オペレーティングシステム

オペレーティングシステムの定義

オペレーティングシステムは、コンピュータの発明以来、飛躍的に進化を遂げてきました。常に、コンピュータとその機能をユーザーにとってより使いやすくすることを目的として開発が進められており、年齢やコンピュータスキルに関係なく、誰もが利用できるようになっています。

オペレーティングシステムとは何ですか？また、どのような用途に使われますか？

オペレーティングシステムは、コンピュータの基本となるソフトウェアです。コンピュータにコマンドを与え、コンピュータがそれを正しく認識できるようにする、紛れもなく不可欠な要素です。このように考えると、ユーザーとコンピュータ全体を構成するハードウェアとの間の「翻訳機」あるいは「仲介役」と言えるでしょう。オペレーティングシステムのおかげで、各コンポーネントを操作し、デバイスが提供するすべてのツールにアクセスすることができます。

さらに、オペレーティングシステムがあれば、コンピュータに新しいプログラムをインストールして特定の機能を利用できるようになります。オペレーティングシステムなしでコンピュータを使うのは非常に困難で、専門的な訓練を通して習得した高度な技術知識が必要となります。不可能ではありませんが、誰もがそのような知識を持っているわけではないため、物事を容易にするためにオペレーティングシステムが必要なのです。

各オペレーティングシステムには独自のインターフェースがあり、モバイル端末であろうとデスクトップ端末であろうと、デバイスのあらゆる機能を個別に制御できます。ある意味、それはユーザーがマシンと直接対話できるコマンドセンターでもあるのです。

オペレーティングシステムの歴史と進化

オペレーティングシステムの起源と進化を理解するには、最初に作られたコンピュータにはオペレーティングシステムのようなものが何もなかったことを知っておく必要があります。プログラムはBIOSからインストールされ、動作に必要なハードウェアを完全に制御していました。そのため、動作が遅く、一度に1つのプログラムしか実行できませんでした。つまり、当時コンピュータは、操作に必要な十分な技術知識を持つ専門家のみが使用していたのです。

オペレーティングシステムの概念は、1956年にIBMによって生み出されました。IBMは、あるプログラムの実行終了後に別のプログラムを実行できるソフトウェアを開発しました。これは当時、コンピュータを使用していた人々（つまり、これまでと変わらない専門家たち）の作業を少し楽にしただけで、大きな変化をもたらすものではありませんでした。しかし、これは今日私たちが知る巨大な木へと成長するための種となったのです。

60年代には、マルチタスク、マルチプロセッシング、リアルタイムシステムといった、より高度な概念が用いられるようになった。こうした概念の発展に伴い、 UNIXが誕生した。UNIXは、コンピュータ内で複数のプロセスを制御できる最初のオペレーティングシステムであり、今日私たちが知る現代のオペレーティングシステムの基盤となるものだった。

UNIXの誕生とともに、ファイルシステムのソースコードを修正するためだけに開発されたC言語が登場しました。これにより、よりユーザーフレンドリーなプログラムの作成が可能になり、ひいては「パーソナルコンピュータ」という概念が生まれました。なぜなら、基本的なコンピュータスキルを持つ一般の人でもコンピュータを操作できるようになったからです。

80年代には、macOS、Windows、MS-DOSといったオペレーティングシステムの初期バージョンが登場しました。90年代にはLinuxが登場し、これらのシステムによってコンピュータはテレビやラジオと同じくらい身近な存在となりました。当時のコンピュータの処理能力はマイクロプロセッサに依存していました。今日では、システムは非常に複雑化しており、インターネットと相まって、モバイル端末やデスクトップ端末は人々の生活に欠かせないものとなっています。

オペレーティングシステムの機能

オペレーティングシステムの機能は、一言で言えば「管理」です。これは間違いなく最も適切な表現であり、本質的にはコンピュータのリソースを管理します。オペレーティングシステムの最も重要な機能には、次のものがあります。

CPUリソースを管理する

オペレーティングシステムは、ハードディスクのストレージ容量、RAM、ROM、プロセッサの性能、その他のコンポーネントといったCPUリソースを管理・運用します。これにより、各プログラムが必要なリソースのみを使用し、システム全体のクラッシュを防ぎます。

プロセスを管理する

起動する各プログラムは、コンピュータ上でプロセスを実行します。オペレーティングシステムは、適切な動作に必要なリソースを使用することで、このプロセスの実行が効率的に行われるようにします。さらに、プロセスに不具合が発生した場合、オペレーティングシステムは、そのエラーが他のプロセスの動作に影響を与えないように、プロセスを終了させる責任を負います。

