โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์ และโครงสร้างของระบบปฏิบัติการ

ใบงานที่ 9
โครงสร้างระบบคอมพิวเตอร์ และโครงสร้างของระบบปฏิบัติการ

1.การขัดจังหวะ หรือการอินเตอร์รัปต์ หมายถึงอะไร จงอธิบาย

       การติดต่อเพื่อรับส่งข้อมูลกันระหว่างอุปกรณ์ภายนอกต่างๆของคอมพิวเตอร์ เช่น จอภาพ, แป้นพิมพ์เครื่องพิมพ์, เม้าส์ และอื่ นๆ กับ ไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะมีการติดต่อกันอยู่เสมอๆ

2.จงเปรียบเทียบการอินเตอร์รัปต์ กับการดำเนินชีวิตของมนุษย์โดยทั่วไป ว่ามีความเกี่ยวข้องกันอย่างไร

      การติดต่อเพื่อรับส่งข้อมูลในระบบคอมพิวเตอร์ก็เหมือนกันกับการดำรงชีวิตของมนุษย์ในแต่ละวัน มนุษย์จะติดต่อสื่อสารกันในชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะเป็น ติดต่อกันเพื่อทำการค้าขาย พูดคุยกัน อย่างนี้เป็นต้น

3.สาเหตุที่การป้องกันฮาร์ดแวร์ มีบทบาทสำคัญต่อระบบปฏิบัติการที่รองรับหลายๆ งาน อยากทราบว่าเป็นเพราะอะไร จงอธิบาย

        เพื่อป้องกันการเรียกใช้อุปกรณ์รับ-ส่งข้อมูลแบบผิด ๆ หรืออ้างอิงตำแหน่งในหน่วยความจำที่อยู่ในส่วนของระบบปฏิบัติการ หรือไม่คืน การควบคุมซีพียูให้ระบบซึ่งมีการกำหนดว่าคำสั่งเรียกใช้อุปกรณ์รับ-ส่งข้อมูลเป็นคำสั่งสงวน (Privileged Instruction) ผู้ใช้ไม่สามารถเรียกใช้อุปกรณ์เองได้ ต้องให้ระบบปฏิบัติการเป็นผู้จัดการให้

4.จงเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างโหมดการทำงานของผู้ใช้ กับโหมดการทำงานของระบบมาให้พอเข้าใจ

       ผู้ใช้ก็จะทำงานเหมือนกับคอมพิวเตอร์ เราจะรับข้อมูลจาก ตา หู จมูก ปาก แล้วก็สมองจะทำการประมวลผลสิ่งที่เราดู ได้ยิน ได้กลิ่น หรือรับรส แล้วก็จะแสดงจากทางอาการหรือคำพูด ก็เหมือนคอมพิวเตอร์ที่รับข้อมูลจากเมาส์ คีย์บอร์ด แล้ว CPU ก็ทำการประมวลผล จากนั้นก็แสดงผลในรูปของเสียงหรือภาพ

5.ระบบปฏิบัติการจะมีการป้องกันอินพุต และเอาท์พุตอย่างไร จงอธิบาย

        กลไกในการอ้างอิงหน่วยความจำหลัก ป้องกันกระบวนการให้ใช้หน่วยความจำหลักได้แต่ในส่วนของกระบวนการนั้นเท่านั้น เช่น การไม่อนุญาตให้ผู้ใช้ระบบทำการรับส่งข้อมูลเองโดยตรง เพื่อป้องกันความผิดพลาดในการใช้งานของอุปกรณ์รับส่งข้อมูล

6.ระบบปฏิบัติการจะมีการป้องกันหน่วยความจำอย่างไร จงอธิบาย

        กลไกในการอ้างอิงหน่วยความจำหลัก ป้องกันกระบวนการให้ใช้หน่วยความจำหลักได้แต่ในส่วนของกระบวนการนั้นเท่านั้น

7.ระบบปฏิบัติการจะมีการป้องกันซีพียูอย่างไร จงอธิบาย

        ระบบต้องมีการป้องกัน ความผิดพลาดที่เกิดจากกระบวนการหนึ่งไปกระทบอีกกระบวนการหนึ่ง โดยสร้างกลไกบางอย่างเพื่อป้องกันแฟ้มข้อมูล, หน่วยความจำส่วนหนึ่งหรือหน่วยประมวลผลกลาง

