सॉफ्टवेयर और ऑपरेटिंग सिस्टम: प्रकार, कार्य और प्रश्नोत्तर

कंप्यूटर दो हिस्सों से मिलकर बनता है। जिसे छुआ जा सकता है वह हार्डवेयर है और जो निर्देशों का समूह मशीन को बताता है कि क्या करना है वह सॉफ्टवेयर है। कंप्यूटर जागरूकता में विंडोज, लिनक्स, एंड्रॉयड, बूटिंग या मेमोरी प्रबंधन से जुड़ा हर प्रश्न इसी विभाजन के भीतर आता है, इसलिए शब्दावली पहले स्पष्ट कर लेना उचित है। सॉफ्टवेयर अमूर्त होता है, किसी प्रोग्रामिंग भाषा में लिखा जाता है और कैबिनेट खोले बिना ही उसकी प्रति बनाई, अद्यतन या मिटाई जा सकती है।

सॉफ्टवेयर के दो परिवार

सॉफ्टवेयर को सिस्टम सॉफ्टवेयर और एप्लिकेशन सॉफ्टवेयर में बाँटा जाता है। सिस्टम सॉफ्टवेयर मशीन को स्वयं चलाता है, जैसे ऑपरेटिंग सिस्टम, डिवाइस ड्राइवर, भाषा अनुवादक और यूटिलिटी प्रोग्राम। एप्लिकेशन सॉफ्टवेयर उपयोगकर्ता का काम करता है, जैसे वर्ड प्रोसेसर, स्प्रेडशीट, ब्राउज़र या बिलिंग पैकेज। तीसरा शब्द फर्मवेयर इन दोनों के बीच आता है, यह चिप में स्थायी रूप से लिखा सॉफ्टवेयर है, जैसे मदरबोर्ड का बायोस, और इसके बिना मशीन चालू ही नहीं हो सकती।

भाषा अनुवादक सिस्टम सॉफ्टवेयर में आते हैं और परीक्षा में बार-बार पूछे जाते हैं। असेंबलर असेंबली भाषा को मशीन कोड में बदलता है। कंपाइलर पूरे उच्च स्तरीय प्रोग्राम का एक बार में अनुवाद करता है और सारी त्रुटियाँ एक साथ बताता है। इंटरप्रेटर एक-एक पंक्ति का अनुवाद करके उसे तुरंत चलाता है, इसलिए पहली त्रुटि पर ही रुक जाता है। लिंकर ऑब्जेक्ट मॉड्यूलों को जोड़ता है और लोडर प्रोग्राम को निष्पादन के लिए मुख्य मेमोरी में रखता है।

ऑपरेटिंग सिस्टम के कार्य

ऑपरेटिंग सिस्टम वह सिस्टम सॉफ्टवेयर है जो उपयोगकर्ता और हार्डवेयर के बीच सेतु का काम करता है। यह सबसे पहले लोड होता है और मशीन चालू रहने तक मेमोरी में बना रहता है। इसके प्रमुख कार्य हैं प्रक्रिया प्रबंधन, मेमोरी प्रबंधन, फाइल प्रबंधन, डिवाइस प्रबंधन, सुरक्षा और जॉब शेड्यूलिंग। यही उपयोगकर्ता इंटरफेस भी देता है, जो कमांड लाइन इंटरफेस हो सकता है, जिसमें आदेश टाइप करने पड़ते हैं, या ग्राफिकल यूजर इंटरफेस, जिसमें विंडो, आइकन, मेनू और पॉइंटर होते हैं।

