कम्प्युटर विज्ञानमा अपरेटिङ सिस्टमहरू बुझ्दै
प्रत्येक कम्प्युटरको कार्यक्षमताको मूल भागमा अपरेटिङ सिस्टम (OS) हुन्छ। यो मास्टर सफ्टवेयर हो जसले हार्डवेयर नियन्त्रण गर्दछ, प्रणाली स्रोतहरू प्रबन्ध गर्दछ, र प्रयोगकर्ता, अनुप्रयोगहरू, र मेसिन बीचको अन्तरक्रियालाई सुविधा दिन्छ। कम्प्युटर विज्ञानको क्षेत्र भित्र तिनीहरूका कम्पोनेन्टहरू, प्रकारहरू, र कार्यहरू बुझ्दै, अपरेटिङ सिस्टमहरूको आधारभूत कुराहरू बुझौं।
अपरेटिङ सिस्टम भनेको के हो?
एक अपरेटिङ सिस्टम (OS) एक शक्तिशाली र आवश्यक सफ्टवेयर हो जसले कम्प्युटर हार्डवेयर र सफ्टवेयर स्रोतहरू व्यवस्थापन गर्दछ, कम्प्युटर प्रोग्रामहरूको लागि साझा सेवाहरू प्रदान गर्दछ। अन्य प्रोग्रामहरू चलाउन प्रत्येक कम्प्युटरमा कम्तिमा एउटा ओएस हुनुपर्छ। OS ले प्रयोगकर्ता र कम्प्युटर हार्डवेयर बीच मध्यस्थकर्ताको रूपमा कार्य गर्दछ। लोकप्रिय अपरेटिङ सिस्टमका उदाहरणहरूमा Microsoft Windows, macOS, Linux, र Android समावेश छन्।
अपरेटिङ सिस्टमको मुख्य कार्यहरू
अपरेटिङ सिस्टममा फंक्शनहरूको एक विस्तृत श्रृंखला छ, कम्प्युटर प्रणालीको कार्यको लागि निर्णायक। यसको केही मुख्य कार्यहरू समावेश छन्:
- प्रक्रिया व्यवस्थापन: यसले प्रक्रियाहरूको सिर्जना, समयतालिका, र समाप्ति ह्यान्डल गर्दछ। एक प्रक्रिया कार्यान्वयनमा एक कार्यक्रम हो, र OS ले यी प्रक्रियाहरूलाई कुशलतापूर्वक व्यवस्थित प्रणाली प्रदर्शन सुनिश्चित गर्न व्यवस्थापन गर्दछ।
- मेमोरी व्यवस्थापन: OS ले प्रणालीको मेमोरी प्रबन्ध गर्दछ, जसमा प्रक्रियाहरूमा मेमोरीको आवंटन र डिललोकेशन समावेश हुन्छ जब उनीहरूलाई आवश्यक हुन्छ र जब तिनीहरूले गर्दैनन्।
- फाइल प्रणाली व्यवस्थापन: यसले फाइलहरूको भण्डारण, पुन: प्राप्ति, नामकरण, साझेदारी, र सुरक्षासँग सम्बन्धित छ। OS ले फाइल पदानुक्रमहरू कायम राख्छ र जानकारीको ट्र्याक राख्छ, जस्तै फाइल स्थान, आकार, र प्रकार।
- यन्त्र व्यवस्थापन: OS ले तिनीहरूको सम्बन्धित ड्राइभरहरू मार्फत उपकरण सञ्चार व्यवस्थापन गर्दछ। यसले प्रिन्टरमा प्रिन्ट आदेशहरू पठाउने, किबोर्डबाट डाटा पढ्ने, र CPU सञ्चालनहरू प्रबन्ध गर्ने जस्ता कार्यहरू गर्दछ।
- सुरक्षा र पहुँच नियन्त्रण: OS ले यो सुनिश्चित गर्दछ कि अनाधिकृत प्रयोगकर्ताहरूले प्रणाली पहुँच गर्दैनन् र दुर्भावनापूर्ण खतराहरू विरुद्ध सुरक्षा गर्दछ। यसले प्रयोगकर्ता खाताहरू, पासवर्डहरू, र डाटा सुरक्षित गर्न विभिन्न अनुमतिहरू प्रबन्ध गर्दछ।
अपरेटिङ सिस्टम को प्रकार
अपरेटिङ सिस्टमहरू तिनीहरूको कार्यक्षमता र तिनीहरूले प्रदान गर्ने सेवाहरूको आधारमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ। सबैभन्दा सामान्य प्रकारहरू समावेश छन्:
- ब्याच अपरेटिङ सिस्टम: यी ओएसहरूले कम्प्युटरसँग सीधा अन्तरक्रिया गर्दैनन्। यहाँ, कार्यहरू सङ्कलन, ब्याच, र प्रयोगकर्ता हस्तक्षेप बिना एक पटकमा प्रशोधन गरिन्छ।
- बहु-टास्किङ/समय-साझेदारी अपरेटिङ सिस्टमहरू: यसले धेरै कार्यक्रमहरूलाई सीपीयूको समय स्लाइसहरू साझेदारी गरेर एकसाथ चल्न अनुमति दिन्छ। उदाहरणहरू लिनक्स र Windows समावेश छन्।
- रियल-टाइम अपरेटिङ सिस्टम (RTOS): RTOS हरू वातावरणमा प्रयोग गरिन्छ जहाँ समय बाधाहरू कडा हुन्छन्, जस्तै इम्बेडेड प्रणालीहरूमा। तिनीहरू बफर ढिलाइ बिना, डाटा भित्र आउँदा प्रशोधन गर्छन्।
