オペレーティングシステム

1. URL
2. 担当教員
3. 講義目的
4. 到達目標
5. 授業方法
6. 参考書
7. 成績評価
8. スケジュール
9. 大崎が担当する科目に共通の連絡事項・アドバイス
10. 1. オペレーティングシステムの概要
11. 2. CPU の原理
12. 3. プロセスとスレッド
13. 4. プロセス間通信
14. 5. スケジューリング (1)
15. 6. スケジューリング (2)
16. 7. 前半の総復習
17. 8. メモリ管理 (1)
18. 9. メモリ管理(2)
19. 10. 入出力 (外部 I/O)
20. 11. 入出力 (ユーザインターフェース)
21. 12. ファイルシステム
22. 12. 後半の総復習

1. オペレーティングシステムの概要

授業の流れ

1. 解説 (40 分)
2. グループワーク (40 分)
3. 確認テスト (10 分)
4. 採点・リフレクションシート記入 (10 分)

チーム分けの方針

- いろいろな人とチームになる
- チームの人数は自由に決めてよい

態度目標

- しゃべる
- 質問する
- 説明する
- 動く (立ち歩く)
- チームで協力する
- チームに貢献する

内容目標

- オペレーティングシステムとは何かを他人に説明できるようになる。

- シングルタスク型とマルチタスク型のオペレーティングシステムの違いを他人に説明できるようになる。

- オペレーティングシステムにおけるプリエンプティブ・マルチタスキングの概要を他人に説明できるようになる。

- パソコンやスマートフォンに搭載されているオペレーティングシステムの種別を確認できるようになる。

課題

注意: Wikipedia 日本語版およびブログ等を情報源として用いてはならない。

英語が苦手な人へ: 英語のトレーニングも兼ねて、 日頃から英語の文献を読むことをおすすめします。 英語を読み続けるのがつらい場合は、 日本語の文献を探すのではなく、 機械翻訳 (ChatGPT がおすすめ) を使いましょう。

課題 1

オペレーティングシステム (operating system) とは何かを説明せよ。

なぜ、 operation system ではないのか? なぜ、 (日本では「基本ソフトウェア」と呼ばれるのに) basic software ではないのか? なぜ、 operating software ではないのか?

課題 2

シングルタスク型 (single-tasking) とマルチタスク型 (multi-tasking) のオペレーティングシステムの違いを説明せよ。

課題 3

パソコンやスマートフォン等の上で、 複数のプログラムを同時に実行できる (ように見える) のはなぜかを説明せよ。

課題 4

自身が所有しているパソコンもしくはスマートフォンに搭載されているオペレーティングシステムの正確な名称およびバージョンを実際に確認せよ。 確認方法と、 確認によって判明したオペレーティングシステムの名称およびバージョンを答えよ。

略解

課題 1

---- JIS X0001 04.08
operating system:プログラムの実行を制御するソフトウェアであって,資源割振り,スケジューリ
ング,入出力制御,データ管理などのサービスを提供するもの.〈備考〉オペレーティングシステム
は,ソフトウェアが主体であるが,部分的にハードウェア化することも可能である.

---- エンカルタ'05: オペレーティング・システム [Operating System]
オペレーティング・システム Operating System コンピューターの基本ソフトウェア。OSと略され
ることが多い。本来は、コンピューターを動作させるために必要な最小限のソフトウェア。メモリー、
CPUの処理時間、ディスク、周辺機器などのハードウェアの割り当てや、その使用を管理する。ワー
ドプロセッサーやスプレッドシートのようなアプリケーションを建物とすると、オペレーティング・シ
ステムは、土台にあたるものである。

---- 広辞苑5: オペレーティング-システム【operating system】
コンピューターで、利用者とハードウェアの間にあって、利用者がコンピューター-システムをで
きるだけ容易に使うことができるようにするための基本的なソフトウェア。OS

Operating system
https://en.wikipedia.org/wiki/Operating_system

課題 2

参考資料

Types of operating systems
https://en.wikipedia.org/wiki/Operating_system#Types_of_operating_systems

課題 3

参考資料

Computer multitasking
https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_multitasking

課題 4

参考資料

Check & update your Android version
https://support.google.com/android/answer/7680439?hl=en

