บทท 2

บทท 2

ความรเบองตนเกยวกบระบบปฏบตการ

2.1 ความน า การใชงานคอมพวเตอรในยคแรกๆ นนคอนขางยงยาก เนองจากผใชงานจ าเปนตองเรยนร

ภาษาเครอง เพอสงใหเครองท างาน ตอมามการสรางภาษาคอมพวเตอรขนมาเพออ านวยความสะดวกแกผใชมากขน นนคอภาษาแอสเซมบลแตกยงประสบกบปญหาในเรองของความยากในการเขาใจค าสงของภาษา

จากทกลาวมาแลวจะเหนไดวาโปรแกรมเมอรในสมยกอนจ าเปนตองทราบโครงสราง และการท างานของเครองคอมพวเตอรเปนอยางด จงจะสามารถเขยนโปรแกรมเพอควบคมการท างานของเครองคอมพวเตอรได ในความเปนจรงไดมการพฒนาโปรแกรมอกประเภทหนงควบคกนมา กบภาษาคอมพวเตอร โดยโปรแกรมนจะควบคมการท างานของคอมพวเตอรในเบองตนทนททเปดเครองคอมพวเตอรขนมาท างาน เชน บรหารจดสรรทรพยากรทมในระบบ ตลอดจนคอยควบคมอปกรณเพอลดขอผดพลาดทอาจจะเกดขนไดในขณะท างาน โปรแกรมทกลาวมานเรยกวา ระบบปฏบตการ (Operating System)

2.2 ความหมายของระบบปฏบตการ ระบบปฏบตการนนผเขยนไดศกษาคนควาพบวา มผรไดกลาวถงความหมาย และใหค า

นยาม ตลอดจนอธบายเอาไวดงน ระบบปฏบตการ หมายถง ระบบทอาจจะเปนฮารดแวร หรอซอฟตแวรทชวยในการจด

ระเบยบในการอนเทอรเฟสระหวางผใชกบเครอง ตลอดจนควมคมการท างานของอปกรณ และการจดสรรทรพยากรในระบบใหใชงานรวมกนไดอยางมประสทธภาพ (น.ท.ไพศาล โมลสกลมงคล และคนอน ๆ, 2545)

ระบบปฏบตการ คอ โปรแกรมทมหนาทในการจดสรรคทรพยากรของเครองคอมพวเตอร ควบคมการประมวลผล (Execute) ของโปรแกรม ควบคมอปกรณตางๆ ในคอมพวเตอร และท าหนาทตดตอระหวางผใชกบคอมพวเตอร เพอใหผใชงานสามารถใชงานโปรแกรมประยกตไดอยางสะดวกและมประสทธภาพ (นรรตน นยมไทย, 2549)

บทท 2

28

ระบบปฏบตการ คอ ซอฟตแวรชนดหนงทอยตรงกลางระหวางฮารดแวรและซอฟตแวรประยกต มหนาทควบคมการท างานของฮารดแวร (อรพน ประวตบรสทธ, 2551)

ระบบปฏบตการเปนซอฟตแวรระบบทท าหนาทเปนตวกลางระหวางฮารดแวรและซอฟตแวรประยกตทวไป โดยทระบบปฏบตการท าหนาทจดสรรทรพยากรในระบบคอมพวเตอร เพอใหบรการแกซอฟตแวรประยกตในเรองตางๆ เชน การรบสงและการจดเกบขอมล การรบสงขอมลในระบบเครอขายการจดสรรพนทในหนวยความจ า และการจดสรรเวลาการใชซพย เปนตน(สจตรา อดลยเกษม, 2552)

ระบบปฏบตการ คอ กลมโปรแกรมทท าหนาทเปนตวกลาง ระหวางผ ใชกบเครองคอมพวเตอร มจดมงหมายเพอหาสภาพแวดลอมทเหมาะสม เพอใหผใชกระท าการกบโปรแกรม (Execute Programs) โดยมเปาหมายหลก เพอใหการใชระบบคอมพวเตอรของผใชเปนไปอยางสะดวก รวมทงการใชฮารดแวรเปนไปอยางมประสทธภาพ (วเชษฐ พลายมาศ, 2552)

ระบบปฏบตการ เปนระบบโปรแกรมทควบคมการท างานของฮารดแวรและโปรแกรมประยกตตางๆ ใหด าเนนไปอยางราบรน ถกตองตามวตถประสงคของผใช (พระพนธ โสภศสถตย, 2552)

ระบบปฏบตการ เปนซอฟตแวรระบบทเปนตวกลางประสานการท างานระหวางฮารดแวรและซอฟตแวรประยกตตางๆ โดยท าหนาทจดสรรทรพยากรในระบบคอมพวเตอรเพอใหบรการแกซอฟตแวรประยกตเมอมการตดตอกบฮารดแวร เชน การรบขอมลจากแปนพมพ การสงขอมลไปแสดงผลบนจอภาพ และการจดเกบไฟลขอมลลงในฮารดดสก เปนตน รวมทงอ านวยความสะดวกในการจดหาสภาพแวดลอมการท างาน (Environment) ทเหมาะสมใหกบผใช เพอใหผใชสามารถใชงานคอมพวเตอรไดอยางสะดวกและมประสทธภาพ โดยไมจ าเปนตองทราบกลไกการท างานภายในทซบซอน (พรพร หมนสนท และคนอน ๆ, 2553)

จากความหมาย ค านยาม และค าอธบายจากผ ร ตางๆ ขางตน สามารถสรปไดวา ระบบปฏบตการ หมายถง กลมของโปรแกรมทชวยในการจดระเบยบในการตดตอระหวางผใชกบเครอง ตลอดจนควบคมการท างานของอปกรณ และการจดสรรทรพยากรในระบบใหใชงานรวมกนไดอยางมประสทธภาพ

บทท 2

29

2.3 ประเภทของระบบปฏบตการ ระบบปฏบตการไมไดมเพยงชนดทเปนซอฟตแวรเทานน ยงมระบบปฏบตการทเปน

ฮารดแวรอกดวย ดงนนระบบปฏบตการจงแบง ออกเปน 3 ประเภท คอ

2.3.1 Software Operating System เปนระบบปฏบตการทเปนโปรแกรมคอมพวเตอร ซงไดรบความนยมใชงานอยาง

แพรหลาย เนองจากสามารถปรบปรงแกไขไดงาย และมราคาไมแพง 2.3.2 Hardware Operating System เปนระบบปฏบตการทเปนตวอปกรณ ซงท างานไดมประสทธภาพกวา ระบบปฏบตการ