8.โครงสร้างของระบบปฏิบัติการประกอบด้วยกี่ส่วน อะไรบ้าง

     ระบบปฏิบัติการประกอบด้วย 2 ส่วน คือ
1. เคอร์เนล (Kernel) หมายถึง ส่วนกลางของระบบปฏิบัติการ ซึ่งเป็นส่วนแรกที่ถูกเรียกมาใช้งาน และจะฝังตัวอยู่ในหน่วยความจำหลักของระบบ ดังนั้นเคอร์เนลจึงต้องมีขนาดเล็ก โดยเคอร์เนลจะมีหน้าที่ในการติดต่อ และควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ และโปรแกรมใช้งาน (Application Programs)
2.โปรแกรมระบบ (System Programs) คือ ส่วนของโปรแกรมการทำงานของระบบปฏิบัติการ ซึ่งมีหน้าที่ติดต่อกับผู้ใช้ และผู้จัดการระบบ เช่น Administrator

9.ในการจัดการกับโปรเซส ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

        การจัดการงานที่เราจะทำการประมวลผล ไม่ว่าจะเป็นการประมวลผลแบบการแบ่งเวลา หรืออื่นๆ โดยแต่ละโปรเซสจะมีการกำหนดการใช้ทรัพยากรที่แน่นอน

10.ในการจัดการกับหน่วยความจำ ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

         การจัดการหน่วยความจำจัดเป็นหน้าที่หนึ่งของระบบปฏิบัติการ หน่วยความจำนี้เป็นองค์ประกอบหนึ่งในการพิจารณาขีดความสามารถของเครื่องคอมพิวเตอร์ด้วย  กล่าวคือถ้าหากคอมพิวเตอร์มีความจำมาก  นั้นหมายถึงขีดความสามารถในการทำงานก็จะเพิ่มขึ้นโปรแกรมที่มีสลับซับซ้อนและมีสมรรถนะสูง มักจะเป็นโปรแกรมที่ต้องการหน่วยความจำสูง แต่ก็เป็นที่ทราบแล้วว่าหน่วยความจำมีราคาแพง ดังนั้นระบบปฏิบัติการที่ดีจะต้องมีการจัดการหน่วยความจำที่มีอยู่จำกัด ให้สามารถรองรับงานต่างๆ ที่จำเป็นต้องใช้หน่วยความจำจำนวนมากได้

11.ในการจัดการกับแฟ้มข้อมูล ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

        เป็นการทำงานของระบบปฏิบัติการโดยทำหน้าที่ในการโอนถ่ายข้อมูลลงไปจัดเก็บในอุปกรณ์บันทึกข้อมูล

12.ในการจัดการกับอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

        ระบบปฏิบัติการมีหน้าที่ในการรับข้อมูล และแสดงข้อมูลผ่านทางอุปกรณ์ต่างๆ โดยข้อมูลที่ส่งไปยังอุปกรณ์เหล่านี้ จะผ่านสายส่งข้อมูล

13.ในการจัดการกับหน่วยความจำสำรอง เช่น ดิสก์ ระบบปฏิบัติการจะมีกิจกรรมใดบ้างที่ต้องรับผิดชอบ

         ระบบปฏิบัติการทำหน้าที่โอนถ่ายข้อมูลไปจัดเก็บในอุปกรณ์บันทึกข้อมูล

14.จงสรุปงานบริการของระบบปฏิบัติการมาพอเข้าใจ

        ระบบปฏิบัติการจะเป็นเหมือนตัวกลางที่เชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กับผู้ใช้งาน จะรับข้อมูลทางเมาส์หรือคีย์บอร์ด จากนั้นจะส่งไปยัง CPU เพื่อให้ประมวลผลออกมา แสดงผลจะอยู่ในรูปของเสียงหรือภาพ

15.ในการติดต่อระหว่างโปรเซสกับระบบปฏิบัติการ จะเกี่ยวข้องกับกลุ่มงานใดบ้าง จงอธิบาย

         สถานะของโปรเซส (Process Status)ก็จะมี  สถานะเริ่มต้น (New Status) ,สถานะพร้อม (Ready Status) ,สถานะรัน (Running Status),สถานะรอ (Wait Status),สถานะบล็อก (Block Status)และสถานะสิ้นสุด (Terminate Status)