কম্পিউটার সায়েন্সে অপারেটিং সিস্টেম বোঝা
প্রতিটি কম্পিউটারের কার্যকারিতার মূলে রয়েছে অপারেটিং সিস্টেম (OS)। এটি একটি মাস্টার সফ্টওয়্যার যা হার্ডওয়্যার নিয়ন্ত্রণ করে, সিস্টেম সংস্থানগুলি পরিচালনা করে এবং ব্যবহারকারী, অ্যাপ্লিকেশন এবং মেশিনের মধ্যে মিথস্ক্রিয়াকে সহজ করে। চলুন কম্পিউটার বিজ্ঞানের ক্ষেত্রের মধ্যে অপারেটিং সিস্টেমের মূল বিষয়গুলি, তাদের উপাদান, প্রকার এবং ফাংশনগুলি বোঝা যাক৷
একটি অপারেটিং সিস্টেম কি?
একটি অপারেটিং সিস্টেম (OS) একটি শক্তিশালী এবং প্রয়োজনীয় সফ্টওয়্যার যা কম্পিউটার হার্ডওয়্যার এবং সফ্টওয়্যার সংস্থান পরিচালনা করে, কম্পিউটার প্রোগ্রামগুলির জন্য সাধারণ পরিষেবা প্রদান করে। অন্যান্য প্রোগ্রাম চালানোর জন্য প্রতিটি কম্পিউটারে কমপক্ষে একটি ওএস থাকতে হবে। OS ব্যবহারকারী এবং কম্পিউটার হার্ডওয়্যারের মধ্যে মধ্যস্থতাকারী হিসাবে কাজ করে। জনপ্রিয় অপারেটিং সিস্টেমের উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে Microsoft Windows, macOS, Linux, এবং Android।
একটি অপারেটিং সিস্টেমের মূল কাজ
অপারেটিং সিস্টেমে বিস্তৃত ফাংশন রয়েছে, যা একটি কম্পিউটার সিস্টেমের কার্যকারিতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এর কিছু মূল ফাংশন অন্তর্ভুক্ত:
- প্রসেস ম্যানেজমেন্ট: এটি প্রক্রিয়াগুলির সৃষ্টি, সময়সূচী এবং সমাপ্তি পরিচালনা করে। একটি প্রক্রিয়া হল কার্য সম্পাদনের একটি প্রোগ্রাম, এবং OS এই প্রক্রিয়াগুলিকে মসৃণ সিস্টেমের কার্যকারিতা নিশ্চিত করতে দক্ষতার সাথে পরিচালনা করে।
- মেমরি ম্যানেজমেন্ট: OS সিস্টেমের মেমরি পরিচালনা করে, যার মধ্যে মেমরির বরাদ্দ এবং ডিলোকেশন অন্তর্ভুক্ত থাকে যখন তাদের প্রয়োজন হয় এবং যখন তারা না করে তখন এটিকে মুক্ত করে।
- ফাইল সিস্টেম ম্যানেজমেন্ট: এটি স্টোরেজ, পুনরুদ্ধার, নামকরণ, ভাগ করে নেওয়া এবং ফাইলগুলির সুরক্ষা নিয়ে কাজ করে। OS ফাইলের শ্রেণিবিন্যাস বজায় রাখে এবং তথ্যের ট্র্যাক রাখে, যেমন ফাইলের অবস্থান, আকার এবং প্রকার।