ประเภทอนๆ แตไมนยมใชงานเนองจากปรบปรงแกไขไดยาก และมราคาแพง 2.3.3 Firmware Operating System เปนระบบปฏบตการทใชค าสงภาษาระดบต าในการท างาน เรยกวาไมโครโปรแกรม

(Microprogram) เปนค าสงทใชตดตอกบอปกรณคอมพวเตอรโดยตรง ซงอาจเกดมาจากค าสง ไมโครอนสตรคชน (Microinstruction) ตงแต 1 ค าสงขนไป การแกไข เปลยนแปลง สามารถท าไดโดยตองสรางไมโครโปรแกรมขนมาใหม ซงไมโครโปรแกรมเปนภาษาเครอง การเขยนโปรแกรมดวยภาษาเครองท าไดอยางยงยาก และเสยคาใชจายสง ระบบปฏบตการประเภทนจงไมถกนยมน ามาใชงาน

ดงนนหากมการกลาวถงระบบปฏบตการ จะเขาใจถงระบบปฏบตการทเปนซอฟตแวรเปนสวนใหญ เนองจากเปนประเภทของระบบปฏบตการทถกน ามาใชอยางแพรหลายและกวางขวาง กวาระบบปฏบตการประเภทอนๆ นนเอง

2.4 หนาทของระบบปฏบตการ จากนยามของระบบปฏบตการ ท าใหทราบวาระบบปฏบตการเปนสวนทชวยเหลอผใชงาน

ในการควบคมระบบ โดยทผใชไมจ าเปนตองทราบโครงสราง หรอกลไกการท างานของเครองเลย จงสามารถแบงหนาทหลกของระบบปฏบตการได 3 หนาทหลก ดงน

บทท 2

30

2.4.1 การตดตอกบผใช (User Interface) ผใชสามารถตดตอหรอสงการใหคอมพวเตอรท างานตามทตองการได โดยการสงผานทาง

อนเตอรเฟซของระบบปฏบตการ เชน ใชค าสง คดลอก (Copy) ทดอสพรอมพ (DOS Prompt) ในกรณทใชระบบปฏบตการดอส (MS-DOS) หรอใชเมาสเลอกค าสง หรอไอคอนตาง ๆ ในกรณทใชระบบปฏบตการวนโดวส (MS-Windows)

ระบบปฏบตการจงเปนตวกลางในการรบค าสงจากผใช หลงจากนนระบบปฏบตการจะเรยกใชค าสงผานทางซสเตมคอล (System Call) จงเปนการเรยกใชรทน (Routine) หรอโปรแกรมยอยตางๆ ของโปรแกรมระบบปฏบตการของผใช เพอปฏบตสงทผใชตองการ ดงภาพท 2.1

ภาพท 2.1 แสดงลกษณะการเปนตวกลางของระบบปฏบตการระหวางผใชกบฮารดแวร

2.4.2 ควบคมดแลอปกรณ (Control Devices) ผใชงานคอมพวเตอร อาจจะไมมความจ าเปนตองทราบกลไกการท างาน ของเครอง

คอมพวเตอร เนองจากระบบปฏบตการจะท าหนาทควบคมการท างานของอปกรณตางๆ เพอใหท างานเปนระบบ และสอดคลอง โดยไมเกดขอผดพลาด ระบบปฏบตการจะประกอบดวยรทน หรอโปรแกรมยอยมากมายทควบคมอปกรณแตละชนดทแตกตางกนไป เชน รทนควบคมดสก รทนควบคมจอภาพ เปนตน รทนเหลาน สามารถเรยกใชไดทนทผานทางซสเตมคอล โดยไมจ าเปนตองเขยนโปรแกรมควบคมเอง ท าใหประหยดเวลา และการควบคมเปนไปตามมาตรฐานเดยวกน แตเนองจากระบบปฏบตการมสวนประกอบของรทนเพอควบคมอปกรณเปนจ านวนมาก

บทท 2

31

ท าใหเรยกใชงานไดแตไมรวดเรว ดงนนถาสามารถเขยนโปรแกรมเพอควบคมอปกรณเหลานได กจะท าใหท างานไดเรวขน

2.4.3 จดสรรทรพยากร (Resources Management)

ทรพยากร (Resources) คอ สงทถกใชไปเพอใหโปรแกรมด าเนนไปอยางตอเนอง ทรพยากรทระบบปฏบตการจดสรรไดแก หนวยประมวลผลกลาง (CPU) หนวยความจ า (Memory) อปกรณน าเขาขอมลและหรอแสดงผลขอมล (Input/Output Devices) และขอมล (Data) สาเหต ทตองมการจดสรรทรพยากร เนองมาจาก

1) ทรพยากรของระบบมจ ากด โปรแกรมจะใชทรพยากรมากบางนอยบาง แตเนองจาก ทรพยากรบางอยางมจ ากด ท าใหเมอมการเรยกใชอาจจะท าใหทรพยากรนนหมดได เชน หนวยความจ า ในปจจบนเมอการใชโปรแกรมคราวละหลายโปรแกรม เชนในระบบปฏบตการ วนโดวส ท าใหหนวยความจ าถกน าไปใชจนหมด หรอในระบบทมซพยเพยงตวเดยว แตตองท างานหลายๆ โปรแกรมพรอมกน

2) ทรพยากรมหลายประเภท เนองจากในแตละโปรเซสหรอโปรแกรมอาจจะม

ความตองการเพยงประเภทเดยวบาง หลายประเภทบาง ระบบปฏบตการจะท าหนาทจดสรรทรพยากรเหลานตามความเหมาะสม และตามความตองการของโปรเซส

ดงนนจงเปนหนาทของระบบปฏบตการ ทจะตองจดสรรทรพยากรทมอยอยางจ ากด และ

หลายประเภทใหเกดประโยชนสงสด เพอใหระบบท างานไดอยางมประสทธภาพ รวดเรว และไดงานเพมมากขน

2.5 องคประกอบหลกของระบบปฏบตการ ในการพฒนาระบบปฏบตการใดๆ ขนมานน ระบบปฏบตการจะตองมองคประกอบหลก

