OSの役割

要点と定義

オペレーティングシステム（OS）は、利用者やアプリケーションに、ハードウェアやソフトウェアの資源を使いやすく提供する基盤です。ユーザーやファイル、入出力、資源の管理などを担います。複数のアプリケーションに処理時間を割り当てて交互に実行する機能がマルチタスクです。

マルチスレッドは、一つのアプリケーションを複数の処理単位（スレッド）に分けて実行する方式です。マルチタスクは複数のアプリケーション間、マルチスレッドは一つのアプリケーション内の処理が対象です。

仮想記憶は、補助記憶装置を利用して主記憶を補い、プログラムに物理的な主記憶容量を超える論理的なアドレス空間を提供する仕組みです。物理的な主記憶そのものが増えるわけではありません。

デバイスドライバは、OSなどから周辺機器を制御・操作するためのソフトウェアです。ミドルウェアのようにOSとアプリケーションの間で共通機能を提供するものとは、制御する対象が異なります。

適用条件と例

電源を入れた後は、BIOSなどのファームウェアが実行され、ハードウェアの初期化などを行います。その後にOSの起動が進みます。ドライバはOSの起動過程で読み込まれるものが多く、常駐アプリケーションはOSの起動後に利用可能になります。ドライバの細かな読込み時期は起動方式などによって異なります。

周辺機器を新しく接続すると、プラグアンドプレイは機器を認識し、必要な設定や対応ドライバの組込みなどを助けます。機器の故障診断や、媒体の自動再生を行う機能とは区別します。

例えば、表計算ソフトと音楽再生アプリを一台のPCで使うとき、OSが両方に処理時間を割り当てるのはマルチタスクです。音楽再生アプリが再生処理と画面表示処理を分けるのは、マルチスレッドの例です。

ファイルの置換では、机に置ける冊数を3冊とし、K、L、M、N、M、L、N、P、Lの順に参照します。Nを置くときに最も長く参照されていないKをしまい、M、L、Nの参照時刻を更新します。Pを置く時点で机上にあるL、M、Nのうち最も古い参照はMなので、Mをしまいます。最後のLは机上にあるため、しまう必要はありません。

元の設問の参照順を追う場合も、置換のたびに机上の状態を確認します。A、B、C、Dの後にEを置く時点ではAをしまい、机上はB、C、D、Eです。続けてC、B、Dを参照すると、Fを置く時点で最も古いのはEなのでEをしまいます。その後のBは机上にあるため、置換は起きません。

パッチファイルはソフトウェアの不具合修正や更新に使われます。例えばOSを再インストールすると、OSとともに消去されたドライバを再導入する必要が生じることがあります。一方、アプリケーションを入れるたびに全ドライバを入れ直すわけではなく、ドライバは周辺機器に対応したものを使います。

外部記憶媒体の接続をきっかけに、媒体内のプログラムを自動実行したりコンテンツを再生したりする機能はオートランです。設定や環境によって動作は異なりますが、自動起動がマルウェア感染の要因となる場合があります。