Operativsystemer bruger planlægning og hukommelsesstyring til at optimere ressourcer. I dette blogindlæg vil vi se på principperne for planlægning og effektiv hukommelsesstyring for at maksimere CPU-udnyttelsen.
I den personlige computers tidsalder er det svært at finde en person, der ikke har hørt om ordene "Windows" og "Linux". Windows og Linux er to af de mest populære operativsystemer i brug i dag. Windows er et operativsystem udviklet af Microsoft og er meget brugt over hele verden på grund af dets intuitive brugergrænseflade og brede softwarekompatibilitet. Linux er på den anden side et open source-operativsystem udviklet som en del af den frie software-bevægelse, der giver brugerne mulighed for frit at ændre og distribuere kildekoden. Af denne grund er Linux meget populær blandt udviklere og servermiljøer.
Men mens mange mennesker ved, at de er operativsystemer, ved de ikke, hvad de gør. Selvfølgelig er der intet galt i ikke at vide, hvad et operativsystem gør, men antallet af enheder, der bruger operativsystemer, vokser, ikke kun computere, men mobiltelefoner, biler, digitale kameraer og endda husholdningsapparater som tv og køleskabe. Som ingeniørstuderende er det vigtigt at have mindst en overfladisk forståelse af operativsystemer. I denne artikel vil vi tale om to af de vigtigste funktioner ved operativsystemer: planlægning og hukommelsesstyring.
Planlægning er præcis, hvad det lyder som: evnen til at dele CPU'ens tid mellem kørende programmer eller processer. Når du bruger en computer, er der tonsvis af processer, der kører på samme tid. Der er dog kun én CPU til at håndtere dem, så det er vigtigt at fordele CPU'ens tid effektivt, så hver proces ser ud til at køre jævnt og samtidigt, hvilket maksimerer effektiviteten af CPU-brug. Ved at bruge eksemplet med at lave stegte ris som eksempel, er processerne kogning af ris, hakning af grøntsager og udskæring af ingredienser, og CPU'en er kokken. Du kan vaske risene, koge risene, vente på, at risene er færdigkogte, hakke grøntsagerne, få fat i resten af ingredienserne fra køleskabet, hakke dem og rørstege dem, men det ville være meget hurtigere og mere effektivt at forskære grøntsagerne, mens risene koger, og finde og hakke ingredienserne, mens grøntsagerne røres. Det er ligesom konceptet med multitasking, som håndterer flere opgaver på samme tid. Det virker så naturligt, at vi kan lytte til musik på vores computere, skrive et dokument og chatte med venner på instant messengers på samme tid, men det er kun muligt på grund af den effektive planlægning af operativsystemet.
En anden vigtig funktion ved operativsystemet er hukommelsesstyring. Når processer kører, tildeles hver proces sit eget hukommelsesområde. Dette er analogt med, hvordan hver bolig får sit eget boligområde. Men hvad nu hvis dit hjem blev brugt af dine naboer? Du ville ikke være i stand til at leve normalt, hvis nogen kom uanmeldt ind for at lave mad i dit køkken, bruge dit badeværelse eller holde en fest i din stue midt om natten. Det samme gælder for processer. Hvis andre processer fik lov til at bruge den hukommelse, du tildelte dem, ville du opdage, at det dokument, du skrev natten over, blev erstattet af noget, du ikke genkendte, eller at din musikafspiller spillede uidentificerbare lyde i stedet for musik. For at forhindre dette i at ske, allokerer operativsystemer en passende mængde hukommelse til hver proces og overvåger derefter hver proces nøje for at sikre, at den kun bruger den hukommelse, den får. Moderne operativsystemer introducerer også hukommelsesvirtualiseringsteknologi for at overvinde begrænsningerne ved fysisk hukommelse og muliggøre mere effektiv hukommelsesbrug. Dette giver processer mulighed for fleksibelt at allokere og bruge så meget hukommelse, som de har brug for, hvilket hjælper med at forbedre systemets overordnede ydeevne.
Dette er to vigtige funktioner i operativsystemet. Som nævnt ovenfor er operativsystemer blevet så indgroet i vores liv, at det at have et godt har en enorm indflydelse på markedsdominansen. Selv Samsungs berømte Galaxy-serie ville ikke være så succesfuld, som den er uden Android-operativsystemet. Specifikt er Android et Linux-baseret operativsystem, der er optimeret til mobile enheder som smartphones og tablets. Det giver brugerne mulighed for frit at installere forskellige applikationer og skabe en personlig oplevelse.
Korea har dog endnu ikke udviklet et vellavet operativsystem. Dette skyldes en kombination af faktorer, herunder manglen på ressourcer og infrastruktur, der kræves for at udvikle et operativsystem. Af hensyn til udviklingen af Koreas IT-industri og personlig rigdom og ære, ville det ikke være en dårlig idé at komme ind i operativsystemudvikling. Især når kunstig intelligens og Internet of Things (IoT) teknologier bliver mere avancerede i fremtiden, vil der være behov for nye typer operativsystemer til at understøtte dem. Derfor vil udvikling af innovative styresystemer, der opfylder tidens behov, være en vigtig konkurrencefordel i IT-branchen i fremtiden.