ของระบบปฏบตการ (Operating System Component) เปนองคประกอบพนฐานทเหมอนกน อยท งหมด 5 ประการดงตอไปน

บทท 2

32

2.5.1 สวนจดการตวประมวลผล (Processor Management) สวนจดการตวประมวลผล เปนองคประกอบหลกทส าคญอยางหนงของระบบปฏบตการ

โดยทกๆ ระบบปฏบตการจะตองมสวนประกอบนในการควบคมการท างานของตวประมวลผลใหสามารถท างานไดอยางเตมประสทธภาพ

2.5.2 สวนจดการหนวยความจ า (Memory Management) สวนจดการหนวยความจ า เปนองคประกอบหลกทระบบปฏบตการ ใชในการจดสรรและ

ควบคมการท างานของหนวยความจ าทงหมดในระบบคอมพวเตอรนนๆ ใหถกน ามาใชงานอยางมประสทธภาพ

2.5.3 สวนจดการหนวยรบและหรอหนวยแสดงผล (Input / Output Management) สวนจดการหนวยรบและหรอหนวยแสดงผล เปนสวนทระบบปฏบตการใชในการควบคม

การท างานของหนวยรบและหรอหนวยแสดงผล โดยทผใชงานไมจ าเปนตองทราบถงกระบวนการท างานของอปกรณเหลาน เพยงแตผใชงานเรยกใชงานอปกรณหนวยรบและหรอหนวยแสดงผลผานระบบปฏบตการ แลวระบบปฏบตการจะท าหนาทควบคมการท างานของหนวยรบและหรอหนวยแสดงผล โดยอาศยสวนจดการหนวยรบและหรอหนวยแสดงผล

2.5.4 สวนระบบแฟมขอมล (File system) แฟมขอมลเปนสงส าคญยงในระบบปฏบตการ เนองจากทกๆ ระบบปฏบตการจะตองม

แฟมขอมลของตวระบบปฏบตการเองแลว ยงมแฟมขอมลอนๆ ทเกดขนอกมากมายจากการเรยกใชงานระบบปฏบตการของผใช รวมถงแฟมขอมลของโปรแกรมประยกต ตลอดจนแฟมขอมลทเกดขนจากการใชงานโปรแกรมประยกตอกดวย สวนระบบแฟมขอมลของระบบปฏบตการจะคอยจดการกบแฟมขอมลเหลานใหสามารถเรยกใช ปรบปรง และจดเกบไดอยางเปนระบบ

2.5.5 สวนจดการตารางเวลาการท างานและจดสรรทรพยากร (Job Scheduler and

Resource Allocator) ในระบบปฏบตการ นอกจากสวนจดการตวประมวลผลทระบบปฏบตการใชควบคมการ

ท างานของหนวยประมวลผลกลางแลว ยงมสวนทเรยกวาสวนจดการตารางเวลาการท างานและ

บทท 2

33

จดสรรทรพยากร ทระบบปฏบตการใชในการจดตารางการท างานใหกบหนวยประมวลผลกลาง ควบคกบสวนจดการตวประมวลผล เพอคอยจดตารางการท างานใหกบหนวยประมวลผลกลาง ซงโดยสวนใหญเครองคอมพวเตอรจะมหนวยประมวลผลกลางเพยงตวเดยว แตตองรองรบงานตางๆ มากมาย ทเกดจากการเรยกใชตวระบบปฏบตการและโปรแกรมประยกต สวนจดการตารางเวลาการท างานและจดสรรทรพยากรจงเปนสวนทใชจดการหนวยประมวลผลกลาง ใหสามารถท าการประมวลผล งานตางๆ มากมายเหลานนไดอยางมประสทธภาพ

2.6 ววฒนาการของระบบปฏบตการ หากจะกลาวถงววฒนาการของระบบปฏบตการกสามารถอางองไดจาก ววฒนาการของ

คอมพวเตอรทมววฒนาการ 4 ยคนน ซงจะเหนไดวาในยคท 1 นนยงไมมโปรแกรมคอมพวเตอรเกดขนจงเปนไปไมไดทมระบบปฏบตการไวใชงานกบเครองคอมพวเตอร ดงนนววฒนาการของระบบปฏบตการกจะเรมขนในยคท 2 ของคอมพวเตอรนนเอง ซงเปนยคทคอมพวเตอรมโปรแกรมคอมพวเตอรไวใชงานกบเครองคอมพวเตอรแลว ววฒนาการของระบบปฏบตการจงแบงออกเปน 3 ยคดงน

2.6.1 ยคท 1 (ค.ศ.1950-1965) เปนยคทคอมพวเตอรอาศยทรานซสเตอรเปนเทคโนโลยหลกในการสรางคอมพวเตอรและ

อาศยการประมวลผลแบบแบตซ และเรมมการน าคอมพวเตอรไปใชงานมากขน โดยเฉพาะอยางยงในวงการธรกจ มการพฒนาภาษาฟอรแทรน (FORTRAN) ขนเพอใชงานซงถอวาเปนภาษาคอมพวเตอรระดบสงภาษาแรก และตอมาไดมการพฒนาภาษาแอสเซมบล (Assembly) ในการท างาน ตวอยางของระบบปฏบตการทมใชงานในยคน ไดแก ระบบปฏบตการเอฟเอมเอส (FMS : Fortran Monitor System)

บทท 2

34

ภาพท 2.2 แสดงคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการเอฟเอมเอส ทมา (https://forum.prologic.ws/lofiversion/index.php?t3063.html, 2551)

2.6.2 ยคท 2 (ค.ศ.1965-1980) เปนยคทคอมพวเตอรอาศยวงจรรวม (IC : Integrated Circuit) เปนเทคโนโลยหลกในการ

สรางคอมพวเตอรและมการท างานแบบระบบหลายโปรแกรม (Multiprogramming) จงมความตองการตอบสนองจากคอมพวเตอรใหรวดเรวขน จงไดเกดแนวความคดและออกแบบระบบการท างานแบบจดสรรเวลา (Time Sharing) ขนมา โดยการจดสรรเวลาของหนวยประมวลผลใหบรการงานตางๆ ทมอยพรอมๆ กน ระบบปฏบตการแรกทใชระบบจดสรรเวลานคอระบบปฏบตการ มลตก (MULTIC : MULTiplxed Information and Computing Service) ซงพฒนาขนโดยสถาบนเทคโนโลยแหงรฐแมสชาชเซต (MIT Massachusetts Institute of Technology) และตอมา เคน ทอมสน (Ken Tompson) ไดพฒนาระบบปฏบตการยนกซ (UNIX Operating System ) ซงเปนระบบปฏบตการแบบจดสรรเวลาเชนเดยวกน และเปนทนยมใชงานกนอยางแพรหลายในเวลานน

