ऑपरेटिंग सिस्टम के कार्य, प्रकार, महत्व और उदाहरण

किसी भी मशीन को बनाने से पहले एक ढांचा तैयार किया जाता हैं. फिर इस ढाँचे में विभिन्न कलपुर्जे और इंजन सेट किया जाता हैं. इसी प्रकार कंप्यूटर सॉफ्टवेयर के दुनिया में ऑपरेटिंग सिस्टम एक ढांचा होता हैं. कंप्यूटर के विभिन्न प्रोग्राम, सॉफ्टवेयर या एप्लीकेशन इसी ढांचे या ऑपरेटिंग सिस्टम के अनुरूप होते हैं. इसे संक्षिप्त में ओएस या OS भी कहा जाता हैं. तो आइए हम इसके कार्य, प्रकार और महत्व को उदाहरण सहित समझते हैं.

ऑपरेटिंग सिस्टम क्या होता हैं? (What is Operating System in Hindi)

ऑपरेटिंग सिस्टम (OS या ओएस) उपयोगकर्ता और हार्डवेयर के बीच एक इंटरफ़ेस के रूप में कार्य करता है. यह उपयोगकर्ताओं को सुविधाजनक और कुशलतापूर्वक कार्य करने में सक्षम बनाता है. हार्डवेयर केवल मशीन कोड (0 और 1) को समझता है. इसलिए ऑपरेटिंग सिस्टम सभी प्रक्रियाओं और संसाधनों का प्रबंधन करता है. इससे सिस्टम के साथ उपयोगकर्ता की सहभागिता काफी सुविधाजनक हो जाता हैं. यह प्रक्रिया निष्पादन, संसाधन आवंटन, CPU प्रबंधन और फ़ाइल प्रबंधन को संभालता है. इस तरह ओएस के कारण निर्बाध प्रोग्राम निष्पादन के लिए एक वातावरण प्राप्त होता हैं.

ओएस को बेहतर ढंग से समझने के लिए कंप्यूटर का पूरा ढांचा समझना जरुरी हैं. एक कंप्यूटर सिस्टम में शामिल घटक इस प्रकार है :

• उपयोगकर्ता (कंप्यूटर का उपयोग करने वाले लोग)
• एप्लिकेशन प्रोग्राम (कंपाइलर, डेटाबेस, गेम, वीडियो प्लेयर, ब्राउज़र, आदि)
• सिस्टम प्रोग्राम (शेल, एडिटर, कंपाइलर, आदि)
• ऑपरेटिंग सिस्टम (एक विशेष प्रोग्राम जो उपयोगकर्ता और हार्डवेयर के बीच इंटरफ़ेस के रूप में कार्य करता है)
• हार्डवेयर (सीपीयू, डिस्क, मेमोरी, आदि).

ऑपरेटिंग सिस्टम के कार्य (Functions of Operating System)

ऑपरेटिंग सिस्टम ही कंप्यूटर के हार्डवेयर और उपयोगकर्ता के बीच संचार चैनल के रूप में काम करता है. मध्यस्थ के रूप में ओएस इस बात का भी ध्यान रखता है कि हार्डवेयर और संलग्न सॉफ्टवेयर किन कार्यों को करने में सक्षम है या नहीं है. ओएस के मुख्य कार्यों को इस प्रकार वर्गीकृत किया जा सकता है:

मेमोरी प्रबंधन (memory management)

ऑपरेटिंग सिस्टम मुख्य मेमोरी का प्रबंधन करता है. मुख्य मेमोरी CPU द्वारा सीधे एक्सेस की जाने वाली एक तेज़ स्टोरेज है. किसी प्रोग्राम को निष्पादित करने के लिए, उसे मुख्य मेमोरी में लोड करना होता है. OS ही विभिन्न प्रक्रियाओं को मेमोरी आवंटित करता है. साथ ही, प्रक्रिया या इनपुट/आउटपुट ऑपरेशन पूर्ण होने पर मेमोरी आवंटन को हटाता है. इस प्रक्रिया के दौरान ओएस यह भी सुनिश्चित करता है कि एक प्रक्रिया को आवंटित मेमोरी दूसरी प्रक्रिया न कर पाए. यह मल्टीप्रोग्रामिंग वातावरण में प्रक्रियाओं के लिए मेमोरी एक्सेस का क्रम और अवधि भी तय करता है.

