CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ...

97
1 CE 211 Operating System วัฒนาการระบบปฏ บัต การ Introduction to Operating System

Transcript of CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ...

Page 1: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

1

CE 211Operating System

ววฒนาการระบบปฏบตการ

Introduction to Operating System

Page 2: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

2

บทน า ยคขององคความร (Knowledge)

ยคของเทคโนโลยสารสนเทศ (Information Technology) ขอมล (Data) ถกจดเกบในแบบขอมลดจตอล (Digital)

ประมวลผลโดยใชคอมพวเตอรได

คอมพวเตอรสามารถน าไปประยกตใชงานไดหลายดาน

คอมพวเตอรในปจจบนสามารถท างานทซบซอน

Page 3: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

3

ค าจ ากดความของคอมพวเตอร คอมพวเตอร:

เครองค านวณแบบอเลคทรอนกส

ท างานตามค าสงทถกเกบอยภายในหนวยความจ า

รบขอมลจากภายนอกประมวลผลและบนทกผลลพธตางๆไวได

(Data) (Information)

ประมวลผล (Processing)

Page 4: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

4

ประโยชนของคอมพวเตอร ความเรว: คอมพวเตอรท างานเรวกวามนษยมาก

ความเรวของคอมฯวดจากความเรวของหนวยประมวลผลกลาง (CPU) สมพนธกบความเรวของนาฬกาของระบบ (Clock) มหนวยเปน Hz

ความนาเชอถอ: มเหตมผล (Deterministic Machine) หากก าหนดขอมลและวธการประมวลผลทเหมอนกนทกครง ยอมจะไดรบ

ผลลพธเหมอนกนทกครงเชนกน ถาหากเกดขอผดพลาด กจะเกดขอผดพลาดแบบเดยวกนทกครง

ความแมนย า: ไมวาจะอยสภาพแวดลอมใด สามารถน าคอมพวเตอรไปท างานแทนมนษยในสภาพแวดลอมทมความเสยง

สงได เชน งานส ารวจ หรองานในอวกาศ

Page 5: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

5

ประโยชนของคอมพวเตอร ความสามารถในการจดเกบขอมล

เกบขอมลไดมหาศาลและยาวนาน โดยโอกาสทขอมลจะสญหายมนอย การสบคนขอมลในคอมพวเตอรสามารถท าไดอยางรวดเรว

ความสามารถในการสอสาร คอมพวเตอรถกน ามาใชเปนเครองมอในการสอสาร การสอสารโดยคอมพวเตอรสามารถท าไดในลกษณะ Multimedia

เสยง ภาพ ขอความ วดโอ Internet เปนการเชอมตอเครองคอมพวเตอรตางๆเขาดวยกน Wireless technology เปน technology ใหมทน ามาใชเชอมตอคอมพวเตอร เชน infrared, bluetooth , Wi-Fi

Page 6: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

6

การประยกตใชคอมพวเตอร การจดการขอมลและสารสนเทศ

การสอสารขอมลผานเครอขายคอมพวเตอร

การผลตสอ

การค านวณ

ฯลฯ

Page 7: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

7

การเกบขอมลและสารสนเทศ

การน าขอมลมาวเคราะหแบบออนไลน (On-line Analysis Processing)

การจดท าคลงขอมล (Data Warehouse) เพอชวยการตดสนใจ

การท าเหมองขอมล (Data Mining) เพอคนหาความสมพนธของขอมล

Page 8: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

8

การเกบขอมลและสารสนเทศ กรณตวอยาง: การท าบตรประจ าตวประชาชนอเลคทรอนคส (Smart

Card) บตรประจ าตวประชาชนแบบเดมใชเวลาท านาน ยงยาก และซ าซอน

การคนหาขอมลท าไดยาก และใชเวลานาน เนองจากตองไปคนหาขอมลจากแฟม

เอกสาร

กรมการปกครองจงน า Smart Card หรอบตรเกบขอมลอเลคทรอนคสมาใชเปนบตร

ประชาชน รวมกบการเชอมทวาการอ าเถอทวประเทศผานระบบเครอขายคอมพวเตอร

ท าใหการจดท าบตรประชาชนสามารถท าเสรจในวนเดยว และท าทไหนกได เพราะ

ขอมล Online ถงกนหมด และยงสามารถคนขอมลไดอยางรวดเรวอกดวย

Page 9: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

9

การสอสารผานเครอขายคอมพวเตอร จดหมายอเลกทรอนกส (Electronics Mail) การเผยแพรขอมลสาธารณะผานโฮมเพจ (Home Page) การพดคยผานอนเตอรเนต (Voice over IP) การแลกเปลยนไฟลขอมล (File Transfer)

Page 10: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

10

การผลตสอ โปรแกรมประมวลผลค า (Word

Processor): MS Word, LaTeX โปรแกรมสรางหรอแกไขรปภาพ:

Adobe Illustrator, Corel Draw โปรแกรมชวยในการออกแบบ

(CAD): Unigraphic NX 6.0 โปรแกรมสรางภาพยนตและดนตร

(Multimedia) : Adobe Premiere, Macromedia Flash

ฯลฯ

Page 11: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

11

การค านวณ คอมพวเตอรมความสามารถมากในเรอง

ของการค านวณ

โปรแกรมคอมพวเตอรทชวยในการค านวณกเชน MATLAB หรอวาMathametica

ถาตองการความสามารถในการค านวณมากขน อาจจะใชการประมวลผลแบบขนาน (Parallel Processing) หรอวาแบบกระจาย (Distributed Processing) มาชวยไดดวย

Page 12: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

12

Parallel Processing / Distributed Processing

Parallel Processing เพมความเรวในการประมวลผลแบงงานออกเปนหลายๆ สวน แตละสวนถกประมวลผลพรอมกนโดยอาศย 1 cpu / งาน1 สวน

Distributed Processing ใชหนวยประมวลผลของเครองคอมพวเตอรหลายๆ เครองชวยงานประมวลผลงานทมขนาดใหญ

คอมพวเตอรอาจแตกตางกน , ตงอยคนละทตวอยางเชน SETI@home

Page 13: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

13

ววฒนาการของคอมพวเตอร ตงแตเรมมการพฒนาขบวนการทางคณตศาสตร นกคณตศาสตรตาง

กไดพยายามพฒนาเครองมอทางคณตศาสตร เชน นกคณตศาสตรชาวจน ไดคดคนลกคด (Abacus)

ลกคดในยคแรกๆ ลกคดสมยปจจบน

Page 14: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

14

ววฒนาการของคอมพวเตอร นกคณตศาสตรฝงตะวนตกกมการคดคนเครองมอส าหรบค านวณ

ขนมาเชน Napier’s Bones โดย John Napier ชาวสกอตแลนด หรอวา Pascaline Calculator โดย Blaise Pascal ชาวฝรงเศสเปนตน

