ऑपरेटिंग सिस्टम का परिचय | Introduction to Operating System | Computer Notes Hindi Variousinfo

ऑपरेटिंग सिस्टम का परिचय

ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) कंप्यूटर उपयोगकर्ता और कंप्यूटर हार्डवेयर के बीच एक इंटरफ़ेस है। एक ऑपरेटिंग सिस्टम एक सॉफ्टवेयर है जो फ़ाइल प्रबंधन, मेमोरी प्रबंधन, प्रक्रिया प्रबंधन, इनपुट और आउटपुट को संभालने और डिस्क ड्राइव और प्रिंटर जैसे परिधीय उपकरणों को नियंत्रित करने जैसे सभी बुनियादी कार्य करता है। कुछ लोकप्रिय ऑपरेटिंग सिस्टम में लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम, विंडोज ऑपरेटिंग सिस्टम, VMS, OS/400, AIX, z/OS आदि शामिल हैं।

ऑपरेटिंग सिस्टम सॉफ्टवेयर प्रोग्रामों का समूह है जो कंप्यूटर के सभी कार्यों को संचालित और नियंत्रित करता है। कंप्यूटर सिस्टम के विभिन्न हार्डवेयर उपकरण अपने आप काम नहीं कर सकते हैं और न ही वे एक दूसरे के साथ समन्वय कर सकते हैं। ये सभी उपकरण ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा दिए गए इलेक्ट्रॉनिक संकेतों द्वारा संचालित होते हैं, ठीक उसी तरह जैसे किसी ऑर्केस्ट्रा में संगीत आयोजक के हावभाव। लेकिन अलग-अलग खिलाड़ी वाद्य यंत्र बजाते हैं और एक समूह प्रस्तुति देते हैं, इसी तरह ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा दिए गए संकेतों के अनुसार, कंप्यूटर उपकरण एक निश्चित कार्य को पूरा करने के लिए संयुक्त रूप से अपना काम करते हैं।

ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) एक सिस्टम सॉफ्टवेयर है, जो कंप्यूटर सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर के संसाधनों का प्रबंधन करता है और सामान्य सेवा प्रदान करता है। ऑपरेटिंग सिस्टम कंप्यूटर की मेमोरी और प्रोसेसिंग को भी मैनेज करता है। ओएस के बिना कोई भी कंप्यूटर नहीं चल सकता क्योंकि ऑपरेटिंग सिस्टम कंप्यूटर का सबसे महत्वपूर्ण प्रोग्राम है, जो सभी सरल और महत्वपूर्ण कार्य करता है जैसे कि कीबोर्ड द्वारा इनपुट की जा रही कुंजियों को समझना, आउटपुट को मॉनिटर स्क्रीन पर भेजना, फाइलें और निर्देशिकाएं हार्ड डिस्क और कंप्यूटर के सभी भागों के साथ प्रबंधन और संचार स्थापित करना।

ऑपरेटिंग सिस्टम के कार्य -operating system functions

ऑपरेटिंग सिस्टम के कुछ महत्वपूर्ण कार्य निम्नलिखित हैं।

• memory management
• Processor Management 
• Device Management
• File Management
• Security
• Control over system performance
• Job accounting
• Error detecting aids
• Coordination between other software

स्मृति प्रबंधन (memory management)

मेमोरी प्रबंधन प्राथमिक मेमोरी या मुख्य मेमोरी के प्रबंधन को संदर्भित करता है। मुख्य मेमोरी शब्दों या बाइट्स की एक बड़ी सरणी है जहाँ प्रत्येक शब्द या बाइट का अपना पता होता है। मेन मेमोरी एक तेज़ स्टोरेज प्रदान करती है जिसे सीधे सीपीयू द्वारा एक्सेस किया जा सकता है। प्रोग्राम को निष्पादित करने के लिए, यह मुख्य मेमोरी में होना चाहिए। एक ऑपरेटिंग सिस्टम मेमोरी मैनेजमेंट के लिए निम्नलिखित गतिविधियां करता है –

• प्राइमरी मेमोरी का ट्रैक रखता है, यानी इसका कौन सा हिस्सा उपयोग में है, कौन सा हिस्सा उपयोग में नहीं है।
• मल्टीप्रोग्रामिंग में ओएस तय करता है कि किस प्रोसेस को कब और कितनी मेमोरी मिलेगी।
• डी-मेमोरी आवंटित करता है जब किसी प्रक्रिया को अब इसकी आवश्यकता नहीं होती है या समाप्त कर दिया गया है।

प्रोसेसर प्रबंधन (Processor Management)

एक मल्टीप्रोग्रामिंग वातावरण में, ओएस तय करता है कि कौन सी प्रक्रिया प्रोसेसर को कब और कितने समय के लिए मिलती है। इस फ़ंक्शन को प्रोसेस शेड्यूलिंग कहा जाता है। एक ऑपरेटिंग सिस्टम प्रोसेसर प्रबंधन के लिए निम्नलिखित गतिविधियाँ करता है –