प्रक्रिया प्रबंधन (Process management)

ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) मल्टी-प्रोग्रामिंग वातावरण में प्रक्रिया शेड्यूलिंग के माध्यम से प्रोसेसर प्रबंधन को संभालता है. यह शेड्यूलिंग कार्य के क्रम और अवधि को निर्धारित करता है. इसके अनुरूप ही सन्देश CPU तक पहुँचती हैं.

OS प्रोसेसर का कुशल उपयोग सुनिश्चित करने के लिए विभिन्न गतिविधियाँ करता है. यह प्रोसेसर को कार्य वितरित करने में यह ध्यान रखता है कि प्रत्येक प्रक्रिया को पर्याप्त समय मिले. प्रोसेसिंग की निगरानी को अक्सर ट्रैफ़िक नियंत्रक द्वारा प्रबंधित किया जाता है. जब किसी प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं रह जाती है, तो OS प्रोसेसर को कार्य से मुक्त कर देता है. इस तरह यह सुचारू और कुशल प्रदर्शन में मदद करता है. ओएस के कारण ही सभी प्रक्रियाएँ बिना किसी देरी के ठीक से काम कर पाती हैं.

डिवाइस प्रबंधन (Device Management)

डिवाइस प्रबंधन में प्रिंटर, डिस्क ड्राइव और नेटवर्क इंटरफेस जैसे हार्डवेयर की देखरेख शामिल हैं. OS संचार के लिए ड्राइवरों का उपयोग करता है. यह I/O संचालन का प्रबंधन और कुशल डिवाइस उपयोग सुनिश्चित करता है. OS के प्रमुख कार्यों में हार्डवेयर संचार के लिए डिवाइस ड्राइवर, अनुरोधों के प्रबंधन के लिए I/O शेड्यूलिंग और हार्डवेयर संसाधनों को वितरित करने के लिए संसाधन आवंटन शामिल हैं.

फाइल प्रबंधन (File Management)

कुशल नेविगेशन और उपयोग की सुविधा के लिए फ़ाइल सिस्टम को निर्देशिकाओं (Directories) में संरचित किया जाता है. इन निर्देशिकाओं में अन्य निर्देशिकाएँ और फ़ाइलें हो सकती हैं. एक ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) विभिन्न फ़ाइल के प्रबंधन का काम करता है. संग्रहीत जानकारी का स्थान ट्रैक करना, उपयोगकर्ता की पहुँच सेट करना, और प्रत्येक फ़ाइल की स्थिति की जानकारी रखना इसका मुख्य काम है.

सामूहिक रूप से, इन कार्यों को फ़ाइल सिस्टम के रूप में जाना जाता है. OS फ़ाइलों के निर्माण, विलोपन, स्थानांतरण, प्रतिलिपि बनाने और व्यवस्थित तरीके से भंडारण की देखरेख करता है. यह डेटा अखंडता भी सुनिश्चित करता है और फ़ाइल निर्देशिका संरचना (Structure) को अनधिकृत पहुँच से बचाता है.

उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस (User Interface)

उपयोगकर्ता ऑपरेटिंग सिस्टम (OS) के माध्यम से कंप्यूटर सिस्टम से इंटरैक्ट करता है. ओएस, उपयोगकर्ता और कंप्यूटर हार्डवेयर के बीच मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है. यह इंटरेक्शन एक यूजर इंटरफेस (UI) के माध्यम से सुगम होता है, जो या तो ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (GUI) या कमांड-लाइन इंटरफेस (CLI) हो सकता है.