Napier’s Bones Pascaline Calculator

Page 15: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

15

ววฒนาการของคอมพวเตอร

เครองค านวณทเรมมการใช บตรเจาะร (Punch Card) ไดถกสรางขนมาในป 1801 โดยชาวฝรงเศสชอ Joseph Marie Jacquard

Page 16: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

16

ววฒนาการของคอมพวเตอร

แตเครองค านวณทถอวาเปนตนแบบของคอมพวเตอรกคอ ENIAC (Electronic Numerical Integer and Calculator) โดย John Mauchly และ PresperExkert ในป 1942-1946

ตอมา Dr. John Von Neumannกไดสราง EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) ซงถอวาเปนเครองคอมพวเตอรทมสถาปตยกรรม

ENIAC

Page 17: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

17

คอมพวเตอรยคแรก

Page 18: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

18

ยคของคอมพวเตอร

Page 19: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

19

ยคของคอมพวเตอร

เราสามารถแบงยคของคอมพวเตอรออกเปน 4 ยค

ยคท 1 (The First Generation) ค.ศ. 1951-1958 เทคโนโลย: หลอดสญญากาศ ใช

กระแสไฟฟามาก ความรอนสง

ความเรว: 1 ค าสง / วนาท

เกบขอมล: บตรเจาะร

ภาษาคอมพวเตอร: ภาษาเครอง(Machine Language)

Page 20: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

20

ยคของคอมพวเตอร

ยคท 2 (The Second Generation) ค.ศ. 1959-1964 เทคโนโลย:

ทรานซสเตอร (Transistor): ท าใหคอมพวเตอรมขนาดเลกลง กนไฟนอยลงราคาถก ท างานไดเรวมากขน

อปกรณตอพวง: Printer, Tape, Harddisk

ความเรว: 100 ค าสง / วนาท

เกบขอมล: วงแหวนแมเหลก (MagneticCore)

ภาษาคอมพวเตอร: ภาษาแอสแซมบล (Assembly)

Page 21: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

21

ยคของคอมพวเตอร

ยคท 3 (The Third Generation) ค.ศ. 1965-1970

เทคโนโลย: วงจรรวม (IC – Integrated Circuit) IC

แตละตวจะประกอบไปดวยทรานซสเตอรจ านวน

มหาศาล ท าใหคอมพวเตอรมขนาดเลกลง ใช

พลงงานนอย

มการพฒนา ระบบปฏบตการ (OS – Operating

System): Multitasking

ภาษาคอมพวเตอร: ภาษาเบสก (Basic), ภาษา

ฟอรแทรน (Fortran)

Page 22: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

22

ยคของคอมพวเตอร

ยคท 4 (The Fourth Generation) ค.ศ. 1971-ปจจบน เทคโนโลย: LSI (Large Scale Integrated) และ VLSI

(Very Large Scale Integrated) สงผลใหเกดคอมพวเตอรเลกลง

ค.ศ. 1971 บรษทอนเทลผลต CPU Intel 4004 ซงมทง หนวยประมวลผล หนวยความจ า และหนวยแสดงผลอนพต/เอาตพตซงเปนจดเรมของไมโครคอนโทรลเลอร

Page 23: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

23

ยคของคอมพวเตอร

ยคท 4 (The Fourth Generation) ค.ศ. 1971-ปจจบน (ตอ) ค.ศ. 1981 บรษท IBM สรางคอมพวเตอรสวน

บคคล (PC) ค.ศ. 1984 บรษท Apple ไดเรมผลตเครองตระกล

Macintosh ซงมระบบปฏบตการทสามารถใชเมาส (Mouse) และมระบบวนโดว (Windows)

มการพฒนาระบบเครอขายคอมพวเตอรเพอการสอสาร ภาษาคอมพวเตอร เชน ภาษาซ (C)

ค.ศ. 1980 มการพฒนาเทคโนโลยปญญาประดษฐ(AI-Artificial Intelligence)

Page 24: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

24

สวนประกอบฮารดแวร

ฮารดแวรในระบบคอมพวเตอรประกอบไปดวย 3 สวนหลกๆ ทเชอมตอกนผานบน (Bus) คอ

หนวยประมวลผลกลาง (CPU) เสมอนสมองของคอมพวเตอร ท างานตามโปรแกรมทละหนงค าสง ประกอบไปดวย

สวนควบคม (Control Unit):ควบคมการประมวลผล

สวนค านวณคณตศาสตรและตรรกะ (ALU: Arithmetic & Logic Unit): ประมวลผลค าสงเชงคณตศาสตร และตรรกศาสตร

Page 25: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

25

สวนประกอบฮารดแวร

หนวยประมวลผลกลาง (ตอ) ภายในจะมหนวยความจ าขนาดเลกความเรวสงทเรยกวา รจสเตอร

(Register)

CPU ในปจจบนจะมความจของทรานซสเตอร ตงแต 1-55 ลานตว

มความเรวในประมวลผลตงแต 300MHz – 3GHz

ใชเทคโนโลยตงแต 0.13-0.35 ไมครอน

ขนาดทเลกลงสงผลใหพลงงานทจ าเปนตองปอนให CPU และความรอนทเกดขนลดลงตามไปดวย

Page 26: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

26

สวนประกอบฮารดแวร หนวยความจ า (Memory)

สามารถแบงไดเปน 2 ประเภทตามลกษณะการจดเกบ ROM (Read Only Memory)

หนวยความจ าทสามารถอานขอมลไดอยางเดยว ไมสามารถเขยนขอมลทบได

สามารถเกบขอมลได แมวาจะไมมกระแสไฟปอนให

เกบขอมลทจ าเปนตอการ บต (Boot) คอมพวเตอร

RAM (Random Access Memory)

หนวยความจ าทสามารถอานและเขยนขอมลทบไดตลอดเวลา

หากไมมกระแสไฟฟาปอนใหจะไมสามารถเกบขอมลได

Page 27: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

27

หนวยความจ า (ตอ) การจดเกบขอมลอยในลกษณะเลขฐานสอง (Binary)

เลขฐานสองจ านวน 1 หลก เรยกวา บต (Bit)

เลขฐานสองจ านวน 8 บต เรยกวา ไบต (Byte)