- नेटवर्क अपरेटिङ सिस्टमहरू: यी सर्भरहरूमा काम गर्छन् र नेटवर्कमा धेरै ग्राहकहरूलाई सेवा गर्न, डाटा, प्रयोगकर्ताहरू, समूहहरू, सुरक्षा, र अनुप्रयोगहरू व्यवस्थापन गर्न क्षमता प्रदान गर्छन्।
- वितरित अपरेटिङ सिस्टमहरू: तिनीहरूले स्वतन्त्र कम्प्युटरहरूको समूह व्यवस्थापन गर्छन् र तिनीहरूलाई प्रयोगकर्तालाई एकल कम्प्युटरको रूपमा देखा पर्छन्। प्रशोधन धेरै भौतिक मेसिनहरूमा वितरण गरिएको छ।
मेमोरी व्यवस्थापन
मेमोरी व्यवस्थापनले प्रणालीको OS द्वारा व्यक्तिगत प्रक्रियाहरूमा विशिष्ट मेमोरी ब्लकहरूको आवंटन र पुन: आवंटन समावेश गर्दछ। मेमोरी व्यवस्थापनको एक महत्त्वपूर्ण पक्ष भौतिक र भर्चुअल मेमोरी बीचको भिन्नता हो।
- भौतिक मेमोरी: यो प्रणालीमा उपलब्ध वास्तविक RAM (रेन्डम एक्सेस मेमोरी) हो।
- भर्चुअल मेमोरी: यो हार्ड डिस्कमा रहेको स्पेस हो जुन अतिरिक्त र्याम सिमुलेट गर्न प्रयोग गरिन्छ। यसले ठूला अनुप्रयोगहरू वा धेरै अनुप्रयोगहरू एकै साथ कार्यान्वयन गर्न अनुमति दिन्छ, भौतिक मेमोरीको क्षमताभन्दा बाहिर।
सबैभन्दा सरल मेमोरी व्यवस्थापन प्रविधि सन्निग्ध आवंटन हो, जहाँ प्रत्येक प्रक्रिया मेमोरीको एकल सन्निहित खण्डमा समावेश हुन्छ। यद्यपि, यस विधिमा खण्डीकरण जस्ता अवरोधहरू छन्। यसलाई हटाउनको लागि, आधुनिक ओएसहरूले पृष्ठिङ र विभाजन प्रयोग गर्दछ।
प्रक्रिया अनुसूची
प्रोसेसर शेड्युलिङ भनेको त्यो विधि हो जसद्वारा OS ले प्रोसेसरद्वारा तयार लाममा कुन प्रक्रिया कार्यान्वयन गर्ने भन्ने निर्णय गर्छ। प्राथमिक उद्देश्य CPU को अधिकतम उपयोग गर्नु हो। अनुसूची एल्गोरिदमहरू समावेश छन्:
- पहिलो-आउनुहोस्, पहिलो-सेवा (FCFS): प्रक्रियाहरू तिनीहरू आइपुगेको क्रममा संलग्न हुन्छन्।
- सबैभन्दा छोटो काम अर्को (SJN): यो एल्गोरिदमले अर्को छोटो कार्यान्वयन समयको साथ प्रक्रिया चयन गर्दछ। यसले राम्रो प्रदर्शन गर्न सक्छ, तर कार्यान्वयन समयको पूर्व ज्ञान चाहिन्छ।
- राउन्ड रोबिन (RR): प्रत्येक प्रक्रियालाई एक निश्चित समय स्लट तोकिएको छ र पालैपालो रूपमा कार्यान्वयन गरिन्छ। यस विधिले प्रक्रियाहरू बीच निष्पक्षता सुनिश्चित गर्दछ।
- प्राथमिकता तालिका: प्रत्येक प्रक्रियालाई प्राथमिकता तोकिएको छ, र कार्यान्वयन प्राथमिकता क्रममा आधारित छ। उच्च प्राथमिकता प्रक्रियाहरू निम्न प्राथमिकताहरू भन्दा पहिले कार्यान्वयन गरिन्छ।
फाइल प्रणालीहरू
फाइल प्रणाली एक संगठित विधि हो जुन OS ले डिस्कमा फाइलहरू भण्डारण गर्न, व्यवस्थित गर्न र व्यवस्थापन गर्न प्रयोग गर्दछ। यसले अनुप्रयोगहरूलाई डिस्क भण्डारणमा पढ्न र लेख्नको लागि एक तरिका प्रदान गर्दछ। साधारण फाइल प्रणाली प्रकारहरूमा FAT32, Windows को लागि NTFS, र Linux को लागि Ext3, Ext4 समावेश छ। फाइल प्रणालीले फाइलहरूको नाम, साइज, सिर्जना, र परिमार्जन मितिहरू सहित फाइलहरूको बारेमा मेटाडेटा व्यवस्थापन गर्दछ।
निष्कर्ष
अपरेटिङ सिस्टम कम्प्यूटर र कम्प्युटिङ उपकरणहरूको कार्यको लागि अभिन्न अंग हो। यसले प्रयोगकर्ता र हार्डवेयर बीच आवश्यक इन्टरफेस प्रदान गर्दछ, स्रोतहरू कुशलतापूर्वक व्यवस्थापन गर्दछ, र प्रणालीको समग्र सुरक्षा र दक्षता सुनिश्चित गर्दछ। अपरेटिङ सिस्टमहरूको कार्यक्षमता, प्रकार र कम्पोनेन्टहरू बुझ्नु कम्प्युटर विज्ञानको क्षेत्रमा आधारभूत छ।