บทท 2

35

ภาพท 2.3 แสดงคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการมลตก ทมา (http://www.sfgate.com/cgi-bin/object/article?o=0&f=/c/a/BUGF75VUUQ1.DTL, 2551)

ภาพท 2.4 แสดงคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการยนกซ ทมา (http://www.state.sc.us/oir/datacenter/computersvcs1.html, 2551)

บทท 2

36

2.6.3 ยคท 3 (ค.ศ.19801 - ปจจบน) เปนยคทคอมพวเตอรอาศยวแอลเอสไอ (VLSI : Very Large Scale Integrate Circuit) หรอ

วงจรรวมขนาดใหญเปนเทคโนโลยหลกในการสรางเครองคอมพวเตอร ระบบปฏบตการ ในยคน ม 2 กลม คอ กลมทใชกบคอมพวเตอรสวนบคคล ซงไดแกระบบปฏบตการส าหรบคอมพวเตอรเครองเดยว (Stand Alone Operating System) และระบบปฏบตการเครอขาย (Network Operating System : NOS) ระบบปฏบตการในยคนมมากมายหลายระบบ ตวอยางระบบปฏบตการส าหรบคอมพวเตอรเครองเดยว เชน MS-DOS, PC-DOS, MS-Windows XP, MAC OS, OS/2, MS-Windows 7, MS-Windows 8 สวนตวอยางของระบบปฏบตการเครอขาย เชน Netware, Linux, MS-Windows NT Server, MS-Windows 2003 Server เปนตน (ทรงศกด ลมศรสนตกล, 2549)

ภาพท 2.5 แสดงคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการ MS-DOS ทมา (http://www.vintagecomputer.net/browse_thread.cfm?id=194, 2551)

บทท 2

37

ภาพท 2.6 แสดงคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการ MS-Windows XP ทมา (http://www.ubergizmo.com/archives/navisurfer_indash_windows_xp_computer.html, 2551)

ภาพท 2.7 แสดงหนาจอคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการ MS-Windows 7 ทมา (http://getintopc.com/softwares/operating-systems/windows-7-ultimate-free-download-iso-32-and-64-bit/, 2557)

บทท 2

38

ภาพท 2.8 แสดงหนาจอคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการ MS-Windows 8 ทมา (http://www.hongkiat.com/blog/windows-8-keyboard-shortcuts/, 2557)

ภาพท 2.9 แสดงคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการ MAC OS ทมา (http://www.istudio.in.th/mac_product_detail.php?id=361, 2551)

บทท 2

39

ภาพท 2.10 แสดงคอมพวเตอรทใชงานระบบปฏบตการเครอขาย Netware ทมา (http://www.nobodyasked.com/category/techie-stuff/, 2551)

ภาพท 2.11 แสดงหนาจอการใชงานระบบปฏบตการเครอขาย MS-Windows 2003 Server ทมา (http://www.vmodtech.com/modules.php, 2551)

บทท 2

40

2.7 คณสมบตของระบบปฏบตการ จากทไดทราบถงวว ฒนาการของระบบปฏบตการมาแลวขางตน หากจะกลาวถงความสามารถหรอคณสมบตของระบบปฏบตการ กจะสามารถแบงคณสมบตของระบบปฏบตการไดดงน 2.7.1 การท างานแบบโปรแกรมเดยว (Monoprogramming) เปนความสามารถของระบบปฏบตการในยคเรมแรก ทมเพยงแค 1 โปรแกรมเทานน ทระบบปฏบตการสามารถอนญาตใหท างานงานไดในหนงชวงเวลา ในระบบคอมพวเตอรนนๆ ซงเปนการท างานทจดการทรพยากรตางๆ งายกวาการท างานแบบอนๆ ทจะไดกลาวตอไป 2.7.2 การท างานแบบหลายโปรแกรม (Multiprogramming) การท างานของระบบคอมพวเตอรในยคแรกๆ นนเปนการท างานครงละ 1 โปรแกรมเทานนซงวาใชทรพยากรตางๆ ของระบบอยางไมเตมประสทธภาพ ทงนเพราะมบางชวงเวลาททรพยากรของระบบตองวางงาน โดยเฉพาะซพยนนเอง เนองจากตองหยดรอเพอใหงานอนเสรจสนลงกอน เชน เมอซพยสงใหอานขอมลจากดสก ซพยตองรอคอยจนกวาการท างานนนจะเสรจ ซงบางครงใชเวลาในการท างานนานเนองจากอปกรณรบ-สงขอมลท างานในอตราเรวทชากวาอตราเรวการท างานของซพยอยมาก จงมการพฒนาระบบหลายโปรแกรมขนมา เพอใหระบบคอมพวเตอรสามารถท างานหลายงานไดพรอมกน โดยในการท างานนนจะมโปรแกรมหรองานทพรอมจะถกเรยกไปประมวลผลมากกวา 1 งาน บรรจไวในหนวยความจ าหลก จากน นระบบปฏบตการจะท าหนาทเลอกงานหรอโปรแกรมเขาไปประมวลผลในซพย การท างานในลกษณะนท าใหมการใชงานทรพยากรของระบบโดยเฉพาะซพยไดอยางเตมท 2.7.3 การท างานแบบระบบแบงเวลา (Time-Sharing Systems) ในการท างานของระบบหลายโปรแกรมนน เปนระบบการท างานทมมากกวาหนงโปรแกรมหรอมมากกวาหนงงานทถกบรรจไวในหนวยความจ าหลกพรอมกน เพอรอใหซพยน าไปประมวลผลทละหนงงานหรอหนงโปรแกรม โดยทบางครงโปรแกรมหรองานทถกเรยกเขาไปท างานในซพยนนมขนาดใหญหรอเปนงานทเนนการใชงานทซพย และมการท างานทซพยเปนเวลานานมาก ท าใหโปรแกรมอนทจะตองเขาไปท างานในซพยเสยเวลารอคอยนาน จงก าหนดใหม