1 กโลไบต (Kilobyte) มคาเทากบ 1024 ไบต

1 เมกะไบต (Megabyte) มคาเทากบ 1024 x 1024 ไบต

1 กกะไบต (Gigabyte) มคาเทากบ 1024 x 1024 x 1024 ไบต

1 เทราไบต (Terabyte) มคาเทากบ 1024 x 1024 x 1024 x 1024ไบต

สวนประกอบฮารดแวร

Page 28: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

28

สวนประกอบฮารดแวร

หนวยความจ า (ตอ) Register: เปนทพกขอมลภายใน CPU

Cache: มทงภายในและภายนอก CPU ส าเนาขอมล และค าสงบางสวนของหนวยความจ าหลก

Main Memory: เชอมตอกบบส เกบขอมลและค าสงทงหมดทถกน ามาประมวลผล

Secondary Memory: เชอมตอกบบสในสวนของอนพต/เอาตพต เกบขอมลและค าสงทงหมด

จ านวนรอบของการประมวลผลค าสงเพอรบ

ขอมล

ขนาดเลก อยใกลหนวยประมวลผลกลาง ความเรวสง ราคาแพง

ขนาดใหญ อยไกลหนวยประมวลผลกลาง ความเรวต าราคาถก

Page 29: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

29

อนพต/เอาตพต (Input/Output) อปกรณอนพต/เอาตพตท าหนาทเปนตวกลางในการน าขอมลเขา/ออก จากเครองคอมพวเตอร เชน Keyboard, Mouse, Monitor, Sound Card

แบงออกเปน 3 ประเภทคอ อปกรณอนพต (Input Device) อปกรณเอาตพต (Output Device) อปกรณอนพต/เอาตพต (Input/Output Device):

หนวยความจ าส ารอง: Hard Disk, Floppy Disk, Optical Disk อปกรณทใชในการสอสาร: Network Card, Modem

โดยปกตตองมการตดตงซอฟตแวรทเรยกวา ไดรเวอรอปกรณ (Device Driver)

สวนประกอบฮารดแวร

Page 30: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

30

บส (Bus) เปนเสนทางส าหรบสงค าสง และขอมลระหวาง 3 สวนประกอบหลกคอ หนวยประมวลผลกลาง หนวยความจ า และอนพต/เอาตพต โดยบสแบงออกเปน บสขอมล (Data Bus)

บสค าสง (Instruction Bus)

บสขอมลต าแหนงหนวยความจ า (Address Bus)

บสแตละต าแหนงภายในโครงสรางจะมความเรวแตกตางกน อปกรณทตองตดตอสอสารกน และมความเรวใกลเคยงกน อยในบสเดยวกน

สวนประกอบฮารดแวร

Page 31: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

31

สวนประกอบฮารดแวร

Page 32: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

32

เครอขายคอมพวเตอร

เครอขายคอมพวเตอร (Computer Network)

การน าเอาอปกรณคอมพวเตอรมาเชอมตอกนโดยอาศยตวกลาง (Media) ในการสงขอมล

การสอสารระหวางอปกรณคอมพวเตอรผานเครอขายจ าเปนจะตองมการสงขอมลทเปนไปตามกฎเกณฑเดยวกน ภาษาเดยวกนทเรยกวา โปรโตคอล (Protocol)

Page 33: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

33

องคประกอบหลกของเครอขายคอมพวเตอร คอมพวเตอรแมขาย (Server): ใหบรการตางๆผานเครอขาย

คอมพวเตอรลกขาย (Client): ใชบรการจากเครองแมขาย

อปกรณเครอขาย (Network Equipment): อปกรณทใชในการเชอมตอเครอขาย เชน Cable, Hub, Network Interface Card

ระบบปฏบตการทสนบสนนระบบเครอขาย (Network Operating System): ระบบปฏบตการตองสนบสนนโปรโตคอลทจ าเปนในการสอสาร เชน TCP/IP

เครอขายคอมพวเตอร

Page 34: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

34

ชนดของเครอขายคอมพวเตอร

LAN (Local Area Network) เครอขายภายในอาคาร หรอสถานทซงมระยะทางในการตดตอสอสารทไมไกล

สามารถใชเทคโนโลยทมความเรวสง (10-1000 Megabit per second – Mbps)

Page 35: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

35

ชนดของเครอขายคอมพวเตอรWAN (Wide Area Network)

เครอขายทเชอมตอผานระยะทางไกล เชน ระหวางจงหวด ประเทศ

ใชในการเชอมตอเครอขาย LANทอยตามทตางๆเขาดวยกน

อตราเรวในการสงขอมลจะต าเมอเทยบกบเครอขาย LAN เนองจากคาใชจายสงมาก

Page 36: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

36

เครอขายอนเตอรเนต

เรมตนถกพฒนาขนมาโดยกระทรวงกลาโหมสหรฐในป ค.ศ. 1969 โดยใชชอวา ARPANET (Advanced Research Project Agency Network) ถกพฒนาเพอใชเชอมโยงเครอขายคอมพวเตอรทอยตามมหาวทยาลย และศนยวจยทางการทหารซงกระจายตามทตางๆ

ใชเทคโนโลยการสงขอมลทเรยกวา Packet-Switching อาศยการแบงขอมลออกเปนสวนๆทมขนาดเทาๆกนทเรยกวา Packet

ในชวงแรกเปนเพยงการเชอมตอหนวยงานทางการศกษา 4 แหงผานชองทางการเชอมตอของบรษท AT&T

Page 37: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

37

เครอขายอนเตอรเนต

Page 38: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

38

โปรโตคอลมาตรฐานทไดรบการพฒนาเพอใชกบเครอขายอนเตอรเนตคอ TCP/IP (Transmission Control Protocol) Interoperability: ท าใหคอมพวเตอรตางประเภท ตางระบบปฏบตการ สามารถตดตอสอสารกนได

Routability: สามารถก าหนดทศทางในการสงขอมลไดตามตองการอยางอตโนมต

จ าเปนตองอาศยหมายเลข IP (IP Address – Internet Protocol Address)

หมายเลข IP ทใชงานภายในเครอขายอนเตอรเนตตองไมซ ากน ไดรบแจกจากหนวยงานทควบคมดแลการใชงานโดยเฉพาะ

เครอขายอนเตอรเนต

Page 39: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

39

หมายเลข IP ถกจดเกบอยในลกษณะเลขฐานสอง (Binary) ขนาด 32 บต มกจะเขยนอยในลกษณะเลขฐานสบ (Decimal) 4 กลม (กลมละ 8 บต)

แตละกลมจะมคาของเลขฐานสบอยระหวาง 0-255 Ex: 202.28.25.66 หรอ 192.168.1.0

หมายเลข IP ถกแบงออกเปน 2 สวนไดแก Network Part: สวนระบเครอขาย

Host Part: สวนระบอปกรณ

ขนาดจ านวนบตของ Network และ Host Part จะใชในการบอกคลาส (Class) หรอขนาดของหมายเลข IP ไดดวย