• प्रोसेसर और प्रक्रिया की स्थिति पर नज़र रखता है। इस कार्य के लिए जिम्मेदार प्रोग्राम को ट्रैफिक कंट्रोलर के रूप में जाना जाता है।
• एक प्रक्रिया के लिए प्रोसेसर (सीपीयू) आवंटित करता है।
• जब प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं रह जाती है तो प्रोसेसर को डी-आवंटित करता है।

डिवाइस प्रबंधन ( Device Management)

ऑपरेटिंग सिस्टम अपने संबंधित ड्राइवरों के माध्यम से डिवाइस संचार का प्रबंधन करता है। यह उपकरण प्रबंधन के लिए निम्नलिखित गतिविधियाँ करता है –

• सभी उपकरणों पर नज़र रखता है। इस कार्य के लिए जिम्मेदार प्रोग्राम को I/O कंट्रोलर के रूप में जाना जाता है।
• यह तय करता है कि डिवाइस को कौन सी प्रक्रिया कब और कितनी देर तक मिलती है।
• डिवाइस को एक कुशल तरीके से आवंटित करता ।
• उपकरणों को डी-आवंटित करता है।

फ़ाइल प्रबंधन (File Management)

फ़ाइल सिस्टम को सामान्य रूप से आसान नेविगेशन और उपयोग के लिए निर्देशिकाओं में व्यवस्थित किया जाता है। इन निर्देशिकाओं में फ़ाइलें और अन्य निर्देशिकाएँ हो सकती हैं। फ़ाइल प्रबंधन के लिए ऑपरेटिंग सिस्टम निम्नलिखित गतिविधियाँ करता है –

• सूचना, स्थान, उपयोगकर्ता, स्थिति आदि का ट्रैक रखता है। सामूहिक सुविधाओं को अक्सर फाइल सिस्टम के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• तय करता है कि संसाधन किसे मिले।
• संसाधन आवंटित करता है।
• संसाधनों का आवंटन रद्द करता है।

अन्य महत्वपूर्ण गतिविधियां

निम्नलिखित कुछ महत्वपूर्ण गतिविधियाँ हैं जो एक ऑपरेटिंग सिस्टम करता है –

सुरक्षा (Security)- पासवर्ड और अन्य समान तकनीकों के माध्यम से, यह प्रोग्राम और डेटा तक अनधिकृत पहुंच को रोकता है।

सिस्टम प्रदर्शन पर नियंत्रण (Control over system performance) – सेवा के लिए अनुरोध और सिस्टम से प्रतिक्रिया के बीच रिकॉर्डिंग देरी।

नौकरी लेखांकन (Job accounting) – विभिन्न नौकरियों और उपयोगकर्ताओं द्वारा उपयोग किए जाने वाले समय और संसाधनों को ट्रैक करना।

एड्स का पता लगाने में त्रुटि (Error detecting aids)– त्रुटि डंप, निशान, त्रुटि संदेश और अन्य डिबगिंग और त्रुटि का पता लगाना।

अन्य सॉफ्टवेयर और उपयोगकर्ताओं के बीच समन्वय (Coordination between other software ) : कंप्यूटर सिस्टम के विभिन्न उपयोगकर्ताओं के लिए कंपाइलर, दुभाषिए, असेंबलर और अन्य सॉफ्टवेयर का समन्वय और असाइनमेंट।

ऑपरेटिंग सिस्टम के प्रकार

• सिंगल यूजर ऑपरेटिंग सिस्टम
• मल्टी यूजर ऑपरेटिंग सिस्टम
• बैच प्रोसेसिंग सिस्टम
• मल्टी प्रोसेसिंग ऑपरेटिंग सिस्टम

सिंगल यूजर ऑपरेटिंग सिस्टम

सिंगल यूजर ऑपरेटिंग सिस्टम वह सिस्टम है जिसमें एक बार में केवल एक ही प्रोग्राम एक्जीक्यूट किया जाता है। कंप्यूटर में ज्यादातर सिंगल वर्क ऑपरेटिंग सिस्टम का इस्तेमाल किया जाता है। इन ऑपरेटिंग सिस्टम में केवल एक ही समस्या है, कि इसमें एक प्रोग्राम को एक लाइन में व्यवस्थित किया जाता है। कंप्यूटर सिस्टम किसी प्रोग्राम को तुरंत निष्पादित नहीं करता है, जब तक कि उस प्रोग्राम के साथ कोई पहचान न हो। इसके लिए एक साथ जानकारी होना बहुत जरूरी है, ताकि उस कार्यक्रम को पहचाना जा सके। अन्य हार्डवेयर डिवाइस भी इन प्रोग्रामों को निष्पादित करने के लिए इस जानकारी की मांग करते हैं। ये सभी निर्देश एक विशेष जॉब कंट्रोल लैंग्वेज (JCL) में लिखे गए हैं। जिसे ओएस समझता है।