GUI आइकन, विंडो और मेनू (जैसे, विंडोज, macOS) के साथ एक विज़ुअल इंटरफ़ेस प्रदान करता है, जबकि CLI उपयोगकर्ताओं को टेक्स्ट कमांड (जैसे, लिनक्स टर्मिनल) का उपयोग करके सिस्टम से इंटरैक्ट करने की अनुमति देता है. इन दोनों इंटरफेस के माध्यम से, उपयोगकर्ता एप्लिकेशन और हार्डवेयर के साथ कुशलता से इंटरैक्ट कर सकते हैं.

सुरक्षा और एक्सेस नियंत्रण (Security and Access Control)

ऑपरेटिंग सिस्टम कंप्यूटर में निगमित अनुमतियों और पासवर्ड सुरक्षा जैसी तकनीकों के माध्यम से डेटा और संसाधनों की सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं. इससे अनधिकृत पहुँच और मैलवेयर के खतरों को रोका जाता है. यह हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर के बीच मध्यस्थ के रूप में कार्य करता है.

इससे डेटा की अखंडता और गोपनीयता का रक्षा होता हैं. ओएस कीबोर्ड और प्रिंटर जैसे बाहरी उपकरणों का प्रबंधन भी करता है. आधुनिक प्लग-एंड-प्ले सिस्टम स्वचालित रूप से बाह्य उपकरणों को पहचानकर और कॉन्फ़िगर करके डिवाइस कॉन्फ़िगरेशन को सरल बनाते हैं.

ऑपरेटिंग सिस्टम के प्रकार (Types of Operating System):

कंप्यूटर तकनीक में नए खोज और सुधार के साथ ही कई प्रकार के ऑपरेटिंग सिस्टम का विकास हुआ हैं. इन खोजों के साथ ही ये अधिक कुशल, उपयोग में आसान और तेज होते गए. कंप्यूटर और मोबाईल में उपयोग होने वाले मुख्य ऑपरेटिंग सिस्टम का प्रकार नीचे उल्लेखित हैं:

1. बैच ऑपरेटिंग सिस्टम (Batch Operating System)

1970 के दशक में बैच प्रोसेसिंग लोकप्रिय हो थी. इसका उपयोग मेनफ्रेम कंप्यूटर में होता हैं. यह समान कार्यों को एक साथ समूहीकृत कर उन्हें क्रमिक रूप से निष्पादित करता हैं. कई उपयोगकर्ता अपनी कार्यों को सबमिट कर सकते थे. फिर इन्हें कंप्यूटर द्वारा कतारबद्ध किया जाता था और एक-एक करके निष्पादित किया जाता था. यह सिस्टम मुख्य मेमोरी में रहने वाले एक रेजिडेंट मॉनिटर का उपयोग करके कुशल कार्य सम्पादन पर केंद्रित था.

2. मल्टीप्रोग्रामिंग ऑपरेटिंग सिस्टम (Multiprogramming OS in Hindi) :

इस ओएस में कई प्रक्रियाओं को एक साथ चलाने की अनुमति मिलती है. इस वजह एक प्रक्रिया के I/O संचालन के दौरान अन्य प्रक्रियाओं को निष्पादित करके CPU दक्षता में सुधार होता है.

3. मल्टीप्रोसेसिंग ऑपरेटिंग सिस्टम (Multiprocessing OS):

मल्टीप्रोसेसिंग OS एक साथ कई प्रक्रियाओं को निष्पादित करता है. इसके लिए यह कई प्रोसेसर का उपयोग करके समानांतर कंप्यूटिंग को सक्षम बनाता है. इससे सिस्टम थ्रूपुट, गति और विश्वसनीयता बढ़ती है.

इसमें कई प्रोसेसर के बीच प्रक्रियाओं को वितरित किया जाता है, जिससे संसाधनों का कुशल आवंटन और सुचारू कार्यभार प्रबंधन सुनिश्चित होता है. एक प्रोसेसर विफल होने पर अन्य कार्य को सुचारु रखते है. गहन कार्य जैसे वैज्ञानिक सिमुलेशन, रीयल-टाइम डेटा प्रोसेसिंग और सर्वर के लिए यह अनुकूल होता है.