บทท 2

41

ระบบการแบงเวลาส าหรบแตละงานหรอแตละโปรแกรมเขาไปท างานในซพยในระยะเวลาทก าหนดเอาไว ส าหรบระบบคอมพวเตอรทมการท างานในระบบหลายโปรแกรมรวมกบระบบการแบงเวลานน จะชวยใหระบบสามารถใหบรการผใชไดหลายคนพรอมๆ กน โดยใหงานหรอโปรแกรมของผใชแตละคนสลบกนเขาไปใชงานซพย ดวยเหตทซพยมอตราการท างานดวยความเรวทสงมากจงท าใหผใชแตละคนรสกเหมอนวาตนเองเปนผครอบครองการท างานของระบบคอมพวเตอรนนๆ 2.7.4 การท างานแบบระบบทนท (Real-Time Systems) ระบบการท างานแบบทนทหรอระบบเรยลไทม คอ ระบบทสามารถใหการตอบสนองอยางทนททนใดเมอไดรบอนพตเขาไปในระบบ ในทางอตมคตระบบเรยลไทมนจะเปนระบบทไมเสยเวลาในการประมวลผลหรออาจกลาวไดวาเวลาในการประมวลผลเปนศนย แตในทางปฏบตแลวเครองคอมพวเตอรทท างานแบบเรยลไทมนไมสามารถผลตขนมาได ท าไดแตเพยงลดเวลาในการตอบสนองใหนอยทสด จนไมสามารถเหนความแตกตางของชวงเวลาทปอนอนพตเขาไปและไดรบเอาตพตออกมาจากระบบ ชวงเวลาของความแตกตางนเรยกวา เวลาตอบสนอง ซงผใชงานทวไปตองการใหคาของเวลาตอบสนองเปนคาทนอยทสดเพอประสทธภาพของระบบ ระบบเรยลไทมแบงไดเปน 2 ประเภทคอ 1) Hard real-time system ระบบทก าหนดเวลาไวแนนอนส าหรบใหระบบสามารถท างานไดเสรจเรยบรอย หากวาระบบไมสามารถท างานเสรจไดตามเวลาทก าหนดไวจะกอใหเกดปญหารายแรง เปนระบบทรบรองวาภารกจวกฤต (critical task) ตองเสรจตามเวลาทก าหนด ความลาชาทงหมดในระบบตองถกน ามาเกยวพนกนตงแตการดงขอมลทเกบไวออกมาจนถงเวลาทระบบปฏบตการใชเพอท าใหการรองขอใดๆ เสรจสมบรณขอจ ากดของเวลาเปนตวบงคบสงทใชไดในระบบฮารดเรยลไทม โดยปกตดขอมลทถกจดเกบอยในหนวยความจ าแบบอานอยางเดยวหรอรอม ในระบบปฏบตการชนสง กขาดคณลกษณะ นดวยเชนกน เนองจากมนมกจะแยกผ ใชออกจากฮารดแวรซงเปนผลใหความ ไมแนนอนเกยวกบเวลาทตองใชในการด าเนนการ เชน หนวยความจ าเสมอน เกอบจะไมเคยพบกบระบบเวลาจรงเลย ดงนนระบบฮารดเรยลไทมจะขดแยงกบระบบแบงกนใชเวลา และทงสองระบบนไมสามารถผสมกนได

บทท 2

42

2) Soft real-time system เปนระบบทก าหนดเวลาไวเชนเดยวกนกบ Hard real-time system แตถาระบบไมสามารถท างานเสรจไดตามเวลาทก าหนดไวจะไมกอใหเกดปญหารายแรงเทากบ Hard real-time system กลาวคอ ระบบซอฟตเรยลไทม ซงงานทวกฤตจะไดรบล าดบความส าคญ เหนอกวางานอนๆ และจะไดรบล าดบความส าคญนนจนกระทงงานเสรจสมบรณงานในระบบแบบเวลาจรงไมสามารถรอแบบไมสนสดเพอใหเคอรเนล (kernel) ด าเนนงานกบมนได ระบบซอฟตเรยลไทมเปนระบบทสามารถแกไขใหใชรวมกบระบบอนได แตกมขอจ ากดทางดานการใชประโยชนมากกวาแบบฮารดเรยลไทม เชน การไมมขอจ ากดทางดานเวลาจะเปนการเสยงทจะใชส าหรบการความคมทางอตสาหกรรมและควบคมหนยนต อยางไรกตามยงมการใชประโยชนระบบชอฟตเรยลไทม ตวอยาง เชน มลตมเดย ระบบความเปนจรงเสมอน (virtual reality) และโครงการทางดวนวทยาศาสตรชนสง เชน การส ารวจใตทะเล การโคจรของดาวเคราะห ระบบซอฟตเรยลไทมเปนหนทางของการไปสระบบปฏบตการสวนใหญในปจจบนซงรวมทงเวอรชนหลกๆ ของ UNIX ดวย ระบบเรยลไทมนยมน าไปใชในการควบคมกระบวนการในทางอตสาหกรรม ซงปจจบนสามารถควบคมดวยระบบคอมพวเตอรททนสมยใหคาเวลาตอบสนองทยอมรบได ส าหรบในวงการคอมพวเตอรระบบเรยลไทมมความสามารถเขาใกลอดมคตมากขนเนองจากความกาวหนาทางเทคโนโลยการผลตซพยทท าใหซพยมความเรวในการประมวลผลเพมสงขนมาก 2.7.5 การท างานแบบระบบคอมพวเตอรตงโตะ (Desktop Systems) ซพยทใชกบคอมพวเตอรสวนบคคล ในชวงแรกๆ นนขาดคณลกษณะทตองใชส าหรบปองกนระบบปฏบตการจากผใชหลายคน ดงนนระบบปฏบตการทใชงานจงไมใชระบบปฏบตการแบบหลายผใช หรอหลายงาน เปาหมายของการผลตคอมพวเตอรสวนบคคลไดเปลยนไป จากควรทจะปรบปรงใหระบบปฏบตการเปนแบบหลายผใชหรอหลายงาน หรอท าใหการใชงานซพยและอปกรณพวงตอตางๆ มากขน แตกลบปรบปรงเกยวกบความสะดวกสบายและการตอบสนองใหมากขน ระบบเหลานรวมถงระบบปฏบตการไมโครซอฟตวนโดวสและระบบปฏบตการแอปเปลแมคอนทอช โดยระบบปฏบตการไมโครซอฟตดอสไดถกแทนทโดยระบบปฏบตการไมโครซอฟตวนโดวส และบรษทไอบเอมไดพฒนาระบบปฏบตการไมโครซอฟตดอส ไปเปนระบบแบบหลายภารกจโอเอสท สวนระบบปฏบตการแอปเปลแมคอนทอชกไดถกน าไปใชงานบนฮารดแวรทม