เครอขายอนเตอรเนต

Page 40: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

40

คลาส (Class) ของหมายเลข IP A Class: มหมายเลข IP กลมซายสดนอยกวา 128 เชน

26.104.0.19

B Class: มหมายเลข IP กลมซายสดอยระหวาง 128-191 เชน 128.66.12.1

C Class: มหมายเลข IP กลมซายสดอยระหวาง 192-223 เชน 192.178.16.1

Reserved Class: มหมายเลข IP กลมซายสดตงแต 224 ขนไป

เครอขายอนเตอรเนต

Page 41: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

41

เนองจากหมายเลข IP มจ านวนจ ากด และมจ านวนนอยกวาจ านวนผทตองการเชอมตอกบเครอขายอนเตอรเปนอยางมากมการพฒนาเทคโนโลยหมายเลข IP แบบสวนตว

(Private IP)

เครอขายอนเตอรเนต

Page 42: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

42

หมายเลข IP แบบสวนตว (Private IP) ใชส าหรบองคกรทมจ านวนผตองการใชอนเตอรเนตเปนจ านวนมาก

Private IP ทใชกนภายในองคกรตองไมซ ากน

องคกรจะไดรบหมายเลข IP แบบปกตทเรยกวาหมายเลข IP แบบสาธารณะ (Public IP) อยางนอยหนงหมายเลข

อปกรณทกตวซงม Private IP ของตวเองจะตดตอกบเครอขายอนเตอรเนตโดยถกมองวาใช Public IP เดยวกน

องคกรทตองการใชงานอนเตอรเนตโดยอาศย Private IP จ าเปนตองมอปกรณและซอฟตแวรทมความสามารถในการแปลงระหวาง Public IP กบ Private IP หรอทเรยกวา NAT (Network Address Translation)

เครอขายอนเตอรเนต

Page 43: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

43

IPv6

2A93:342E:BC47:381C

Page 44: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

44

เครอขายอนเตอรเนต

Page 45: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

45

บรการบนเครอขายอนเทอรเนต อนเทอรเนต(Internet) เปนเครอขายขนาดใหญทมบรการมากมาย แตทรจกกนดกคอ WWW แตในความเปนจรง ยงมบรการอน ๆ อกมากมาย เชน E-Mail, File Sharing, etc. การใหบรการบนอนเทอรเนตนน จะเปนการใหบรการแบบ Client-Server นนคอ เครองทผใช

ใชงานอยจะท างานเปน Client และมโปรแกรมบางสวนท างานอย เชน Web Browser, E-mail Client เปนตน

แลวโปรแกรมทเครองผใช กจะตดตอไปยงเครอง Server เพอรองขอบรการตางๆ โดยทเครอง Server กจะมโปรแกรมเชน Web Server, Email Server คอยใหบรการอย

Page 46: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

46

Domain Name Service (DNS)

เปนบรการทคอยเปลยนชอ Domain name ใหเปน IP Address

เนองจาก IP Address นนจดจ าไดยาก จงมการคดระบบ Domain ขนมา เปนการตงชอตามกลมหรอชนดของผใหบรการ

Page 47: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

47

DNS

assani

Root

edu uk th de

or co ac

jp

eng med

cmu

doc doenv

cm

doe

chiangmai

Page 48: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

48

World Wide Web (WWW) เปนบรการทเปนทนยมทสดบนอนเทอรเนต เพราะ สามารถใหบรการไดหลายประเภท และหลากหลายสอไป

พรอม ๆ กนได

การรบสงขอมล จะใชโปรโตคอล HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

การใชงาน WWW จะตองอาศยโปรแกรมทเรยกวา Web Browser

www.anantakul.net

Page 49: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

49

File Transfer เปนบรการหลกอกอยางหนงของอนเทอรเนต พฒนาขนมาเพอการรบสงขอมลระหวางเครองลกขาย

(Client) และเครองแมขาย (Server)

การรบสงขอมล จะใชโปรแกรมคอลทเรยกวา File Transfer Protocol (FTP)

Page 50: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

50

Electronic Mail (E-Mail) เปนบรการทชวยในการตดตอสอสาร โดยเปนการรบสงขอมล หรอเอกสารตาง ๆ ในรปของจดหมาย

อเลคทรอนคส (Email) ผานเครอขายอนเทอรเนต

ผสงและผรบทตองการใชบรการน จะตองม Email Address อนเปนเหมอนทอยส าหรบจาหนาจดหมาย ถงจะสง Email ถงกนได

Page 51: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

51

ระบบปฏบตการระบบปฏบตการเปนโปรแกรมทท าหนาทเปนผประสานระหวางผใชคอมพวเตอร และเครองคอมพวเตอร

จดประสงคของระบบปฏบตการคอการจดเตรยมสงทจ าเปนในการประมวลผลแกผใช เพอใหความสะดวกสบาย แกผใชและมการใชทรพยากรตางๆ อยางมประสทธภาพ

Page 52: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

52

การเลอกใชระบบปฏบตการ MS Windows 95/98/ME: งานส านกงานทวไป MS Windows 2000 Professional: งานส านกงานทวไป, งานทตองการเสถยรภาพสง

MS Windows 2000 Server: File Server, Print Server, Mail Server MS Windows XP Home Edition: งานส านกงานทวไป, งานทตองการเสถยรภาพสง ใชงานสะดวกกวา MS Windows 2000

MS Windows 7: งานส านกงานทวไป, งานทตองการเสถยรภาพสง ใชงานสะดวกกวา MS Windows 2000

MS Windows 10: คลายวนโดวส 8 แตมระบบรกษาความปลอดภยดกวา

ระบบปฏบตการ

Page 53: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

53

อะไรคอระบบปฏบตการทแทจรง ระบบปฏบตการหรอ OS เปนไดทง

ซอฟตแวร ฮารดแวร เฟรมแวร(Firmware) หรอผสมผสานกนกได

เปาหมายการท างานของ OSคอสามารถใหผ ใชคอมพวเตอรใชงานคอมพวเตอรไดโดยผใชไมจ าเปนตองทราบกลไกการท างานของฮารดแวร

Page 54: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

54

ซอฟแวร OSคอ OS ทเปนโปรแกรมควบคมการท างานของเครองคอมพวเตอร

อะไรคอระบบปฏบตการทแทจรง

Page 55: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

55

ฮารดแวร OSคอ OS ทถกสรางขนจากอปกรณทางอเลกทรอนกสเปนสวนหนงของฮารดแวรของเครองดวย มหนาทเชนเดยวกน ขอด ในการสรางฮารดแวร OS กเพราะมนสามารถท างานไดรวดเรวกวาซอฟตแวร OS