मल्टी यूजर ऑपरेटिंग सिस्टम

OS विशेष प्रोग्रामों का एक समूह है, जो कंप्यूटर के क्रियाओ का संचालन करता है, और कंप्यूटर की गतिविधियों को एक प्रोग्राम से दूसरे प्रोग्राम में स्थानांतरित करके गति प्रदान करता है। कंप्यूटर ओएस की मदद से अपने स्वयं के संचालन की निगरानी करता है, और स्वचालित रूप से अन्य एप्लिकेशन प्रोग्राम के काम को वितरित करता है। यह मशीन द्वारा अन्य सभी प्रोग्रामों के निर्देश को समझने योग्य बनाता है। यह कंप्यूटर की सभी गतिविधियों को नियंत्रित और संचालित करके उपयोगकर्ता द्वारा डेटा और परिणाम इनपुट को एक डिवाइस से दूसरे डिवाइस में स्थानांतरित करता है। आजकल बहुत से OS एक साथ कई कार्य करने की सुविधा प्रदान करते हैं, जिसे Multiprocessing कहते हैं। 

अर्थात एक ही कंप्यूटर द्वारा एक ही समय में दो या दो से अधिक प्रोग्रामों का निष्पादन मल्टीप्रोसेसिंग कहलाता है। कुछ मल्टी-प्रोग्रामिंग सिस्टम में केवल कुछ निश्चित कार्य निष्पादित होते हैं, जिन्हें फिक्स टास्क के साथ मल्टी-प्रोग्रामिंग कहा जाता है। जहां कार्यों की संख्या अनिश्चित होती है, उसे मल्टी-प्रोग्रामिंग विद वेरिएबल टास्क कहा जाता है।

इस प्रकार CPU को एक प्रोग्राम से दूसरे प्रोग्राम में स्विच किया जाता है। इसलिए मल्टी प्रोग्रामिंग में कई यूजर प्रोग्राम सीपीयू के समय को साझा करते हैं और उसे व्यस्त रखते हैं।

एक बहु-प्रोग्रामिंग प्रणाली के लिए निम्नलिखित H/W और S/W की आवश्यकता होती है।

1. बड़ी मेमोरी
2. मेमोरी प्रोटेक्शन
3. पेपर जॉब मिक्सिंग

बैच प्रोसेसिंग ऑपरेटिंग सिस्टम

बैच प्रोसेसिंग एक बहुत पुरानी विधि है, जिसके माध्यम से विभिन्न प्रोग्रामों को निष्पादित किया जाता है, और इसका उपयोग विभिन्न डेटा प्रोसेसिंग केंद्रों पर कार्यों को निष्पादित करने के लिए किया जाता है। ओएस की यह तकनीक ऑटोमेटिक जॉब चेंज के सिद्धांत पर आधारित है। यह सिद्धांत अधिकांश ऑपरेटिंग सिस्टम द्वारा प्रदान किया जाता है। इस प्रकार के OS में, प्रत्येक उपयोगकर्ता अपने प्रोग्राम को ऑफ़लाइन तैयार करता है, और कार्य पूरा होने पर उसे डेटा प्रोसेसिंग सेंटर में सबमिट करता है। एक कंप्यूटर ऑपरेटर इन सभी प्रोग्रामों को एकत्रित करता है। जो एक कार्ड या पिंच (PINCH) में रहते हैं। जब ऑपरेटर प्रोग्राम के बैच को एक-एक करके निष्पादित करता है, और अंत में ऑपरेटर को उन कार्यों का प्रिंटआउट प्राप्त होता है, और वे आउटपुट संबंधित उपयोगकर्ता को प्रदान किए जाते हैं। हम बैच प्रोसेसिंग को सीरियल, अनुक्रमिक, ऑफलाइन या स्टैक जॉब प्रोसेसिंग भी कहते हैं। जब इस तकनीक के लिए कंप्यूटर का उपयोग किया जाता है, तो इनपुट डेटा को निष्पादित करने के लिए ऑपरेटर के हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं होती है। इसमें कार्य अपने आप हो जाते हैं। इसमें एक ही समय में कई अलग-अलग कार्यों को एक-एक करके निष्पादित किया जाता है।

बैच सिस्टम की कमियां :-

• प्रक्रिया के निष्पादन के दौरान उपयोगकर्ता और प्रक्रिया के बीच कोई अंतःक्रिया नहीं हो सकती है।
• टर्न-एराउन्‍ड का समय अधिक होना।
• CPU अक्सर निष्क्रिय रहता था।

मल्टी प्रोसेसिंग ऑपरेटिंग सिस्टम

मल्टीप्रोसेसिंग शब्द का प्रयोग प्रोसेसिंग विधि का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जहां दो या दो से अधिक प्रोसेसर एक दूसरे से जुड़े होते हैं। इस प्रकार की प्रणाली में, विभिन्न और स्वतंत्र कार्यक्रमों के निर्देशों को एक ही समय में एक से अधिक प्रोसेसर द्वारा निष्पादित किया जाता है। इसलिए, प्रोसेसर द्वारा एक के बाद एक अलग-अलग निर्देश निष्पादित किए जाते हैं, जो एक ही प्रोग्राम से प्राप्त हुए हैं।