บทท 2

43

ความสามารถมากขน สวนระบบปฏบตการลนกซกสามารถน าเอาความสามารถทเหมอนกบระบบปฏบตการยนกซมาใชบนเครองคอมพวเตอรสวนบคคลได ระบบปฏบตการส าหรบคอมพวเตอรเหลานไดรบประโยนชหลายอยางจากการพฒนาระบบปฏบตการส าหรบเครองคอมพวเตอรเมนเฟรม ไมโครคอมพวเตอรสามารถรบเอาเทคโนโลยบางอยางทพฒนาส าหรบระบบปฏบตการของเครองใหญมาใชงานได ในอกแงมมหนงราคาของฮารดแวรคอมพวเตอรในปจจบนมราคาถกลงมามากพอทคนสวนใหญจะสามารถหาซอคอมพวเตอรมาใชงานเปนสวนตวได เมอการใชงานซพยไมใชสงทค านงถงเปนอนดบแรกอกตอไปดงนนการออกแบบบางอยางส าหรบเครองคอมพวเตอรเมนเฟรมอาจไมเหมาะสมส าหรบเครองคอมพวเตอรขนาดเลก สวนการออกแบบบางอยางกยงคงใชงานไดกบเครองคอมพวเตอรขนาดเลก เชน การปองกนแฟมขอมลซงในอดตไมมความจ าเปนส าหรบเครองคอมพวเตอรสวนบคคล แตในปจจบนคอมพวเตอรสวนบคคลถกเชอมตอเขากบระบบเครอขาย คอมพวเตอรเครองอนๆ สามารถเขาถงแฟมขอมลตางๆ ผานเครอขายได การปองกนแฟมขอมลจงมความจ าเปนทตองมในคณสมบตของระบบปฏบตการ ถาไมมระบบปองกนแฟมขอมลดงกลาวอาจท าใหการมงรายตอแฟมขอมลในคอมพวเตอรสวนบคคลเหลานนเกดขนได การพจารณาระบบปฏบตการส าหรบเครองคอมพวเตอรแตละระดบนนเปนเรองจ าเปนอยางมาก โดยในบางคณสมบตอาจใชงานไดรวมกน แตบางคณสมบตทใชงานไดกบเครองคอมพวเตอรรนใหญๆ กอาจตองลดความสามารถลงมาเพอใหสามารถใชงานไดกบเครองคอมพวเตอรในระดบเลกได 2.7.6 การท างานแบบระบบจ าลองเครองจกร (Virtual Machine Systems) ระบบจ าลองเครองจกรหรอระบบเวอรชวลแมชน ระบบนจะชวยใหคดวาผใชก าลงใชงานกบคอมพวเตอรหลายเครองทงๆ ทท างานบนเครองเดยว โปรแกรมเชนนสามารถชวยใหผใชหลายคนท างานกบคอมพวเตอรเครองเดยว เนองจากผใชแตละคนอยทเทอรมนอลของตนเองท าใหคดวาตอนเองเปนเจาของเครองโดนล าพง ระบบเมนเฟรมเปนตวเอยางทดของเวอรชวลแมชน เมอมการใชเทคนคการจดเวลาของซพยและความจ าเสมอน ท าใหคอมพวเตอรท างานไดหลาย โปรเซสพรอมๆ กน โดยแตละโปรเซสสามารถเอกซควตไปดวยโปรเซสและหนวยความจ าเสมอน ของตวเอง แตละโปรเซสจะตองเพมเตมฟเจอรส าหรบจดการ เชน system call หรอระบบไฟล ทระบบฮารดแวรด งเดมไมม จรง ๆ แลวเวอรชวลแมชนไมไดเพมเตมฟงกชน แตจะ ก าหนด

บทท 2

44

รปแบบเฉพาะใหกบฮารดแวร โดยสรางเวอรชวลแมชนขนกลางระหวางฮารดแวรกบ Kernel ทตดตอกบโปรเซส จะมการแชรรซอรสของคอมพวเตอรทางกายภาพเพอรวมกนสรางเปนเวอรชวลแมชน การจดเวลาของซพยจะน ามาใชในการแชรซพย และสรางสงทใหผใชคดวาผเปนเจาของโปรเซสเซอร ระบบสพลลงและระบบไฟลท าใหสามารถใชเครองการดแบบเวอรชวล และเครองพมพแบบเวอรชวล และส าหรบเทอรมนลทใชระบบแบงเวลากจะสนบสนนฟงกชนส าหรบเทอรมนอลแบบเวอรชวล เชนกน 2.7.7 การท างานแบบระบบมลตโปรเซสเซอร (Multiprocessor Systems)

ระบบหลายตวประมวลผลหรอระบบมลตโปรเซสเซอร เปนระบบคอมพวเตอร ทโปรเซสเซอรหรอซพยมากวา 1 ซพย โดยทซพยเหลานมการใชทรพยากรของระบบรวมกน การท างานในระบบมลตโปรเซสเซอรท าใหไดประโยชนหลายประการ อยางเชน เพมปรมาณงาน (Throughput) เชน ระบบคอมพวเตอรม 2 ซพย แตละซพยท างานตางกนดงนนในระยะเวลา ทเทากน ระบบทใชจ านวนซพยมาก ยอมใหปรมาณงานทมากวาระบบทใชซพยนอยกวา นอกจากนระบบมลตโปรเซสเซอรยงชวยเพมความนาเชอถอของระบบ (Reliability) ดวยการก าหนดให ทกซพยท างานเดยวกน เพอเปนการตรวจสอบความถกตองในการท างาน และเพอใหระบบคอมพวเตอรมซพยส ารองทสามารท างานทดแทนไดทนเมอเกดความเสยหายขนกบซพย หรอเกดความผดพลาดขนจากการท างานของซพย ประโยชนอกประการของระบบมลตโปรเซสเซอรคอ ประหยดคาใชจาย ดวยการทใหซพยหลายตวใชทรพยากรรวมกน ระบบมลตโปรเซสเซอร แบงออกเปน 2 ประเภทคอ