ऑपरेटिंग सिस्टम के प्रकार

बैच ऑपरेटिंग सिस्टम एक जैसे कार्यों को समूह में लेकर बिना उपयोगकर्ता के हस्तक्षेप के चलाता है। मल्टीप्रोग्रामिंग प्रणाली कई प्रोग्राम मेमोरी में रखती है ताकि प्रोसेसर खाली न बैठे। टाइम शेयरिंग या मल्टीटास्किंग प्रणाली हर उपयोगकर्ता को बारी-बारी से प्रोसेसर समय का छोटा हिस्सा देती है। रियल टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम निश्चित समय सीमा में उत्तर देने की गारंटी देता है और मिसाइल नियंत्रण, चिकित्सा उपकरण तथा औद्योगिक संयंत्रों में प्रयुक्त होता है। वितरित ऑपरेटिंग सिस्टम कई जुड़े कंप्यूटरों में काम बाँटता है और नेटवर्क ऑपरेटिंग सिस्टम सर्वर, प्रिंटर तथा साझा फाइलों को सँभालता है।

कर्नेल, बूटिंग और शेड्यूलिंग

कर्नेल ऑपरेटिंग सिस्टम का केंद्रीय भाग है जो सदा मुख्य मेमोरी में रहता है और प्रोसेसर, मेमोरी तथा डिवाइसों को नियंत्रित करता है। मोनोलिथिक कर्नेल सभी सेवाएँ एक ही खंड में रखता है, जबकि माइक्रोकर्नेल केवल आवश्यक सेवाएँ भीतर रखता है। शेल बाहरी परत है जो उपयोगकर्ता का आदेश लेकर कर्नेल तक पहुँचाती है।

बूटिंग कंप्यूटर को चालू करने और ऑपरेटिंग सिस्टम को मुख्य मेमोरी में लाने की प्रक्रिया है। बंद मशीन को चालू करना कोल्ड बूट और चालू मशीन को पुनः आरंभ करना वार्म बूट कहलाता है। आरंभ में बायोस पावर ऑन सेल्फ टेस्ट चलाता है, जो हार्डवेयर की जाँच करता है, और फिर बूटस्ट्रैप लोडर ऑपरेटिंग सिस्टम को डिस्क से लाता है।

शेड्यूलिंग तय करती है कि तैयार प्रक्रियाओं में किसे प्रोसेसर मिलेगा। फर्स्ट कम फर्स्ट सर्व्ड आगमन के क्रम में सेवा देती है, शॉर्टेस्ट जॉब फर्स्ट सबसे कम समय वाली प्रक्रिया चुनती है और राउंड रॉबिन हर प्रक्रिया को निश्चित टाइम क्वांटम देकर चक्र में चलाती है, जिसे टाइम शेयरिंग प्रणाली अपनाती है। जब दो प्रक्रियाएँ एक-दूसरे का संसाधन पकड़े रहें और कोई न छोड़े तो उसे डेडलॉक कहते हैं।

मेमोरी, फाइल और प्रसिद्ध नाम

वर्चुअल मेमोरी में ऑपरेटिंग सिस्टम हार्ड डिस्क के एक भाग को मुख्य मेमोरी की तरह प्रयोग करता है, जिससे रैम से बड़ा प्रोग्राम भी चल जाता है; निश्चित आकार के खंडों को डिस्क और मेमोरी के बीच ले जाने की विधि पेजिंग है और अत्यधिक पेजिंग से काम ठप होने की स्थिति थ्रैशिंग कहलाती है। स्पूलिंग में प्रिंटर जैसे धीमे उपकरणों का आउटपुट डिस्क पर कतार में रखा जाता है। फाइल सिस्टम तय करता है कि डिस्क पर आँकड़े कैसे रखे जाएँ; एफएटी32 और एनटीएफएस विंडोज के हैं तथा ext4 लिनक्स का। यूनिक्स 1969 में बेल प्रयोगशाला में केन थॉम्पसन और डेनिस रिची ने बनाया, लिनक्स 1991 में लिनस टोरवाल्ड्स ने जारी किया जो मुक्त स्रोत है, एमएस-डॉस एकल उपयोगकर्ता कमांड लाइन प्रणाली थी और एंड्रॉयड लिनक्स कर्नेल पर बना है।