मल्टीप्रोसेसिंग OS के दो प्रकार होते है:

(i) सममित (Symmetric):

• सभी प्रोसेसर; मेमोरी, I/O डिवाइस और एक समान OS कॉपी साझा करते हैं.
• कोई भी प्रोसेसर कोई भी कार्य करने में सक्षम होता है. इससे कार्यों का सभी प्रोसेसर में विभाजन हो जाता है और कार्यभार संतुलित हो जाता है.
• सिस्टम किसी एक प्रोसेसर के विफलताओं से अप्रभावित रहता है.

(ii) असममित (AMP):

• इसमें एक मास्टर प्रोसेसर होता है जो अन्य प्रोसेसर को कार्य सौंपता है.
• मास्टर प्रोसेसर के ओवरलोड या विफल होने होने पर अड़चनों का खतरा रहता है.

4. मल्टीटास्किंग (Multitasking) ऑपरेटिंग सिस्टम:

इस ओएस में कई प्रोग्रामों को एक साथ चलाने की अनुमति मिलती है. इसके लिए यह सिस्टम के संसाधनों को विभिन्न प्रक्रियाओं के बीच कुशलतापूर्वक साझा करता है. यह कार्यों के बीच तेज़ी से स्विच करके इष्टतम CPU उपयोग सुनिश्चित करता है, जिससे समानांतर निष्पादन का भ्रम पैदा होता है. इस प्रकार के ओएस पर्सनल कंप्यूटर में आम है. इसमें उपयोगकर्ता वेब ब्राउज़र, म्यूज़िक प्लेयर और डॉक्यूमेंट एडिटर जैसे एप्लिकेशन एक साथ चला सकते हैं.

इसके दो प्रकार होते हैं: (i) कोआपरेटिव (Cooperative) और (ii) प्रीएम्प्टीव (Preemptive).

5. नेटवर्क ऑपरेटिंग सिस्टम (NOS):

नेटवर्क ऑपरेटिंग सिस्टम (NOS) नेटवर्क संसाधनों के प्रबंधन और नेटवर्क से जुड़े कंप्यूटरों को सेवाएँ प्रदान करने के लिए आवश्यक हैं. यह नेटवर्क गतिविधि को संभव करता है. यह विभिन्न डिवाइसों को सॉफ़्टवेयर एप्लिकेशन, फ़ाइलों और हार्डवेयर को कुशलतापूर्वक साझा करने में सक्षम बनाता है. इस ओएस से नेटवर्क में शामिल विभिन्न डिवाइस में संवाद भी स्थापित किया जा सकता है. Microsoft Windows Server, Linux और Novell NetWare इसके उदाहरण हैं.

संसाधनों के साझा उपयोग की अनुमति से अतिरिक्त हार्डवेयर या सॉफ्टवेयर की इनस्टॉल करने की जरुरत नहीं होती है. इस प्रकार यह उद्यम के अतिरिक्त खर्चों को बचाता है.

6. रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम (RTOS)

रियल-टाइम ऑपरेटिंग सिस्टम (RTOS) सख्त समयसीमा वाले कार्यों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं. इन समयसीमाओं को पूरा न करने के गंभीर परिणाम हो सकते हैं. इसमें गंभीर विफलता से लेकर कार्य का अप्रासंगिक बनना शामिल है. RTOS समय पर प्रतिक्रिया की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण हैं. चिकित्सा उपकरण, ऑटोमोटिव नियंत्रण (उदाहरण के लिए, ABS), और औद्योगिक स्वचालन में सुरक्षा और दक्षता सुनिश्चित करने के लिए इनका इस्तेमाल होता है.

इसके तीन प्रकार होते हैं:

(i) हार्ड रियल-टाइम : इन सिस्टम में, डेडलाइन को पूरा करना महत्वपूर्ण होता है. डेडलाइन मिस करने के सिस्टम फेल होने या जान जाने जैसे विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं. फ्लाइट नेविगेशन कंट्रोल सिस्टम और पेसमेकर जैसे मेडिकल डिवाइस इसके उदाहरण हैं. समय पर निष्पादन सुनिश्चित करने के लिए सख्त गारंटी की आवश्यकता होती है.