1) การประมวลผลแบบสมมาตร (Symmetric-multiprocessing) จะเปนระบบทมการแบงการประมวลผลงานทเขามาอยางเทาเทยมกน ไมมโปรเซสเซอรใดรบโหลดมากกวาตวอน จะท างานดวยตวเองไมตองรบค าสงจากโปรเซสเซอรอน การประมวลผลโดยใชซพยมากกวา 1 ตว โดยแตละซพยท างานเทากน ไมมซพยตวใดโหลดมากกวาตวอน

บทท 2

45

2) ประมวลผลแบบไมสมมาตร (Asymmetric-multiprocessing) การประมวลผลโดยใชซพยมากกวา 1 ตว โดยมซพยตวหนงเปนผควบคมและแบง

งานใหซพย จะเปนระบบทมการจดสรรงานแตละแบบใหโปรเซสเซอรแตละตวประมวลผล ทแนนอน โดยจะมโปรเซสเซอรตวหลกท าหนาทความคมระบบ และก าหนดงานใหกบโปรเซสเซอรอน ส าหรบโปรเซสเซอรทท างานหนาทความคมนอาจจะเรยกวาเปนมาสเตอรโปรเซสเซอร ( master processor) สวนโปรเซสเซอรอนทรบค าสงจากมาสเตอรโปรเซสเซอร จะเรยกวาเปนสเลฟโปรเซสเซอร (slave processor)

2.7.8 การท างานแบบระบบกระจาย (Distributed Systems) ระบบคอมพวเตอรอกแบบหนงทไดรบความนยมในปจจบนนคอระบบแบบกระจายซงจะ

ตางกบระบบหลายโปรเซสเซอรทกลาวมาแลวในหวขอทผานมา โดยระบบหลายโปรเซสเซอรจะเปนระบบเดยวทมหลายโปรเซสเซอรแลวแชรดไวซ หรออปกรณตางๆ รวมกน แตระบบแบบกระจายเปนระบบทแยกออกเปนระบบยอย โดยแตละระบบจะใชโปรเซสเซอรหนงตวและจะม ดไวซ หรออปกรณตางๆ เปนของตวเอง เชน มดสกเปนของตวเอง มหนวยความจ าเปนของตวเอง เปนตน การตดตอสอสารระหวางระบบอาจจะใชบสความเรวสง สายโทรศพท หรออาจจะเปนสาย UTP เปนตน ระบบกระจายนอาจจะมขนาดและฟงกชนของโปรเซสเซอรทแตกตางกนไป ซงอาจจะเปนไมโครโปรเซสเซอร เวรคสเตชน มนคอมพวเตอร หรอ ระบบคอมพวเตอรใหญๆ มชอส าหรบเรยกโปรเซสเซอรเหลานมากมาย เชน ไซต (site) โหนด (node) หรอคอมพวเตอร ขนอยกบวาจะกลาวในลกษณะใด ส าหรบเหตผลในการสรางเปนระบบแบบกระจาย มดงน 1) การแชรทรพยากร ถามการเชอตอเขาดวยกนและก าหนดใหมการแชรแลว ผใชจากไซตหนงสามารถใชรซอรสจากไซตอนไดถารซอรสนนวาง เชน ผใชจากไซต A สามารถสงพมพเอกสารออกทางเครองพมพเลเซอรทไซต B ได เปนตน นอกจากเครองพมพแลวรซอรส ทสามารถแชรได อาจจะเปนไฟล ฐานขอมล ดสก ตอลดจนดไวซตางๆ อกดวย 2) เพมความเรวในการค านวณ ถาการค านวณนนสามารถแบงออกเปนสวนยอย ๆ ไดกสามารถแบงไปใหโปรเซสเซอรอนๆ ค านวณไดเชนกน เมอแตละสวนค านวณเสรจกจะรวบรวมเปนผลลพธทสามบรณแบบเพอน าไปใชงานตอไป นอกจากนถามไซตใดโหลดงานมากเกนไป กจะมการยายงานนนไปใหโปรเซสเซอรอนทมโหลดไมมากนก การยายงานนอาจจะเรยกไดวา การแบงโหลด (Load Sharing)

บทท 2

46

3) ความนาเชอถอของระบบ เหตผลขอนเปนการใหระบบท างานไดอยางตอเนอง เพราะเมอมโปรเซสเซอรใดไมสามารถท างานไดจะมการแบงงานไปใหโปรเซสเซอรอน ท าใหการประมวลผลเปนไปอยางตอเนอง

2.7.9 การท างานแบบระบบคลสเตอร (Clustered Systems) ระบบคลสเตอรคลายกบระบบขนาน ซงรวมหลายหนวยประมวลผลกลางเขาประมวลผล

รวมกน หรอชวยกนประมวลผลงานใหญๆ ใหเสรจในเวลาทรวดเรว และยอมรบการเขาถงจากเครองของสมาชก โดยมหลกการท างานคอกลมเครองของสมาชกเหนซงกนและกน หากมเครองหนงท างานลมเหลว อกเครองหนงจะเขาครอบครองหนอยความจ า และสงเรมตนแอปพลเคชนทก าลงท างานบนเครองทลมอยนน โดยเครองทลมกยงอย แตผใชยงคงใชงานตอ เพยงแตเหนขอความแสดงขอผดพลาดเลกๆ ใหทราบเทานน