ขอเสย การปรบปรงแกไข OS นนยงยากอาจจะท าไมได นอกจากนยงมราคาแพงอกดวย การเปลยนแปลงครงหนง นนหมายถง การสรางเครองคอมพวเตอรใหมกวาได

อะไรคอระบบปฏบตการทแทจรง

Page 56: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

56

เฟรมแวร OS คอ OS ทเขยนขนโดยใชค าสงไมโคร ท าใหมความเรวสงกวาซอฟตแวร

OS แตยงชากวา ฮารดแวร OS การแกไขเฟรมแวร OS คอนขางยากและคาใชจายมาก แตยงถกวาการเปลยนแปลงฮารดแวร OS

เฟรมแวร หมายถง สวนโปรแกรมทเกบไวเปนสวนหนงของเครองคอมพวเตอร โปรแกรมเหลานเรยกวา ไมโครโปรแกรม(Microprogram) แตละโปรแกรมประกอบขนจากค าสงหลายๆ ค าสง ค าสงเหลานเรยกวา ค าสง ไมโคร(Microinstruction) ค าสงไมโครเปนชดค าสงในระดบทต าทสดของระบบของคอมพวเตอรควบคมการท างานของซพยในทกๆขนตอน

อะไรคอระบบปฏบตการทแทจรง

Page 57: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

57

ดงนน OS ทวไปจะถกสรางขนเปนซอฟตแวร เนองจากปรบปรงแกไขขอบกพรองทมไดงาย

แตในบางสวนของ OS ทถกใชงานบอยมากๆ กจะถกสรางโปรแกรมไวดวยไมโครโปรแกรมเพอท างานไดเรวขน

อะไรคอระบบปฏบตการทแทจรง

ตวอยางของ Firmware เชน BIOS

Page 58: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

58

นยามของระบบปฏบตการ1.1 Resource allocator บรหารการจดสรรทรพยากร เชน การจดการฮารดดสก (Hard disk) หนวยความจ า (Memory) เครองพมพ (printer) ใหเกดประโยชนไดอยางเตมท

1.2 Control program ควบคมการเอกซควส (Execute) โปรแกรมของผ ใช และการท างานของอปกรณรบ-สงขอมล

1.3 Kernel (แกนแท) โปรแกรมทท างานอยตลอดเวลาบนคอมพวเตอร(ในระดบฮารดแวรของเครอง)

Page 59: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

59

นยามของระบบปฏบตการจากค านยามดงกลาว พอสรปไดวา

ระบบปฏบตการ คอ โปรแกรมหรอชดค าสงทเปนตวเชอมหรอประสานงาน ระหวางผใชงานกบฮารดแวรของเครอง ใหสามารถท างานโดยสะดวก โดยทผใชไมจ าเปนตองรกลไกการท างานของเครองกสามารถทจะใชงานคอมพวเตอรได

Page 60: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

60

สวนประกอบของระบบคอมพวเตอร

ระบบปฏบตการคอสวนประกอบทส าคญของระบบคอมพวเตอร

ถาเราแบงสวนประกอบของระบบคอมพวเตอร สวนของเครอง ระบบปฏบตการ โปรแกรมประยกตและผใช

Page 61: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

61

สวนประกอบของระบบคอมพวเตอร

Page 62: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

62

สวนประกอบของระบบคอมพวเตอร

สวนของเครอง ประกอบดวย CPU, หนวยความจ า และ อปกรณรบและแสดงผล ซงสงเหลานถอวาเปน ทรพยากรคอมพวเตอร

โปรแกรมประยกต (ตวแปลภาษา ระบบฐานขอมล,โปรแกรมทางธรกจ เปนตน) เปนตวก าหนดการใชทรพยากรคอมพวเตอรในการแกปญหาของผใช ซงอาจจะมผใช หลายคนใชคอมพวเตอรท างานหลาย ๆ อยางในเวลาเดยวกน

ระบบปฏบตการจะตองควบคม และประสานงานระหวางโปรแกรมประยกตของผใชเหลานรวมทงจดสรรทรพยากรใหอยางเหมาะสม

ดงนนเราจะกลาวไดวา ระบบปฏบตการคอโปรแกรมโปรแกรมหนงซงท างานอยตลอดเวลา เพออ านวยความสะดวกแกผใชและจดสรรทรพยากรใหแกผ ใชไดเหมาะสม

Page 63: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

63

หนาทของระบบปฏบตการ1. ตดตอกบผใช (User interface)

ผใชสามารถตดตอหรอควบคมการท างานของเครองผานทางระบบปฏบตการได ซงผ ใชจะพมพค าสงหรอ เลอกสญลกษณตามทตองการ เพอใหระบบปฏบตการจดการกบเครองคอมพวเตอรตามตองการเชน การสง copy แฟมขอมล

นอกจากนผ ใชยงสามารถตดตอกบ ระบบปฏบตการไดโดยผานทาง system call ซงเปนการเรยกใชโปรแกรมยอยตาง ๆของระบบปฏบตการ

Page 64: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

64

หนาทของระบบปฏบตการ2. ควบคมดแลอปกรณและการท างานของเครองคอมพวเตอร

เนองจากโปรแกรมของผใชจะตองเกยวของกบอปกรณคอมพวเตอรหลายสวน ซงผใชอาจไมจ าเปนตอง มความเขาใจถงหลกการท างานของเครอง

ดงนระบบปฏบตการจงตองมหนาทควบคมดแลการท างานของอปกรณตาง ๆ เพอใหการท างานของระบบเปนไปไดอยางถกตอง และสอดคลองกน

Page 65: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

65

หนาทของระบบปฏบตการ

3. จดสรรทรพยากรตาง ๆ ในระบบ ทรพยากร คอสงทถกใชไปเพอใหโปรแกรมสามารถด าเนนไปได เชน

CPU หนวยความจ า ดสก เปนตน สาเหตทตองมการจดสรรทรพยากรคอ- ทรพยากรของระบบมจ ากด เราตองจดสรรใหโปรแกรมของผ ใช

ทกคนไดใชทรพยากร อยางเหมาะสม - มทรพยากรอยหลายประเภท บางโปรแกรมอาจตองการใชทรพยากรหลายอยางพรอมกน ระบบปฏบตการจงตองมการเตรยมทรพยากรตาง ๆ ตามความตองการของแตละโปรแกรม - ทรพยากรหลกทระบบปฏบตการจดสรรไดแกโปรเซสเซอร หนวยความจ า อปกรณอนพต-เอาทพต ขอมล