Find the software version on your iPhone, iPad, or iPod
https://support.apple.com/en-us/HT201685

How do I determine the OS version at runtime in OS X or iOS (without using Gestalt)?
https://stackoverflow.com/questions/11072804/how-do-i-determine-the-os-version-at-runtime-in-os-x-or-ios-without-using-gesta

How can I check the system version of Android?
https://stackoverflow.com/questions/3093365/how-can-i-check-the-system-version-of-android

確認テスト

確認テストは持込み不可です。 回答用紙は、 持っている好きな用紙を使用してください。 ノートの 1 ページを使っても、 タブレット上に電子的に記入してもかまいません。 手持ちの紙がない人には A4 のコピー用紙を配布します。

回答後、 周囲の人と答案を交換して、 相互採点してください。 間違っている箇所があれば、再度解き直してください。 その後、周囲の人に再度採点を依頼してください。

100 点満点の答案になるまで上記を繰り返してください。

100 点満点の答案になったら、 答案の電子データ (写真、 スナップショット等) を以下のフォームから提出してください。 提出期限は授業実施日の 23:59 です。

[授業後に提出] 確認テスト答案提出フォーム (パスワードが必要です)
https://lsnl.jp/app/lecture/quiz/show/os

リフレクションシート記入

以下のページから、リフレクションシートを記入して送信してください。

[授業中に提出] リフレクションシート (パスワードが必要です)
https://lsnl.jp/app/lecture/refl/show/os

上記のフォームの上部にリフレクションシートのねらいや、 何を記入すべきかを説明しています。 これらをよく読んで、指示に従ってください。

リフレクションシートの提出期限も授業実施日の 23:59 です。

Wikipedia の説明

Computer multitasking https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_multitasking

In computing, multitasking is the concurrent execution of multiple tasks (also
known as processes) over a certain period of time. New tasks can interrupt
already started ones before they finish, instead of waiting for them to
end. As a result, a computer executes segments of multiple tasks in an
interleaved manner, while the tasks share common processing resources such as
central processing units (CPUs) and main memory. Multitasking automatically
interrupts the running program, saving its state (partial results, memory
contents and computer register contents) and loading the saved state of
another program and transferring control to it. This "context switch" may be
initiated at fixed time intervals (pre-emptive multitasking), or the running
program may be coded to signal to the supervisory software when it can be
interrupted (cooperative multitasking).

ChatGTP による日本語訳

コンピューティングにおいて、マルチタスキングとは、一定期間に複数のタスク(プ
ロセスとも呼ばれる)を同時に実行することです。新しいタスクは、既に開始された
タスクが終了するのを待つのではなく、それらを中断することができます。その結果、
コンピュータは複数のタスクのセグメントを交互に実行しながら、中央処理装置
(CPU)やメインメモリなどの共通の処理リソースを共有します。マルチタスキング
は自動的に実行中のプログラムを中断し、その状態(部分的な結果、メモリ内容、コ
ンピュータレジスタの内容)を保存し、別のプログラムの保存された状態を読み込ん
で制御を移行します。この「コンテキストスイッチ」は、固定された時間間隔で開始
されることがあります(プリエンプティブマルチタスキング)、または、実行中のプ
ログラムが監視ソフトウェアに対して中断可能であることを通知するコードが組み込
まれている場合があります(協調マルチタスキング)。

マルチタスク https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%83%81%E3%82%BF%E3%82%B9%E3%82%AF

マルチタスク (英: multi tasking) は、コンピュータにおいて複数のタスク(プロセ
ス)を切り替えて実行できるシステムのことである。Unix など「プロセス」という用
                       ============ システムではない
語を使うシステムではマルチプロセスともいう(ほぼ同じものを別のシステムでは別の
                  ============ task/tasking/process/processing を混同している
名で呼んでいることもあれば、違うものを同じ名で呼んでいることもあれば、何らかの

理由で呼び分けていることもある)。マルチプログラミングという語は複数のプログラ
============================ multitasking の本質と関係ない話
ムを動かすという点に着目した語である(一般に、「タスク」とか「プロセス」は、プ
ログラムの活動実体、といったようなものを指す語である)。逆に、同時に一つのタス
                                       ======= これは単なる task/process の話
クしか実行できない方式をシングルタスクという。
                === マルチタスクは「システム」で、シングルタスクは「方式」?

