オペレーティングシステム（OS）

背景・歴史

初期のコンピュータには、現在のようなオペレーティングシステムは存在せず、利用者はプログラムごとにハードウェアの制御を直接記述する必要がありました。しかし、扱うプログラムやハードウェアの種類が増えるにつれ、「どのプログラムからも共通して使える、ハードウェア管理の仕組み」をあらかじめ用意しておく方が効率的だという考え方が広まりました。こうして、複数のプログラムを効率よく実行し、ハードウェアの資源を管理する基本ソフトウェアとしてのオペレーティングシステムが発展し、現在のWindows、macOS、Linux、Androidなどにつながっています。

なぜこの考え方が使われるようになったのか

アプリケーションソフトウェアを開発する人が、機種ごとに異なるハードウェアの細部まで全て把握して制御するのは非常に大変です。オペレーティングシステムがハードウェアとアプリケーションソフトウェアの間に入り、共通の操作方法（インタフェース）を提供することで、開発者はハードウェアの違いを意識せずにソフトウェアを作れるようになります。また、複数のアプリケーションを同時に動かす際の資源の取り合いや、周辺機器とのやり取りの管理も、オペレーティングシステムがまとめて引き受けることで、コンピュータ全体が安定して効率的に動作できるようになります。

もう少し詳しく見てみる

オペレーティングシステムが担う代表的な役割には、次のようなものがあります。

• 資源の管理：CPUの処理時間や、メモリの空き容量を、複数のプログラムの間で適切に振り分ける。
• 入出力装置の抽象化：キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンタなど、機種によって異なる入力装置・出力装置を、共通の方法で扱えるようにする。
• ファイル管理：データをファイルやフォルダという単位で整理し、保存・読み込みができるようにする。
• ユーザーインタフェースの提供：画面上のアイコンやウィンドウ、コマンド入力画面など、人がコンピュータを操作するための窓口を用意する。

アプリケーションソフトウェア（表計算ソフトやWebブラウザなど）は、オペレーティングシステムが提供するこれらの機能を呼び出しながら動作しています。オペレーティングシステム自体もプログラムであり、コンピュータの電源を入れたときに最初に読み込まれ、他のすべてのソフトウェアの土台として働き続けます。

関連して知っておきたいこと

オペレーティングシステムは、CPUやメモリといったハードウェア資源を、複数のプログラムの間でどう分配するかを常に判断し続けています。CPUの性能がどれだけ高くても、オペレーティングシステムによる資源管理が適切でなければ、コンピュータ全体の動作は不安定になったり遅くなったりします。