Page 66: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

66

ววฒนาการของระบบปฏบตการ

รนท 0 (The Zeroth genaration) ยงไมมระบบปฏบตการ (ค.ศ. 1940)ระบบคอมพวเตอรในยคแรก ๆ เชน ENIAC นนยงไมมระบบปฏบตการ การสงงานจะท าดวยมอทก ขนตอน เรมแรกโปรแกรมเมอรจะโหลดโปรแกรมจาก tape กระดาษ หรอบตรเจาะรเขาสหนวยความจ าของเครอง โดยการกดป มจาก console จากนนกสงใหเรมท างานโดยกดป มเชนกน ในขณะทโปรแกรมก าลงท างานโปรแกรมเมอรหรอโอเปอรเรเตอรจะตองคอยดอยตลอดเวลา หากเกด error ขน จะตองหยดการท างานและจ าคาของรจสเตอร และแกไขโปรแกรมโดยตรงจาก console outputจะถกบนทกลงใน tape กระดาษหรอบตรเจาะร

Page 67: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

67

ววฒนาการของระบบปฏบตการรนท 1 (the first generation) ระบบประมวลผลแบบกลม(ค.ศ. 1950)

กอนทจะเรมมการพฒนาระบบปฏบตการขนมา การใชงานเครองคอมพวเตอรนน ตองสญเสยเวลามากในชวงทงาน (Job)หนงเสรจสนลงและเรมตนรนงานตอไป

ถาเรามงานหลายๆ งานรอทจะใหคอมพวเตอรรน เรากจะตองเสยเวลาเปนอนมาก และนอกจากนเราตองท างานเชนนซ าอยหลายครง

Page 68: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

68

ววฒนาการของระบบปฏบตการรนท 1 (the first generation) ระบบประมวลผลแบบกลม (ค.ศ.1950)

ดวยเหตนระบบปฏบตการจงถกสรางขนมาเพอท างานชนนแทนมนษยซงเรยกวาเปน ระบบประมวลผลแบบกลม (batch processing systems) นนคอ

มการรวบรวมงานของผใชเขาเปนกลม หรอเรยกวา แบตซ (batch) แลวสงไปประมวลผลพรอมกน เมอโปรแกรมหนง ท างานเสรจ ระบบปฏบตการกจะท างานตอไปเขามาประมวลผลตอ

แตกจะมปญหางานทประมวลผล ในล าดบตน ๆ เปนงานทใชเวลานาน งานทอยทาย ๆ ตองรอเปนเวลานาน

Page 69: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

69

ววฒนาการของระบบปฏบตการ

รนท 2 (the second generaiton) ระบบมลตโปรแกรมมง (ค.ศ. 1960) ในยคน OS สามารถทจะท างานในลกษณะมลตโปรแกรมมง(Multiprogramming) และเปนจดเรมตนของระบบมลตโปรเซสซง (Multiprocessing)

ระบบมลตโปรแกรมมง มการเกบโปรแกรมหลาย ๆ โปรแกรมเขาไวในหนวยความจ าพรอมกน มการใชทรพยากรรวมกน แตกยงมปญหาผ ใชไมสามารถน าโปรแกรมประยกตจากเครองทตางกนมาใชรวมกนได เนองจากระบบปฏบตการของแตละเครองมความแตกตางกน ผ ใชจะตองเสยเวลาในการเขยนโปรแกรมใหมเมอเปลยนเครอง

Page 70: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

70

ววฒนาการของระบบปฏบตการระบบ real-time กเกดขนในชวงนเชนกน

ระบบ real-time คอระบบทสามารถใหการตอบสนองจากระบบอยางทนททนใดเมอรบอนพตเขาไปแลว

ในทางอดมคต real-time คอระบบทไมเสยเวลาในการประมวลผลหรอเวลาในการประมวลผลเปนศนย แตในทางปฏบตเราไมสามารถผลตเครองคอมพวเตอรในลกษณะนได ท าไดแคลดเวลาการประมวลผลของเครองใหนอยทสดเทาทจะท าได

สวนมากจะน าไปใชในการควบคมกระบวนการตางๆ ในงานอตสาหกรรม

Page 71: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

71

ววฒนาการของระบบปฏบตการ รนท 3 (the third generation) ระบบปฏบตการเอนกประสงค (กลาง ค.ศ. 1960 ถงกลาง ค.ศ. 1970)OS ในยคนถกออกแบบมาใหสามารถใชไดกบคอมพวเตอรหลาย ๆ แบบในรนเดยวกน และใชไดกบงาน หลาย ๆ ประเภท ไมไดเจาะจงลงไปทลกษณะงานใดงานหนง ทงนเปนเพราะเหตผลทางการคา ผ เขยนโปรแกรม OS ตองการยอดขายใหไดมาก จงเขยน OS ใหใครกไดสามารถใช OS ของเขาได และใชกบงานหลายประเภทได สงผลให OS มขนาดใหญ ท างานชาลงและแพงขน

Page 72: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

72

ววฒนาการของระบบปฏบตการ รนท 4 (the forth generation) ระบบเครอขายคอมพวเตอร

(กลาง ค.ศ. 1970 ถงปจจบน) เทคนคการเขยนโปรกรม OS ในรนท 3 เรมถงจดอมตว ในยคน OS จงถกพฒนาใหมความสามารถในงานพเศษอนๆ เพมขน ระบบเครอขายคอมพวเตอร (computer network) ระบบนผใชสามารถใชงานคอมพวเตอรตดตอกบเครองคอมพวเตอร ของผ อนโดยผานทางเทอรมนอลชนดตาง ๆ ซงตองเชอมโยงกนเปนเครอขายและกระจายไปตามจดตาง ๆ เชนภายในอาคารส านกงานภายในจงหวด และทวโลก ซงท าใหสามารถใชสารสนเทศรวมกนไดโดยไมตองค านงถงระยะทาง และชนดของคอมพวเตอร

Page 73: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

73

ววฒนาการของระบบปฏบตการ แนวคดเรองเครองคอมพวเตอรเสมอน (virtual machine) เรมน ามาใชงานอยาง

กวางขวาง เครองคอมพวเตอรเสมอน หมายถง การแปลงเครองคอมพวเตอรทเรามอยให

กลายเปนเครองคอมพวเตอรเครองอน โดยทผใชไมจ าเปนตองยงยากเกยวกบรายละเอยดทางดานฮารดแวรของระบบคอมพวเตอรอกตอไป

ผใชสามารถสรางเครองคอมพวเตอรเสมอนไดโดยการใช OS ระบบเครองคอมพวเตอรเสมอนจะม OS อกตวหนงตดตอกบผใช และท างานอยบน

