OS入門

OS入門
0
2017/10/30
Shuntaro Saiba

本日の内容
1 OSとは
2 OSの役割
5 OS仮想化について
1 コンピュータの基本
2 プロセス管理
3 メモリ監視
4 ディスク管理
5 ネットワーク管理
4 Linuxについて

2
今日はOSについてです
Middleware
Application
OS
Hardware
Network

Hardware
Network
3
Middleware
Application
OS
今日はここ!

Hardware
Network
4
Middleware
Application
OS
(人間)
イケイケ度

Hardware
Network
5
Middleware
Application
OS
(人間)
イケイケ度

6
ハード調達 PC組立 OSインストール MWインストールアプリデプロイ
 アキバまで電車で行って
 CPU / メモリとか選んで
 マザボと筐体買って
 パーツを組み立て
 電源につないで
 CPUのピンは折らないように
 CentOSかUbuntuとか
インストールして
 DBとか、Webコンテナとか
 warファイルとかをデプロイ
して
 動くようになって

7
して
今日はここ!

8
 PCやサーバにおけるOSの位置づけや役割を理解出来るようになる
こと
 あわよくば、インフラエンジニアに興味を持ってほしい
本日のゴール

9
なにがうれしいのさ！？

10
 コンピュータが動く仕組みが学べる
 開発したアプリが裏でどのように
動いているのかイメージできる
 障害時の切り分けが早くなる

14
これらはイメージわきます？

15
当たり前すぎて
存在意識していないかも？

16
こいつら何者なのさ？

OSとは
17
オペレーティングシステム（OS）とは、コンピュータのオペレーション（操作・運
用・運転）のために、ソフトウェアの中でも基本的、中核的位置づけのシステムソフ
トウェアである。通常、OSメーカーが組み上げたコンピュータプログラムの集合とし
て、作成され提供されている。

19
この際だから
ちょっと立ち返ってみましょう

私たちは、これで何がしたいんだ
コンピュータ

そう、計算ですよ！
※実際の対象は数値計算に限らず、情報処理やコンピューティングと呼ばれる

24
もうちょっとだけ
立ち返ってもいいですか？

25
なんで、計算したいの？？

26
この映画知ってます？

27
~~~
~~~
~~~
~~~
~~~
~~~
ゴリゴリゴリゴリ
計算中

28
(高速な)計算って大切！
深い

29
みんなが使ってるor作っている
アプリケーション(ミドルウェア)
も計算(演算)が必要

31
さあ、計算しよう！
マウス
キーボード
HDD
メモリ
CPU
プリンタ
ディスプレイ

33
マウス
キーボード
HDD
メモリ
CPU
プリンタ
だれがこいつらを管理するのさ？
ディスプレイ

35
オペレーティングシステム

36
あらためて、OSとは
 ハードウェアとソフトウェアの仲立ち役
 OSがなければ、コンピュータは動かない
 コンピュータの基本的な機能を提供す
る。”基本ソフトウェア”とも呼ばれます
Hardware
Network
Middleware
Application
OS
これから詳しく
解説します！

OSとは何者か
少しは分かりました？

39
世界初のコンピュータ

40
 世界初のコンピュータは、ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer)
 1946年アメリカで誕生
 軍事目的、主に大砲の弾道計算で開発された

41
 本当の世界初のコンピュータはABCマシン (Atanasoff-Berry Compute)
 1942年アメリカで誕生
 2進数の採用、メモリの採用 (ドラム型のメモリ)
ドラム型のメモリ

チャールズバベッジ
(1791~1871)機械式計算機 (解析機関)

43
ちなみに
このころはOSという概念はまだない

47
PC構築でやること
して

48
組立完了！
マザーボードにメモリもCPUも取り付けて
ディスクをつないで
ケースに入れて

50
こいつらHWを管理するために
OSのインストール

51
もうちょっと詳しく
OSの役割を見てみましょう

53
OSの役割
CPU管理
メモリ管理
ディスク管理
ネットワーク管理
主な役割
 入出力デバイス管理
 メディア管理
HW
NW
Middleware
Application
OS
 OSの主な役割を簡単にまとめると以下のようになります
その他

54
OSの役割
CPU
メモリー
ディスク
ネットワーク
ユーザ
OS
ア
プ
リ
ケ
ー
シ
ョ
ン
&
ミ
ド
ル
ウ
ェ
ア
 OSはハードウェアとソフトウェアの仲立ち役
INPUT
OUTPUT

55
OSの役割
コンピュータの基本
CPU管理
メモリ管理
ディスク管理

56
マウス
キーボード
HDD
CPU
ディスプレイ
プリンタ
 以下の装置はコンピュータの5大装置と呼びます
データ
制御

57
演算装置
制御装置
補助記憶装置
主記憶装置
出力装置入力装置
マウス
キーボード
HDD
メモリ
CPU
ディスプレイ
プリンタ
データ
制御

58
演算装置
制御装置
補助記憶装置
主記憶装置
出力装置入力装置
マウス
キーボード
HDD
メモリ
CPU
ディスプレイ
プリンタ
データ
制御
他の装置の動きを制御する
処理を実行する装置
入力された命令や
プログラム, データ
処理した結果を記憶
処理結果を人間に
理解できる形で出力
する装置
命令や処理するデータ
を送る装置