- ডিভাইস ম্যানেজমেন্ট: OS তাদের নিজ নিজ ড্রাইভারের মাধ্যমে ডিভাইস যোগাযোগ পরিচালনা করে। এটি প্রিন্টারে প্রিন্ট কমান্ড পাঠানো, কীবোর্ড থেকে ডেটা পড়া এবং CPU ক্রিয়াকলাপ পরিচালনা করার মতো কাজগুলি সম্পাদন করে।
- নিরাপত্তা এবং অ্যাক্সেস নিয়ন্ত্রণ: OS নিশ্চিত করে যে অননুমোদিত ব্যবহারকারীরা সিস্টেমে অ্যাক্সেস না করে এবং দূষিত হুমকি থেকে রক্ষা করে। এটি ডেটা সুরক্ষিত করার জন্য ব্যবহারকারীর অ্যাকাউন্ট, পাসওয়ার্ড এবং বিভিন্ন অনুমতি পরিচালনা করে।
অপারেটিং সিস্টেমের প্রকারভেদ
অপারেটিং সিস্টেমগুলি তাদের কার্যকারিতা এবং তারা যে পরিষেবাগুলি প্রদান করে তার উপর ভিত্তি করে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। সবচেয়ে সাধারণ ধরনের অন্তর্ভুক্ত:
- ব্যাচ অপারেটিং সিস্টেম: এই ওএসগুলি কম্পিউটারের সাথে সরাসরি যোগাযোগ করে না। এখানে, ব্যবহারকারীর হস্তক্ষেপ ছাড়াই কাজগুলি এক সময়ে সংগ্রহ করা, ব্যাচ করা এবং প্রক্রিয়া করা হয়।
- মাল্টি-টাস্কিং/টাইম-শেয়ারিং অপারেটিং সিস্টেম: এগুলি সিপিইউ-এর টাইম স্লাইস ভাগ করে একসাথে একাধিক প্রোগ্রাম চালানোর অনুমতি দেয়। উদাহরণের মধ্যে রয়েছে লিনাক্স এবং উইন্ডোজ।
- রিয়েল-টাইম অপারেটিং সিস্টেম (RTOS): RTOSগুলি এমন পরিবেশে ব্যবহৃত হয় যেখানে সময় সীমাবদ্ধতা কঠোর, যেমন এমবেডেড সিস্টেমে। বাফার বিলম্ব ছাড়াই তারা ডেটা প্রক্রিয়া করে।
- নেটওয়ার্ক অপারেটিং সিস্টেম: এগুলি সার্ভারে কাজ করে এবং একাধিক ক্লায়েন্টকে পরিবেশন করার ক্ষমতা প্রদান করে, একটি নেটওয়ার্ক জুড়ে ডেটা, ব্যবহারকারী, গ্রুপ, নিরাপত্তা এবং অ্যাপ্লিকেশন পরিচালনা করে।
- ডিস্ট্রিবিউটেড অপারেটিং সিস্টেম: তারা স্বাধীন কম্পিউটারের একটি গ্রুপ পরিচালনা করে এবং ব্যবহারকারীর কাছে সেগুলিকে একক কম্পিউটার হিসাবে দেখায়। প্রক্রিয়াকরণ একাধিক শারীরিক মেশিন জুড়ে বিতরণ করা হয়.