OS ของเครอง ซง OS ตวท 2 นจะเปน OS ทถกสรางขนใหเหมอนกบ OS ของเครองอนทเราตองการใหระบบคอมพวเตอรของเราเปน

ดงนนคอมพวเตอรและ OS ตวแรกจะเปรยบเสมอนเปนเครองคอมพวเตอรเครองใหมในสายตาของผใช

Page 74: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

74

ววฒนาการของระบบปฏบตการ

การท างานระบบเครองคอมพวเตอรเสมอน(virtual machine)

Page 75: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

75

สรปววฒนการของระบบปฏบตการ

Page 76: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

76

1. ระบบทไมมระบบปฏบตการ (Non operating system)

ยคแรก ๆ คอมพวเตอรมแตเครองเปลา ๆ ผ ใชตองเขยนโปรแกรมสงงาน ตรวจสอบการท างาน ปอนขอมล และควบคมเอง ท าใหระยะแรกใชกนอยในวงจ ากด

Page 77: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

77

2. ระบบงานแบตซ (Batch system) ในอดต คอมพวเตอรจะท างานไดครงละ 1 งาน การสงงานคอมพวเตอรใหมมประสทธภาพยงขน ท าไดโดยการรวมงานทคลายกน เปนกลม แลวสงใหเครอง ประมวลผล โดยผท าหนาทรวมงาน จะรบงานจากนกพฒนาโปรแกรม มาจดเรยงตามความส าคญ และตามลกษณะของโปรแกรม จดเปนกลมงาน แลวสงให คอมพวเตอรประมวลผล

Page 78: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

78

3. ระบบบฟเฟอร (Buffering system) การท างานเพอขยายขดความสามารถของระบบ ท าใหหนวยรบ-แสดงผลสามารถท างานไปพรอม ๆ กบการประมวลผลของซพย ในขณะทประมวลผลค าสงท ถกโหลดเขาซพยนน จะมการโหลดขอมลเขาไปเกบในหนวยความจ ากอน เมอถงเวลาประมวลผลจะสามารถท างานไดทนท และโหลดขอมลตอไปเขามาแทนท หนวยความจ าทท าหนาทเกบขอมลทเตรยมพรอมนเรยกวา บฟเฟอร (buffer)

Page 79: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

79

4. ระบบสพลลง (Spooling) Simultaneous Peripheral Operating On-Line เปน

multiprogramming พนฐาน ท าใหซพยท างานเตมประสทธภาพ เพราะท าใหสามารถท างานได 2 งานพรอมกน งานแรกคอประมวลผลในสวนของซพย งานทสองคอการรบ-แสดงผลขอมล ซงตางกบ buffer ทซพย และหนวยรบ-แสดงผลท างานรวมกน และ spooling ม job pool ท าใหสามารถเลอกการประมวลผลตามล าดบกอนหลงได โดยค านงถงpriority เปนส าคญ

Page 80: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

80

5. ระบบมลตโปรแกรมมง (Multiprogramming)การท างานทโหลดโปรแกรมไปไวในหนวยความจ าหลก และพรอมทจะประมวลผลไดทนท ระบบปฏบตการจะเลอกงานเขาไปประมวลผลจนกวาจะหยดคอยงานบางอยาง ในชวงทหยดรอจะดงงานเขาไปประมวลผลตอทนท ท าใหมการใชซพยไดอยางมประสทธภาพ

ระบบปฏบตการ

งานท 1

งานท 2

งานท 3

...

Page 81: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

81

6. ระบบแบงเวลา (Time-sharing หรอ Multitasking)

เปนการขยายระบบ multiprogramming ท าใหสามารถสบเปลยนงานของคนหลาย ๆ คนเขาสซพย ซงการสบเปลยนทท าดวยความเรวสงจะท าใหผ ใชรสกเหมอน ครอบครองซพยอยเพยงผ เดยว

Page 82: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

82

7. ระบบเรยลไทม (Real-time system)

จดประสงคอกอยางหนงของ ระบบปฏบตการ คอ ระบบเวลาจรง(Real-time system) หมายถงการตอบสนองทนท เชนระบบ Sensor ทสงขอมลใหคอมพวเตอร เครองมอทดลองทางวทยาศาสตร ระบบภาพทางการแพทย ระบบควบคมในโรงงานอตสาหกรรม ระบบหวฉดในรถยนต ระบบควบคมการยง ระบบแขนกล และ เครองใชในครวเรอนทงหมด

Real-time แบงได 2 ระบบ 1. Hard real-time system เปนระบบทถกรบรองวาจะไดรบการตอบสนองตรงเวลา และหยดรอไมได

2. Soft real-time system เปนระบบ less restrictive type ทสามารถรอใหงานอนท าใหเสรจกอนได

Page 83: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

83

8. ระบบคอมพวเตอรสวนบคคล (Personal Computer System)

ปจจบนคอมพวเตอรราคาถกลง มการพฒนาอปกรณตาง ๆ อยางตอเนอง ทงแปนพมพ เมาส จอภาพ หนวยความจ า หนวยประมวลผล เปนตน และการใชคอมพวเตอร ไมไดมงเนนดานธรกจเพยงอยางเดยว แตน าไปใชเพอความบนเทงในบานมากขน และกลายเปนสงจ าเปนส าหรบทกองคกร นอกจากคอมพวเตอรแบบตงโตะ(Desktop) ยงมคอมพวเตอรแบบสมดโนต(Notebook) และคอมพวเตอรมอถอ (PDA) ปจจบนมโทรศพทมอถอทท างานแบบคอมพวเตอร และใชดหนงฟงเพลง หรอประมวลผล ตาง ๆ ทซบซอนมากขน ใกลเคยงกบคอมพวเตอรแบบตงโตะยงขน

Page 84: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

84

9. ระบบเวอรชวลแมชน (Virtual machine)

เครองเสมอน ท าใหผ ใชคอมพวเตอรรสกเหมอนใชคอมพวเตอรเพยงคนเดยว แตในความเปนจรงจะบรการใหผ ใชหลายคน ในหลายโปรเซส โดยใชเทคโนโลย Virtual machine บรการงานตาง ๆ ใหกบผ ใชไดหลาย ๆ งานพรอมกน

Page 85: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

85

10. ระบบมลตโปรเซสเซอร (Multiprocessor system)

Symmetric-multiprocessing การประมวลผลแบบสมมาตร หมายถงการประมวลผลหลายโปรเซสเซอรทไมมโปรเซสเซอรตวใดรบโหลดมากกวาตวอน