2.7.10 การท างานแบบระบบคอมพวเตอรมอถอ (Handheld Systems) นกพฒนาบนระบบคอมพวเตอรมอถอและแอปพลเคชนตองเผชญหนากบความทาทายหลายประการสวนใหญเกดจากขนาดทจ ากดของอปกรณเหลานน ดวยขนาดทจ ากดท าใหอปกรณประเภทนมหนาจอขนาดเลก ความละเอยดการแสดงผลต า ชปประมวลผลทขดความสามารถต า ตองการใชพลงงานต า ตองการใชพลงงานต า แผความรอนต ามหนวยความจ าขนาดเลก เปนตน การออกแบบและพฒนาระบบปฏบตการจะตองค านงถงขอจ ากดตางๆ เหลานไวตลอดเวลา อยางเชนระบบปฏบตการการและแอปพลเคชนจะตองมการจดการหนอยความจ าใหมประสทธภาพมากทสด เพราะไมสามารถใชเทคนคการเพมหนวยความจ าแบบเสมอนได ประเดนถดมาทนกพฒนาตองตระหนกกคอ ความเรวของตวประมวลผลทใชอปกรณประเภทมอถอทมขดความสามารถต ากวาระบบตงโตะอยางมาก ถานกพฒนาระบบปฏบตการและแอปพลเคชนบนอปกรณเหลานตองการเพมความเรวในการประมวลผล นนหมายความวามนจะมาพรอมกบความตองการพลงงานทเพมขนดวย ซงอาจท าใหแบตเตอรมขนาดเพมขน หรอตองชารตไฟเพมบอยขน ในขณะทความคาดหวงของผบรโภคตองการอปกรณทมขนาดเลกลงเรอยๆ อกประเดนหนงคอ การออกแบบระบบปฏบตการและแอปพลเคชนบนอปกรณมอถอตองค านงถงการแสดงผลบนจอภาพทมขนาดเลก ในขณะทความคาดหวงของบรโภคตองการงานท

บทท 2

47

หลากหลายเพมมากขนเรอยๆ เชน ตองการอานอเมลลหรอทองเวบ วธหนงทชวยไดกคอ การใชการตดแปะเวบ (web clipping) หมายถงยอเนอหาจากหนาเวบปกตใหมขนาดเลกลง อปกรณประเภทมอถอหลายชนดตองการใชเทคโนโลยไรสาย เชน บลทธ หรอ อนๆ เพอการตดตอสอสารกบอปกรณมอถอเครองอนๆ ส าหรบเขาถงและแลกเปลยนขอมลระหวางกนอกดวย

บทสรป ระบบปฏบตการ หมายถง กลมของโปรแกรมทชวยในการจดระเบยบในการตดตอระหวาง

ผใชกบเครอง ตลอดจนควบคมการท างานของอปกรณ และการจดสรรทรพยากรในระบบใหใชงานรวมกนไดอยางมประสทธภาพ ระบบปฏบตการแบงออกเปน 3 ประเภท คอ Software Operating System, Hardware Operating System, Firmware Operating System โดยสวนใหญมกกลาวถงระบบปฏบตการทเปน Software Operating System ซงมหนาทการท างาน 3 หนาทหลกคอ การตดตอกบผ ใช การควบคมอปกรณ และการจดสรรทรพยากร ทกๆ ระบบปฏบตการจะมสวนประกอบหลกทส าคญ 5 สวนเหมอนกน คอ สวนจดสรรตวประมวลผล สวนจดการอปกรณรบและแสดงผลขอมล สวนจดการหนวยความจ า สวนจดการแฟมขอมล และสวนจดตารางการท างานและจดสรรทรพยากร

บทท 2

48

ค าถามทายบทท 2 1. จงใหความหมายของ ระบบปฏบตการ 2. ระบบปฏบตการมกประเภท อะไรบาง จงอธบายพอสงเขป 3. จงอธบายหนาทของระบบปฏบตการ 4. ระบบปฏบตการมสวนประกอบกสวน อะไรบาง จงอธบาย 5. จงอธบายถงววฒนาการของระบบปฏบตการ

ปฏบตการ

ใหนกศกษาท าปฏบตการท 1 เรอง ศกษาการสงแสดงผลอกขระออกทางจอภาพ โดยดาวนโหลดแบบฟอรมปฏบตการไดท http://roongrote.crru.ac.th/CT2403.html

บทท 2

49

เอกสารอางอง ทรงศกด ลมศรสนตกล. (2549). Mac OS X Tools & Utilities รวมสดยอดโปรแกรมส าหรบ

Mac OS X. กรงเทพฯ : เอดยเคชน. น.ท.ไพศาล โมลสกลมงคล, ผศ.น.ท.ดร.ประสงค ปราณตพลกรง, น.ต.เมธา สนทรศารทล,

น.ต.สชาต วรกลวฒนา, ร.ท.อนโชต วฒพรพงษ. (2545). ระบบปฏบตการ (Operating Systems). กรงเทพฯ : ไทยเจรญการพมพ.

นรรตน นยมไทย. (2549). ระบบปฏบตการ. กรงเทพฯ : ศนยสงเสรมวชาการ. พรพร หมนสนท, สธพงศาสกลชย และอจจมา เลยงอย. (2553). ระบบปฏบตการ (Operating

Systems). กรงเทพฯ : เคทพ. พระพนธ โสพศสถตย. (2552). ระบบปฏบตการ. กรงเทพฯ : ส านกพมพจฬาลงกรณมหาวทยาลย. วเชษฐ พลายมาศ. (2552). ระบบปฏบตการ (Operating Systems). กรงเทพฯ : ซเอดยเคชน. สจตรา อดลยเกษม. (2552). ระบบปฏบตการ (Operating Systems). กรงเทพฯ : โปรวชน. อรพน ประวตบรสทธ. (2551). คมอเรยนระบบปฏบตการ (Operating Systems). กรงเทพฯ :

โปรวชน. (2551). [Online]. Available HTTP:

https://forum.prologic.ws/lofiversion/index.php?t3063.html. (2551). [Online]. Available HTTP:

http://www.sfgate.com/cgi-bin/object/article?o=0&f=/c/a/BUGF75VUUQ1.DT. (2551). [Online]. Available HTTP:

http://www.state.sc.us/oir/datacenter/computersvcs1.html. (2551). [Online]. Available HTTP:

http://www.vintagecomputer.net/browse_thread.cfm?id=194. (2551). [Online]. Available HTTP:

http://www.ubergizmo.com/archives/navisurfer_indash_windows_xp_computer.html. (2551). [Online]. Available HTTP:

http://www.istudio.in.th/mac_product_detail.php?id=361.

บทท 2

50

(2551). [Online]. Available HTTP: http://www.nobodyasked.com/category/techie-stuff/.

(2551). [Online]. Available HTTP: http://www.vmodtech.com/modules.php.