต์ ลบด้วยขนาดของ logical DOS OS/2 ส่วนบริเวณที่เกิน 640 กิโลไบต์ไปจนถึง 1 เมกกะไบต์ เป็นส่วนที่ใช้สำหรับควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์เช่นเดียวกับในระบบดอสในส่วนที่ 2 คือ ส่วนของหน่วยความจำที่เหลือทั้งหมด ตั้งแต่ 1 เมกกะไบต์ขึ้นไปจนถึงสูงสุด 16 เมกกะไบต์ (แล้วแต่ขนาดของหน่วยความจำหลักที่มีอยู่ในเครื่อง) ในส่วนนี้ใช้สำหรับโปรแกรมที่รันภายใต้ระบบ โอเอสทูซึ่งใช้ระบบหน่วยความจำเสมือน ทำให้โปรแกรมต่าง ๆ สามารถมีขนาดใหญ่ได้ถึง 1 กิกะไบต์ (1024 เมกกะไบต์) และยังเป็นระบบที่รันหลายโปรแกรมพร้อม ๆ กันได้ด้วย ในส่วนนี้จะมีโปรแกรมของโอเอสทู เข้าไปอยู่ด้วย เพื่อควบคุมการทำงานของระบบดังแสดงในรูปที่ 9.12 ถ้าระบบมีหน่วยความจำจริงอยู่มากจะทำให้โปรแกรมต่าง ๆ ทำงานได้เร็ว (ไม่เสียเวลาสลับเข้าออกมากนัก)โครงสร้างของ โอเอสทูเราสามารถแบ่งโอเอสทูออกได้เป็น 2 ส่วนใหญ่ ๆ ได้แก่ Session manager และ WPM (window presentation manager) Session manager เป็นส่วนที่ควบคุมการทำงานของเครื่อง ถือได้ว่าเป็นส่วนที่เป็นระบบปฏิบัติการจริง ๆ โดยหน้าที่ของ Session manager คือจัดการให้เซสชั่นต่าง ๆ ทำงานได้พร้อม ๆ กันในระบบ และทำหน้าที่อื่น ๆ ที่ระบบปฏิบัติการทั่ว ๆ ไปต้องทำ เช่น การจัดการหน่วยความจำ การควบคุมอุปกรณ์อินพุตเอาท์พุต การติดต่อระหว่างโปรแกรม เป็นต้น บางคนเรียก Session manager ว่าเป็นเคอร์เนลของ โอเอสทู มีเพียง Session manager เพียงส่วนเดียวก็สามารถใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานได้แล้ว ซึ่งในโอเอสทูเวอร์ชั่น 1.1 มีเพียง Session manager เพียงส่วนเดียวเท่านั้นWPM เป็นส่วนช่วยจัดการแบ่งจอภาพออกเป็นวินโดว์หลาย ๆ วินโดว์ แต่ละวินโดว์เปรียบเสมือนเป็นจอภาพของแต่ละโปรแกรม เราสามารถเลือกขนาดของวินโดว์ให้มีขนาดใหญ่-เล็กได้ตามความพอใจ และสามารถกำหนดตำแหน่งของวินโดว์ให้อยู่บริเวณใดของจอภาพก็ได้ และยังซ้อนทับกันได้ด้วย โดยการแบ่ง จอภาพออกเป็นวินโดว์นี้ ทำให้เราสามารถเห็นการทำงานของโปรแกรมต่าง ๆ หลายโปรแกรมได้พร้อมกัน ถ้าขาดส่วน WPM นี้แล้ว โปรแกรมต่าง ๆ ที่กำลังรันอยู่จะใช้จอภาพเต็มทั้งในขณะใดขณะหนึ่งจะมีเพียงโปรแกรมเดียว เท่านั้นที่แสดงผลออกทางจอภาพได้ เรียกว่าเป็นการทำงานแบบฟอร์กราวนด์ โปรแกรมที่ทำงานแบบฟอร์กราวนด์นี้สามารถเปลี่ยนไปเป็นโปรแกรมอื่นก็ได้ตาม ความต้องการของผู้ใช้โดยการกดคีย์พิเศษคือ Alt-Esc ซึ่งจะทำให้โปรแกรมต่าง ๆ สลับกันขึ้นมาทำงานแบบฟอร์กราวนด์ทีละโปรแกรมทุกครั้งที่กด Alt-Esc วนรอบไปเรื่อย ๆ ทุกโปรแกรม แต่ถ้าผู้ใช้กดคีย์ Ctrl-Esc จะทำให้ทุกโปรแกรมทำงานแบบแบคกราวนด์ทั้งหมด ส่วนที่จะมาเป็น ฟอร์กราวนด์จะเป็นส่วนของโอเอสทูเอง โดยจะส่งเครื่องหมายพร้อมต์ออกทางจอภาพและคอยรับคำสั่งใหม่จาก ผู้ใช้ ซึ่งอาจเป็นการสั่งรันโปรแกรมอื่นอีกก็ได้WPM นอกจากเป็นตัวจัดการสร้างวินโดว์ต่าง ๆ เพื่อแสดงผลของโปรแกรมต่าง ๆ แล้ว WPM ยังเป็นส่วนที่ติดต่อกับผู้ใช้ (user interface) อีกด้วย การรับคำสั่งจากผู้ใช้ของ WPM นั้นจะใช้อุปกรณ์ต่อเพิ่มพิเศษที่เรียกว่าเมาส์ เมาส์เป็นอุปกรณ์อินพุตประเภทหนึ่งซึ่งจะวางไว้อยู่บนพื้นราบ เช่น บนโต๊ะ เป็นต้น และบนจอภาพจะมีลูกศรปรากฏอยู่ เราสามารถเลื่อนเมาส์ไปมาบนพื้นราบได้ตามความต้องการ ไม่ว่าเราจะเลื่อนเมาส์ไปในทิศทางใดลูกศรบนจอภาพก็จะเลื่อนตามในทิศทางเดียว กัน เราจึงสามารถเลื่อนลูกศรไปมาบนจอภาพได้อย่างง่ายดาย WPM จะใช้สัญลักษณ์ภาพที่เรียกกันทั่ว ๆ ไปว่าไอคอน (icon) ซึ่งเป็นรูปภาพขนาดเล็ก ๆ แทน คำสั่งโปรแกรมหรืออื่น ๆ ถ้าเราต้องการใช้คำสั่งก็เพียงแค่เลื่อนลูกศรไปยังไอคอนแล้วกดปุ่มบนตัว เมาส์ โอเอสทู จะรับรู้และทำงานตามคำสั่ง การใช้เมาส์นี้เพิ่มความสะดวกและง่ายดายต่อการใช้งานอย่างมาก