Asymmetric-multiprocessing การประมวลผลแบบไมสมมาตร หมายถงการมโปรเซสเซอรตวหนงเปนตวควบคม และแบงงานแตละแบบใหโปรเซสเซอรแตละตวตามความเหมาะสม

Page 86: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

86

11. ระบบแบบกระจาย (Distributed system)

ระบบเครอขาย ทกระจายหนาท กระจายการเปนศนยบรการ และเชอมตอเขาดวยกน ดวยจดประสงคตาง ๆ กน ในมาตรฐาน TCP/IP ซงเปนทยอมรบทง Windows, Linux, Unix และ Mac ท าใหทงหมดสามารถสอสารกนรเรองเขาใจ และกอใหเกดประโยชนรวมกน

Page 87: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

87

ชนดของระบบปฏบตการ

1. Single-Taskingเปนระบบปฏบตการทยอมใหมผใชเพยงคนเดยว และท างานไดเพยงอยาง

เดยวในชวงเวลาใด เวลาหนง เชนในขณะทท าการแปลโปรแกรม กไมสามารถเรยกใช Editor ได การจดการทรพยากรตาง ๆ ของระบบปฏบตการจะไมซบซอนนก ไมวาจะเปนการจดการอปกรณรบ และแสดงผล การจดการหนวยความจ า การจดการดสก ตวอยางเชน

- อานและแปลคาจากการกดแปนพมพ - สงขอมลไปบนทกในดสก หรอพมพออกทางเครองพมพ - จดการทวางบนดสก - แยกเกบโปรแกรม คอมพวเตอร editor และโปรแกรมระบบปฏบตการใน

หนวยความจ า ตวอยางของระบบปฏบตการแบบนไดแก MS DOS

Page 88: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

88

ชนดของระบบปฏบตการ

Single-Tasking

Page 89: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

89

ชนดของระบบปฏบตการ

2. Multitasking (Single-User) เปนระบบปฏบตการทยอมใหมผ ใชเพยงคนเดยวในชวงเวลาหนง แตสามารถท างาน

ไดหลายอยาง ในเวลาเดยวกน เชนสามารถทจะใช editor ไปพรอม ๆ กบพมพงานอนทางเครองพมพไดระบบปฏบตการจะสลบการใชงานระหวาง CPU และทรพยากรอน ๆ อยางรวดเรวจนผใชไมรสกวาถกขดจงหวะการท างาน เนองจากมการท างานหลายอยางในเวลาเดยวกน การท างานของ ระบบปฏบตการจะซบซอนขน เชนการจดการหนวยความจ า จะตองมโปรแกรมหลายโปรแกรมเกบอยในหนวยความจ าในเวลาเดยวกน ระบบปฏบตการจะตองไมใหโปรแกรมเหลานนกาวกายกน ซงอาจจะตองมการจดล าดบ หรอเลอกงานเพอเขาใชทรพยากรตางๆ และใชเปนเวลานานเทาใด ตวอยางระบบปฏบตการแบบนไดแก Windows 95, UNIX, OS/2, VMS

Page 90: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

90

ชนดของระบบปฏบตการ

ระบบ multitasking

Page 91: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

91

ชนดของระบบปฏบตการ

3. Multi-user systemsบางครงเรยกระบบ multiprogramming เปนระบบทมความซบซอนกวาระบบ Single

user หลกการของระบบนกคอ - การใหมโปรแกรมอยในหนวยความจ าพรอมทจะถกประมวลผลไดหลาย ๆ โปรแกรม

ระบบปฏบตการจะเลอกโปรแกรมมา 1 โปรแกรมให CPU ท าการประมวลผล ไปเรอย ๆ เมอโปรแกรมนนตองตดตอกบอปกรณรบและแสดงผล ระบบปฏบตการกจะเลอกโปรแกรมอนเขามาใช CPU แทน ระบบปฏบตการเลอกโปรแกรมใหแก CPU เรอย ๆ จนกวาแตละโปรแกรมจะเสรจสนไปการทจะท างานหลาย ๆ โปรแกรมพรอม ๆ กน ระบบปฏบตการตองคอยควบคม และจดสรรทรพยากรตาง ๆ ทมอยอยางจ ากดใหแตโปรแกรม เชนจดสรรเนอทในหนวยความจ าหลก สบหลกโปรแกรมทจะเขาใช CPU รวมถงการจดอปกรณรบ และแสดงผล ไมใหเกดความขดแยงกน

Page 92: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

92

ชนดของระบบปฏบตการ

ระบบ Multiuser

Page 93: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

93

ชนดของระบบปฏบตการ การท างานในลกษณะ multiuser ยงแบงเปนการท างานแบบ Time

sharing คอการแบงชวงเวลา

การเขาใช CPU ใหแตละโปรแกรมเปนชวงสน ๆ ผลดเปลยนเวยนใหหลายงานไดมโอกาสเขา CPU

ผใชแตละคนจะมความรสกวาตนไดเปนผครอบครองคอมพวเตอรแตเพยงผ เดยว ตวอยาง

ระบบปฏบตการแบบนไดแก UNIX, VMS

Page 94: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

โครงสรางของระบบปฏบตการ(Operating system structure)

94

1 สวนประกอบของระบบ (System Component)

การจดการโปรเซส (Process Management)

การจดการหนวยความจ า (Memory Management)

การจดการไฟล (File Management)

การจดการอนพต / เอาตพต (I/O System Management)

การจดการสอจดเกบ (Storage Management)

เครอขาย (Network)

ระบบปองกน (Protection System)

ระบบตวแปลค าสง (Command-Interpreter System)

Page 95: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

95

2 บรการของระบบปฏบตการ (Operating System Services)

การเอกซควตโปรแกรม

การปฏบตกบอนพต/เอาตพต

การจดการระบบไฟล

การตดตอสอสาร

การตรวจจบขอผดพลาด

การใชทรพยากรรวมกน

โครงสรางของระบบปฏบตการ(Operating system structure)

Page 96: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

96

3 System Call

เปนสวนทจดไวใหผใชสามารถเรยกใชงานไดอยางสะดวกโดยไมจ าเปนตองรกลไกมากมาย

การควบคมโปรเซส (Process Management)

การจดการกบไฟล (File Management)

การจดการอปกรณ (Device Management)

การบ ารงรกษาขอมล (Data Maintainance)

การตดตอสอสาร (Communication)

โครงสรางของระบบปฏบตการ(Operating system structure)

Page 97: CE 211 Operating System - anantakulanantakul.net/learning/Lecture1.pdfม การพ ฒนาระบบปฏ บต การ (OS –Operating System): Multitasking ภาษาคอมพ

ประเดนค าถาม

97