先週で説明の終えていなかった、機械語の生成の話の説明の後、OSについての具体的な説明を行う。

機械語の生成

先週末にコンパイラ方式とインタプリタ方式の話の次段階として、 機械語などはCPUやOSに依存する補足をして、 Javaにおける仮想マシンを用いたバイトコードインタプリタなどの説明を行う。

プログラムの機械語の実行の説明として、コンパイラによる中間コードの生成や、 リンカによる中間コードとライブラリの結合の話を行う。 また、リンクにも静的リンクと動的リンクがあり、 通常はプログラムの中にライブラリが埋め込まれる静的リンクがとられる。 しかしマルチタスクでは、メモリ中にライブラリの機械語が複数でてくると、 メモリのムダになるので、OSにライブラリを展開してもらう動的リンク方式があることを説明。動的リンクを使えば、ライブラリの修正アップデートも簡単といった利点を説明。

OSとは、

OSとは、基本ソフトウェアとよばれ、 (a)制御プログラム(狭義のOS,カーネル)と、(b)開発環境(言語プロセッサ等)、(c)ユーティリティ(CUI/GUI等)から成ることを説明する。

OSの機能として、周辺装置とのデータのやり取り・制御方法を共通化することで、 プログラム作成の労力削減が可能となる。 もう一つの重要な機能は、不用意なことをできなくすることによるデータの保護であり、 ハードを壊すような制御などを実行させない。 他のプロセスの動きを阻害するようなメモリアクセスをさせない。 他人のファイルを権限もないのに読めるようなことをさせない。…といった保護が重要。

これらの共通化や保護の対象となるものを資源(resource)と呼ぶ。 たとえば、キーボードやハードディスクといった周辺機器(物理的なリソース)、 計算に必要となる主記憶(メモリ)、CPUを利用する時間(抽象的なリソース)などがある。

プログラムの動く単位として、利用者視点でトータルの１つのサービスを提供する処理は、 ジョブと呼ばれる。これに対し、CPUが他の処理から保護する仕事の単位はプロセスと呼ばれ、ジョブは複数のプロセスで実現される場合もある。 一方、並行処理では複数のプロセスで実行するのが普通だが、共通のメモリ情報を使いながら動く処理は記述が面倒となる。 これに対しスレッドは、並列する複数の処理で同一メモリを利用できるものを指す。 複数のスレッドで1つのプロセスを構成する。