(ii) सॉफ्ट रियल-टाइम: ये सिस्टम बिना किसी बड़ी विफलता के कभी-कभी मिस की गई डेडलाइन को सहन कर सकते हैं. लेकिन प्रदर्शन या उपयोगिता में गिरावट आ सकती है. लाइव वीडियो स्ट्रीमिंग और बैंक एटीएम जैसे ऑनलाइन ट्रांजेक्शन सिस्टम इसके उदाहरण हैं. दक्षता और देरी को दूर करने को पूर्ण सटीकता से अधिक प्राथमिकता दी जाती है.

(iii) फर्म रियल-टाइम: ये सिस्टम हार्ड और सॉफ्ट रियल-टाइम सिस्टम के बीच आते हैं। डेडलाइन मिस करने से क्रैश नहीं होता है. लेकिन कार्य समय पर पूरा नहीं होने पर परिणाम बेकार होते हैं. स्वचालित स्टॉक ट्रेडिंग सिस्टम और कुछ ई-कॉमर्स सिस्टम (जहाँ ऑफ़र सिमित समय के लिए होते हैं) इसके उदाहरण हैं.

7. टाइम-शेयरिंग ऑपरेटिंग सिस्टम (TSOS)

इसमें प्रत्येक कार्य के लिए एक छोटी अवधि, स्लाइस या क्वांटम, आवंटित करके कई उपयोगकर्ताओं को समवर्ती रूप सिस्टम का उपयोग करने देता है. CPU विभिन्न कार्यों के लिए तेजी से स्विच करता है. उपयोगकर्ताओं को लगता है कि उनके प्रोग्राम एक साथ चल रहे हैं. जब केंद्रीय सिस्टम तक वास्तविक समय या लगभग वास्तविक समय की पहुंच की आवश्यकता हो, तो ये सिस्टम आदर्श हैं. इसमें परिष्कृत CPU शेड्यूलिंग और इनपुट/आउटपुट प्रबंधन की जरुरत होती है. इस कारण इन्हें बनाना जटिल और महंगा होता हैं.

8. डिस्ट्रिब्यूटेड ऑपरेटिंग सिस्टम (DOS)

इस सिस्टम को अलग-अलग हिस्सों में बनकर विभिन्न मशीनों में स्थापित किया जाता है. इनके बीच संचार संभव होता है. विविध नेटवर्किंग प्रोटोकॉल को संभालने की आवश्यकता के कारण यह नेटवर्क ऑपरेटिंग सिस्टम की तुलना में अधिक जटिल और परिष्कृत है.

DOS कई CPU का उपयोग करता है. लेकिन उपयोगकर्ताओं को एक केंद्रीकृत प्रणाली के रूप में दिखाई देता है. इस तरह से यह CPU, डिस्क और नेटवर्क इंटरफेस जैसी साइटों पर संसाधन साझा करने की अनुमति देता है. प्रोसेसर, जिनमें से प्रत्येक में स्थानीय मेमोरी होती है, बसों या LAN/WAN लाइनों जैसे उच्च गति वाले चैनलों के माध्यम से आपस में जुड़े होते हैं.

एक शिथिल युग्मित प्रणाली के रूप में, DOS कुशल संसाधन साझाकरण को सक्षम बनाता है. यह उपयोगकर्ताओं के लिए एक वर्चुअल मशीन अमूर्तता (abstraction) प्रदान करता है.

मोबाइल ऑपरेटिंग सिस्टम (MOS)

यह एक विशेष ऑपरेटिंग सिस्टम है जिसे स्मार्टफोन, टैबलेट और पहनने योग्य डिवाइस/गैजेट्स के लिए डिज़ाइन किया जाता है. यह हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर संसाधनों का प्रबंधन करता है, इंटरफ़ेस प्रदान करता है, और मोबाइल डिवाइस के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए एप्लिकेशन के निष्पादन का समर्थन करता है.