プロセス権限の管理

上記の手順では、オペレーティングシステムが管理する特定の権限を要求する必要があります。この機能がなければ、各プログラムは制限なく自由に実行され、必要以上のリソースを消費してシステム全体のエコシステムを混乱させる危険性があります。

ファイルを管理する

オペレーティングシステムは、コンピュータの動作に必要なすべてのデジタルファイルと、ユーザーが保存したすべてのデータを格納する巨大な図書館のようなものです。そのため、必要なときにいつでも簡単にアクセスできます。

オペレーティングシステムの種類

最初のオペレーティングシステムが誕生して以来、様々な種類のオペレーティングシステムが開発されてきました。それらの主な違いは、多様なタスクをより高速に実行できる能力にあります。以下では、それぞれのオペレーティングシステムについて詳しくご紹介します。

タスク管理によると

オペレーティングシステムを分類する方法の一つは、実行できるタスクの数による分類です。この分類では、大きく分けて2つのタイプがあります。1つは一度に1つのタスクしか実行できないシングルタスクシステム、もう1つは複数のタスクを同時に実行でき、その多くがバックグラウンドで実行されるマルチタスクシステムです。

ユーザー数によると

ここでも、ファイルシステムには大きく分けて2種類あります。1つはシングルユーザーファイルシステムで、一度に1人のユーザーのプログラムしか実行できません。もう1つはマルチユーザーファイルシステムで、複数のユーザーのプログラムを同時に実行できます。

資源の管理によると

この意味で、システムには大きく分けて2つのタイプがあります。1つは集中型システムで、一度に1台のコンピュータのリソースしか利用できません。もう1つは分散型システムで、複数のコンピュータのリソースを同時に利用できます。UNIXやMS-DOSのようなシステムは集中型ですが、Windows、Linux、macOSなどは分散型です。分散型システムは、複数のコンピュータに同時に接続してリソースを利用できるためです。

応答時間に応じて

最後に、オペレーティングシステムは応答時間によって分類できます。この意味で、データ入力後すぐにユーザーの操作に応答するリアルタイムシステムと、この機能を持たず、コマンド実行前に処理時間を必要とする非リアルタイムシステム（ UNIXやMS-DOSなどがこれに該当します）があります。

最もよく使われているオペレーティングシステム

オペレーティングシステム（OS）の概念は非常に普及しており、モバイル機器とデスクトップ機器の両方で数十種類ものOSが存在する。しかし、その中でも特に際立ったものもいくつかある。

MacOSの

macOSは、開発された最初の現代的なオペレーティングシステムの1つです。最初のバージョンはUNIXコードをベースに、マルチタスクとマルチユーザーに対応するための改良が加えられました。現在、このOSのバージョンは世界で最も高性能なものの1つであり、ユーザー数も需要も非常に高いです。

Windows

Windowsは、おそらく世界で最も有名で、最も多くのユーザーを抱えるオペレーティングシステムと言えるでしょう。前身のOSと同様に、最初のバージョンはUNIXコードをベースにしていましたが、率直に言って、当時のmacOSの改良点を模倣したものでした。しかし、それ以降、ユーザーのニーズに最も的確に対応してきたのがWindowsであり、競合他社を凌駕する地位を築くことができました。

Android

Androidは現在、モバイルデバイスで最も広く使用されているオペレーティングシステムであり、世界のモバイル市場におけるベンチマークとなっている。Googleに買収されて以来、進化を続け、今ではmacOSやWindowsといったデスクトップOSとも競合するまでになっている。

iOS

iOSは、AppleのiPhoneで使用されているモバイルオペレーティングシステムです。非常に人気が高く、ユーザーエクスペリエンスを重視している点が特徴で、他の競合OSにはない独自の機能をデバイスに提供しています。

Linux

最後に、 Linuxがあります。オープンソースで編集可能なため、カスタマイズの幅が広く、あまり普及していないオペレーティングシステムです。ただし、その機能を最大限に活用するには、ある程度の高度なコンピュータスキルが必要です。さらに、Linuxは他のオペレーティングシステムの開発の基盤としても機能してきました。

これはオペレーティングシステムについて知っておくべきことのすべてです。この情報が皆様のお役に立ち、このカテゴリで作成した各チュートリアルをより深く理解するのに役立つことを願っています。