OSとは？仕組みや種類などをわかりやすく解説

OSの仕組み

OSの仕組みは、大きく分けて以下の3つの部分から構成されている。

カーネル

カーネルは、OSの最も重要な部分であり、コンピュータのハードウェアを直接制御する役割を担っている。カーネルは、主に以下の機能を提供している。

• メモリの管理

カーネルは、メモリを割り当てたり、メモリを管理したりする役割を担っている。メモリは、コンピュータの最も重要な資源であるため、カーネルは、メモリを効率的に使用できるように管理している。

• プロセスの管理

カーネルは、プロセスの作成や終了、プロセスの切り替えなどの役割を担っている。プロセスとは、アプリケーションソフトウェアを実行している状態のことである。カーネルは、複数のプロセスを同時に実行できるように、プロセスを管理している。

• デバイスの管理

カーネルは、ハードウェアデバイスのアクセスや制御を行う役割を担っている。ハードウェアデバイスとは、ディスクやキーボード、マウスなどのハードウェアのことである。カーネルは、デバイスドライバを介して、ハードウェアデバイスを管理している。

デバイスドライバ

デバイスドライバは、ハードウェアとOSをつなぐ役割を担っている。デバイスドライバは、特定のハードウェアの機能をOSに提供するために、ハードウェアの詳細な仕様をOSに伝えている。

デバイスドライバの役割は、大きく分けて以下の2つである。

• ハードウェアの機能の提供

デバイスドライバは、ハードウェアの機能をOSに提供する役割を担っている。例えば、ディスクドライブのデバイスドライバは、ディスクの読み書きやフォーマットなどの機能をOSに提供する。

• ハードウェアとのインタフェースの提供

デバイスドライバは、ハードウェアとOSの間のインタフェースを提供する役割を担っている。デバイスドライバは、ハードウェアの詳細な仕様をOSに伝えることで、OSがハードウェアを適切に使用できるようにしている。

アプリケーションソフトウェア

アプリケーションソフトウェアは、ユーザーが実際に使用するソフトウェアである。OSは、アプリケーションソフトウェアがハードウェアを適切に使用できるように、API（アプリケーション・プログラミング・インターフェース）を提供している。

アプリケーションソフトウェアの機能は、大きく分けて以下の2つである。

• ユーザーの要求の処理

アプリケーションソフトウェアは、ユーザーの要求を処理する役割を担っている。例えば、文書作成ソフトウェアは、ユーザーが入力した文字を処理して、文書を作成する。

• ハードウェアの機能の利用

アプリケーションソフトウェアは、ハードウェアの機能を利用することで、機能を実現している。例えば、画像編集ソフトウェアは、ディスプレイの機能を利用することで、画像を表示している。

OSのインストール方法

OSのインストール方法は、大きく分けて以下の2種類である。

 新規インストール

新規インストールは、コンピュータにOSがインストールされていない状態から、新たにOSをインストールする方法である。新しいコンピュータを購入した場合や、OSを再インストールしたい場合に用いられる。

新規インストールを行うためには、以下の準備が必要である。

• OSのインストールメディア: DVDやUSBメモリなどの媒体に格納されたOSのインストーラー
• ライセンスキー: OSを使用するための認証コード
• 空き容量のあるストレージ: OSをインストールするための領域

新規インストールの手順は、OSによって異なるが、一般的には以下の流れとなる。

1. コンピュータを起動し、インストールメディアから起動する
2. インストール画面の指示に従って、言語、キーボードレイアウト、地域設定などを選択する
3. ライセンス条項に同意する
4. インストール先のドライブを選択する
5. 必要に応じて、パーティションを作成する
6. インストールが完了するまで待つ
7. コンピュータを再起動する

アップグレードインストール

アップグレードインストールは、すでにOSがインストールされているコンピュータに、新しいバージョンのOSをインストールする方法である。OSの機能を向上させたり、セキュリティ上の脆弱性を修正したい場合に用いられる。

アップグレードインストールを行うためには、以下の準備が必要である。

• 新しいバージョンのOSのインストールメディア: DVDやUSBメモリなどの媒体に格納されたOSのインストーラー
• ライセンスキー: 新しいバージョンのOSを使用するための認証コード
• 空き容量のあるストレージ: 新しいバージョンのOSをインストールするための領域

アップグレードインストールの手順は、OSによって異なるが、一般的には以下の流れとなる。

1. コンピュータを起動し、インストールメディアから起動する
2. インストール画面の指示に従って、言語、キーボードレイアウト、地域設定などを選択する
3. ライセンス条項に同意する
4. アップグレードインストールを選択する
5. インストールが完了するまで待つ
6. コンピュータを再起動する

OSのインストール方法は、上記以外にも、ネットワーク経由でインストールを行う方法など、様々な方法がある。自分に合った方法を選択して、OSをインストールすることが重要である。

OSとファームウェアの違い

OSとファームウェアは、コンピュータを動かすために必要な二つのソフトウェアであるが、両社の役割や動作レベルが異なる。OSとファームウェアの主な違いは以下の通りである。

• 役割: OSはコンピュータ全体の基本的な動作を制御する一方、ファームウェアは特定のハードウェアを動かす。
• 動作レベル: OSはファームウェアよりも上位のレベルで動作する。
• 更新頻度: OSは比較的頻繁に更新される一方、ファームウェアはそうではない。
• ユーザーインターフェース: OSはユーザーインターフェースを持ち、ユーザーが直接操作できる一方、ファームウェアはユーザーインターフェースを持たず、ユーザーが直接操作することはできない。

ファームウェアはハードウェアに組み込まれており、OSよりも低レベルで動作する。ファームウェアは、ハードウェアの動作を制御し、OSとの間でデータの送受信を行う。具体的には、デバイスの初期化、電源管理、入出力制御、エラー処理などの機能を担っている。

それぞれの役割と違いを理解することで、コンピュータの仕組みをより深く理解することができる。