স্মৃতি ব্যবস্থাপনা
মেমরি ম্যানেজমেন্ট সিস্টেমের OS দ্বারা পৃথক প্রক্রিয়ার জন্য নির্দিষ্ট মেমরি ব্লকের বরাদ্দ এবং পুনঃনির্ধারণ জড়িত। মেমরি ব্যবস্থাপনার একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হল শারীরিক এবং ভার্চুয়াল মেমরির মধ্যে পার্থক্য।
- শারীরিক মেমরি: এটি সিস্টেমে উপলব্ধ প্রকৃত RAM (র্যান্ডম অ্যাক্সেস মেমরি)।
- ভার্চুয়াল মেমরি: এটি হার্ড ডিস্কের একটি স্পেস যা অতিরিক্ত RAM অনুকরণ করতে ব্যবহৃত হয়। এটি শুধুমাত্র শারীরিক মেমরির ক্ষমতার বাইরে বড় অ্যাপ্লিকেশন বা একাধিক অ্যাপ্লিকেশন একযোগে সম্পাদনের অনুমতি দেয়।
সহজতম মেমরি পরিচালনার কৌশল হল সংলগ্ন বরাদ্দকরণ , যেখানে প্রতিটি প্রক্রিয়া মেমরির একটি একক সংলগ্ন বিভাগে থাকে। যাইহোক, এই পদ্ধতিতে বিপত্তি রয়েছে, যেমন খণ্ডিতকরণ। এটি কাটিয়ে উঠতে, আধুনিক ওএসগুলি পেজিং এবং সেগমেন্টেশন ব্যবহার করে।
প্রক্রিয়া নির্ধারণ
প্রসেস শিডিউলিং হল সেই পদ্ধতি যার মাধ্যমে OS সিদ্ধান্ত নেয় প্রস্তুত সারিতে কোন প্রক্রিয়াটি প্রসেসর দ্বারা চালানো হবে। প্রাথমিক উদ্দেশ্য হল CPU ব্যবহার সর্বাধিক করা। সময়সূচী অ্যালগরিদম অন্তর্ভুক্ত:
- ফার্স্ট-কাম, ফার্স্ট-সার্ভড (FCFS): প্রসেসগুলি যে ক্রমানুসারে আসে সেই ক্রমেই দেখা হয়।
- শর্টেস্ট জব নেক্সট (SJN): এই অ্যালগরিদমটি পরবর্তী সংক্ষিপ্ততম এক্সিকিউশন সময় সহ প্রক্রিয়াটি নির্বাচন করে। এটি আরও ভাল পারফরম্যান্সের দিকে পরিচালিত করতে পারে, তবে কার্যকর করার সময় সম্পর্কে পূর্ব জ্ঞান প্রয়োজন।
- রাউন্ড রবিন (RR): প্রতিটি প্রক্রিয়া একটি নির্দিষ্ট সময় স্লট বরাদ্দ করা হয় এবং পালাক্রমে সম্পাদিত হয়। এই পদ্ধতি প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে ন্যায্যতা নিশ্চিত করে।
- অগ্রাধিকার সময়সূচী: প্রতিটি প্রক্রিয়া একটি অগ্রাধিকার বরাদ্দ করা হয়, এবং সম্পাদন অগ্রাধিকার ক্রম উপর ভিত্তি করে. নিম্ন অগ্রাধিকারের আগে উচ্চ অগ্রাধিকার প্রক্রিয়াগুলি সম্পাদিত হয়।
ফাইল সিস্টেম
ফাইল সিস্টেম হল একটি সংগঠিত পদ্ধতি যা OS একটি ডিস্কে ফাইল সংরক্ষণ, সংগঠিত এবং পরিচালনা করতে ব্যবহার করে। এটি অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে ডিস্ক স্টোরেজে পড়তে এবং লিখতে একটি উপায় প্রদান করে৷ সাধারণ ফাইল সিস্টেমের ধরনগুলির মধ্যে রয়েছে FAT32, Windows এর জন্য NTFS এবং লিনাক্সের জন্য Ext3, Ext4। ফাইল সিস্টেম ফাইলের নাম, আকার, সৃষ্টি এবং পরিবর্তনের তারিখ সহ ফাইল সম্পর্কে মেটাডেটা পরিচালনা করে।
উপসংহার
একটি অপারেটিং সিস্টেম কম্পিউটার এবং কম্পিউটিং ডিভাইসের কার্যকারিতা অবিচ্ছেদ্য। এটি ব্যবহারকারী এবং হার্ডওয়্যারের মধ্যে অপরিহার্য ইন্টারফেস প্রদান করে, দক্ষতার সাথে সম্পদ পরিচালনা করে এবং সিস্টেমের সামগ্রিক নিরাপত্তা এবং দক্ষতা নিশ্চিত করে। অপারেটিং সিস্টেমের কার্যকারিতা, প্রকার এবং উপাদানগুলি বোঝা কম্পিউটার বিজ্ঞানের ক্ষেত্রে মৌলিক।