59
OSの役割
CPU管理
CPU管理
メモリ管理
ディスク管理

60
CPU管理
 アプリケーションは”プロセス” (タスク)という単位で実行されます
 1つのCPUで一度に実行できるプロセスは1つだけ
 OSはプロセスへのCPUの割り当てを管理しています
RUNNING
プロセス A
プロセス B
プロセス C
プロセス D
ゴリゴリゴリゴリ
計算中
B B B A A A C C
CPU利用スケジュール
プロセス B

61
OSの役割
メモリ管理
CPU管理
メモリ管理
ディスク管理

プロセスA
62
メモリ管理
 メモリはプロセスの命令(プログラム)やデータを記憶しています
 OSはプロセスに対してのメモリ領域の割り当てと解放を管理します
OS プロセス A
利用可能
全メモリ領域
割り当て
解放
処理完了

63
OSの役割
ディスク管理
CPU管理
メモリ管理
ディスク管理

64
ディスク管理
 データをファイルとして保存管理するためにはHDDにファイルシステム
の作成が必要
 プロセス(アプリケーション)はOSを介してファイルにアクセスします
 ファイルシステムには様々な形式があります(Windows, Mac, Linux…)
OSはその差異を吸収してくれます
プロセス OS
書込
読込
ファイルシステム
C/
メモ.txtmemo/
music/ 音楽.mp3
依頼

65
OSの役割
CPU管理
メモリ管理
ディスク管理

66
 OSはネットワーク機能を持っています
 コンピュータ間での通信は”プロトコル”という共通のルールに従って行わ
れます
 OSはアプリケーションからの要求に応じて、外部と通信を行います
プロセス OS
通信依頼
NWデバイスルーターインターネット
プロトコル
詳しくはNW講義で！

OSの役割、ちょっと
理解できました？

69
コンピューティングに
OSが必要なのはわかった

70
結局どのOSを使うの？

73
Macじゃない Windowsじゃない

75
こんな人会った人います？

76
実は、ほとんどのPJは
Linux上で
アプリケーションを動かしています

79
いやですか？？
(((( ；ﾟДﾟ)))ｶﾞｸｶﾞｸ

Linuxとは
81
 OSです。
 Windows, OSX, iOS, Android(実はLinux) と同じ、OSです。
 Linus Torvalds さんが開発 (1991年8月25日)
リーナスさん公式マスコット TUX君

Linuxの特徴
82
 1. 複数の人による利用を前提としている。コンソールという考え方
 2. CUIベース (GUIもあります)
 3. オープンソース

Linuxの特徴 ①
83
 複数の人による利用を前提としている。コンソールという考え方
 Linuxがインストールされたホストにネットワーク経由で複数の別の端末
が接続して、作業を行うのが基本
 昔は、一人一台なんて持てなかった、らしいですよ。

Linuxの特徴 ②
84
 CUI(character user interface)ベース ※GUIもあります
 目的と処理は一緒。コンピュータへの命令の仕方が違うだけ
GUI CUI
 GUI環境では、ファイルをコピーする場合、どこからどこへコピー
するか目で確認できる。作業のイメージがしやすい
 コンピュータへの負荷が大きい
 操作の記録ができない（再現性がない）
 視覚的に確認することなく、”どこで何をするのか”をコマンドで指
示しなければならない。
 コンピュータへの負荷が少ない
 操作の記録ができる（再現性がある）

使ってみたい人は↓へ
https://git-for-windows.github.io/
(※Git BASH機能を使おう)

Linuxの特徴 ③
87
 Linuxカーネルのソースコードは無償で入手可能 (オープンソース化)
 オープンソースの恩恵
– 「誰でもアクセス可能」
– 「レシピを自由に改造・改変・再配布できる」
– 「メーカーなどの制約に縛られない」
– 「高い協力度」

Linuxの種類
88
 Linuxにも種類があります。
 オープンソースですが、実際は企業等がサポートなどのサービスを付け加
えて、パッケージを作っています。
 エンタープライズシステムでよく使われるのは、Red Hat Enterprise
Linux とか
Debian系 Redhat系

これからLinuxと
89
OR
インストールディスクを挿入 BIOSで起動ディスクを設定 OSインストールコンソールへログイン

90
OSの役割 (再掲)
CPU
メモリー
ディスク
ネットワーク
ユーザ
OS
ア
プ
リ
ケ
ー
シ
ョ
ン&
ミ
ド
ル
ウ
ェ
ア

Linux もOSです
基本は同じ

93
Linux触りたくなりました？
それ、みんなのPCでできますよ

95
OSの仮想化
 仮想化技術を使えば、コンピュータ上に別のコンピュータ環境を作れる
 仮想化とは、CPU,メモリ,ハードディスクのリソースを抽象化すること
HW
OS
仮想HW 仮想HW
仮想OS 仮想OS
仮想化ソフトウェア

96
便利だけど
やっぱり基本も大事

仮想化について
イメージわきました？

99
OSって
おもしろい！！

100
AI
IoT
Big DataRobotics
AR/VR
Cloud
Block-Chain
Finteck

101
コンピューティングが必要なら
OSが不可欠

102
 OSとは、ハードウェアとソフトウェアの仲立ち役
 OSの主な役割は以下
– CPU管理
– メモリ管理
– ディスク管理
– ネットワーク管理
本日のまとめ

おまけ
いろいろなLinux

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