विभिन्न प्रकार के मोबाइल ऑपरेटिंग सिस्टम:

1. एंड्रॉइड: Google द्वारा विकसित Android, Linux कर्नेल पर आधारित एक ओपन-सोर्स प्लेटफ़ॉर्म है. इसका उपयोग विभिन्न निर्माताओं के विभिन्न उपकरणों में व्यापक रूप से किया जाता है. यह सबसे लोकप्रिय MOS हैं.
2. iOS: Apple Inc. द्वारा विकसित iOS का इस्तेमाल iPhone और iPad में होता है. यह अपने सहज यूजर इंटरफ़ेस और मजबूत ऐप इकोसिस्टम के लिए जाना जाता है.
3. विंडोज मोबाइल/विंडोज फोन: Microsoft द्वारा विकसित, यह मोबाइल डिवाइस पर विंडोज अनुभव लाने का एक प्रयास था. यह अब सक्रिय नहीं है, लेकिन अपने समय में लोकप्रिय था.
4. ब्लैकबेरी ओएस: इसे ब्लैकबेरी लिमिटेड द्वारा विकसित किया गया था. यह अपनी मजबूत सुरक्षा सुविधाओं के लिए जाना जाता था और व्यावसायिक उपयोगकर्ताओं के बीच लोकप्रिय था. टचस्क्रीन के दौर में यह अपना महत्व खोता गया. तब से इसे बड़े पैमाने पर चरणबद्ध तरीके से हटा दिया गया है.
5. टिज़ेन: यह सैमसंग और इंटेल द्वारा विकसित एक ओपन-सोर्स ऑपरेटिंग सिस्टम है. इसका उपयोग मुख्य रूप से सैमसंग के स्मार्ट डिवाइस जैसे स्मार्टफोन, टैबलेट और वियरेबल्स में किया जाता है.
6. सिम्बियन: यह एक पुराना मोबाइल ओएस है. एंड्रॉइड और आईओएस के आगमन से पहले स्मार्टफोन में इसका व्यापक इस्तेमाल होता था. यह सिम्बियन लिमिटेड द्वारा विकसित है. यह अब अप्रचलित है.
7. काईओएस: यह फीचर फोन के लिए डिज़ाइन किया गया एक हल्का मोबाइल ऑपरेटिंग सिस्टम है. यह लिनक्स पर आधारित है और किफायती डिवाइस पर एक स्मार्ट अनुभव प्रदान करता है.

ऑपरेटिंग सिस्टम के उदाहरण:

यहाँ कंप्यूटर ऑपरेटिंग सिस्टम के कुछ उदाहरण दिए गए हैं, इनमें से प्रत्येक ऑपरेटिंग सिस्टम की अपनी अनूठी विशेषताएँ हैं और इन्हें विभिन्न प्रकार के डिवाइस और उपयोगकर्ता की ज़रूरतों के लिए तैयार किया गया है:

• Microsoft Windows: इसके विभिन्न संस्करण है. Windows 11 इसका नवीनतम संस्करण है. पर्सनल कंप्यूटर के लिए यह लोकप्रिय OS हैं.
• macOS: यह Apple Inc. द्वारा विकसित है. इसे Macintosh कंप्यूटर पर उपयोग किया जाता है.
• Linux: Ubuntu, Fedora और Debian जैसे विभिन्न वितरणों वाला एक ओपन-सोर्स OS है.
• Unix: सर्वर और वर्कस्टेशन में उपयोग किया जाने वाला एक शक्तिशाली, बहुउपयोगकर्ता OS है.
• Android: Linux पर आधारित, मुख्य रूप से मोबाइल डिवाइस और टैबलेट पर उपयोग किया जाता है.
• iOS: Apple Inc. द्वारा विकसित, iPhone और iPad पर उपयोग किया जाता है.
• Chrome OS: Google द्वारा विकसित, Chromebook पर उपयोग किया जाता है.
• Solaris: Oracle द्वारा विकसित, अपनी मापनीयता और प्रदर्शन के लिए जाना जाता है.

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