レポート課題 2024-04-12

授業終了後に自習を行い、 到達目標まで到達せよ。 疑問に思った点、 わからない点は各自で信頼できる文献を用いて調査せよ。

その後、 「今週の作業内容」、 「『内容目標』をどの程度達成できた/できなかったか」、 「質問・要望・コメント」、 「感想」を「レポート送信フォーム」から送信せよ。

レポート課題の内容や書き方については、 レポート送信フォームに説明があるのでそちらを参照せよ。

提出方法: 「レポート送信フォーム」から送信せよ。 レポートが正しく提出されると、 レポートの控えが自身のメールアドレス宛に送信される。 レポートの控えは成績発表まで保存しておくこと。 レポートが再提出された場合は、 新しいほうを採点対象とする。

提出期限: 次回の授業開始の 48 時間前とする (例えば、 4/12(金) の課題であれば、 4/19(金) 5:05pm の 48 時間前である 4/17(水) 5:05pm)。 期限を過ぎたものは受理しない。

注意事項: 「質問・要望・コメント」は匿名にした上で公開する (講義ページに掲載する)。 公開されて困る内容は「質問・要望・コメント」等に含めないこと。 個人的な質問・相談等は「感想」の覧に記入せよ。

質問

- 授業ページ内でChatGPTについておすすめされていました。1.日本語のプロンプトより、英語のプロンプトの方が情報の精度が高いということを聞いたのですが、先生はどのようにお考えですか。2.授業や学習のリサーチで使うにあたり、先生は英語か日本語どちらのプロンプトを使ったほうがよいとお考えですか。3.より精度の高い返答を引き出すプロンプトを作るためには、どのようなことを意識したら良いとお考えですか。

日々状況が変わるので、あくまで現時点での私の認識です。

まず、「プロンプトの言語」と「回答の言語」の 2 種類があります。どちらも英語
のほうがベターですが、日本語と英語の差は GPT のモデルによります (GPT-4 では
差がかなり小さくなった気がします)。

プロンプトの作り方に限らず、何でも一次情報を参照することです。「(できるだけ
優秀な) 先人に学ぶ」のが成功の秘訣だと思います。

Prompt engineering
https://platform.openai.com/docs/guides/prompt-engineering/prompt-engineering

要望

- 1つ目と2つ目の問に言えるのですが、特に1つ目の「どのように自習を行いましたか?」の質問は初めのレポート提出なので400字書けましたが、今後も400字が続くとなると毎回同じ言葉を並べているだけになっている気しかしません。文章量を半分などにして頂いたり、例文を用意して頂きたいです。

「どのよう *な* 自習を行いましたか?」という設問で、

  自習した内容と、 その結果「内容目標」への理解がどの程度深まったかを *具体的に*
  記述したレポートを提出してください。

というレポートなので毎回同じような内容になりません。もし仮に同じような内容に
なるとすれば (a) 毎回同じことをしている、(b) レポートの記述が具体的ではない、
のどちらかです。(a) はありえないので (b) でしょう。

- もう少しでいいのでグループワークの時間を増やしてほしいです。

できるだけ解説の時間をコンパクトにするようにします。

コメント

- 講義ありがとうございました。グループワークの際に私のグループでは話し合ったり何人かで情報や意見を交換できたと思いましたが、周りが静かすぎて少しやりにくいなと感じました。

- Operating Systemについて。OperationではなくOperatingである理由は理解出来ましたが、なぜ「Basic」などの言葉ではなかったのかについては分かりませんでした。

英英辞典を引いて、各単語の意味 (英語におけるニュアンス) を理解してみてくださ
い。ちなみに、「通信用語の基礎知識」には以下のような記述がありました。

---- 通信用語の基礎知識'15: 基本ソフト [きほんソフト] (Operating System) 〔名詞〕
基本ソフト [きほんソフト] (Operating System) 〔名詞〕
新聞用語でオペレーティングシステム(OS)のこと。
* 特徴
  新聞には度々登場する用語だが、コンピューターの専門分野ではまず使われない。
▽
  ** 用語の所属
    - マスコミスラング
  ** 関連する用語
    - オペレーティングシステム
    - 応用ソフト
    - ネット閲覧ソフト

- これから頑張っていきたいと思います。

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