OS知識確認チェックリスト(随時更新)【クラウド活用の教科書を読んでみた】

はじめに

クラウドについて勉強したいと思い、「クラウド活用の教科書」を読みました。本で、OSとストレージを理解することが成長の鍵となると著者が述べていました。 OS、ストレージのワード理解チェックリストが記載されていたので、調べてまとめてみました。（ワードの説明は本には記載されていなかったので、自分で調べる必要があった）今回はOSのワードを調べました。ストレージについては次回の記事に載せます。

参考

エンタープライズシステムクラウド活用の教科書 ~スピードが活きる組織・開発チーム・エンジニア環境の作り方

作者:南大輔
発売日: 2020/01/16
メディア: 単行本（ソフトカバー）

OSチェックリスト

プロセス

メモリ上で動いている実行中のプログラム。Windows OSにおけるプログラムの実行単位。ユーザーが何らかのアプリケーションを起動すると、実際には1つ以上のプロセスが起動することになる。実行中のプロセスと実行ファイルとの対応や、各プロセスのID、プロセスの説明、使用中のメモリサイズ、動作状態、優先度、使用中のリソースハンドルの数などの情報は、タスクマネージャーの「プロセス」タブの内容を見れば分かる。プロセスは、そのプロセスごとに独立したメモリ空間が割り当てられる。

スレッド

1つのプロセスの中には1つ、もしくは複数のスレッドが含まれており、このスレッドが実際にCPUで実行される単位となる。プロセスは、そのプロセスごとに独立したメモリ空間が割り当てられていて、スレッドは他のスレッドとメモリ空間を共有することができる。実行コアが複数あるCPUでは、「マルチスレッド」を活用したプログラミングが重要になる。マルチスレッドを用いると、アプリケーション内で必要に応じて複数の処理を並行して進められるため、処理の速度と精度が飛躍的に向上する。

マルチスレッドのイメージ f:id:xxyoko10:20210110233527p:plain

タスクマネージャーから、プロセス、スレッドを確認できる。 f:id:xxyoko10:20210110204737p:plain

カーネル

ユーザからの指示に従ってハードウェアを稼動させる"頭脳"の役割を担っているOSの中核の機能のこと。具体的に何をやっているのかというと、「ハードウェアを稼動させる指示を出す、もっと具体的には、メモリー管理、ファイルの管理、デバイスドライバとしての役割、プロセスの管理」などを担っている。

システムコール

システムコールはアプリケーションとOSの管理をするリソースとの間を仲介しており、アプリケーションがリソースを間違った方法で利用することを防いだり、セキュリティ上問題のあるような利用を防ぐ役割をもっている。これによってアプリケーションはリソースの利用を安全かつセキュアに行うことができる。リソースの安全な利用の例としては、例えばプロセスによるメモリ領域の確保(mmapを使用した)がある。メモリというハードウェアリソースは、他のプロセスやOSと共有しており、過った方法で利用すると他のプロセスやOSを破壊してしまう恐れがある。プロセスがメモリ領域を確保したいときにこのシステムコールを介することで、OSが各プロセスへのメモリ領域の割り当てを安全な方法で行うことができる。

メモリダンプ

メモリダンプとは、クラッシュダンプとも呼ばれ、実行中のプログラムについて、その瞬間の物理メモリの情報をそのままハードディスクなどに出力したファイルのことを意味する。メモリダンプには、そのときの実行状態などが記録されるため、プログラムのクラッシュやハングアップなど、異常終了等の発生時のトラブルシュートをする有効な調査手法として利用できる。

f:id:xxyoko10:20210112192457p:plain — Windows10のメモリダンプ設定項目

BIOS・ブートローダー

電源投入によって開始されるOS起動までの一連の動作をブートストラップという。ブートストラップの流れは大きくBIOSとブートローダーに分けることができる。 BIOSは、「Basic Input/Output System」の略称で、PCの根幹となるプログラム。 PCのマザーボード（主基板）に実装された不揮発性メモリ（PCの電源を切っても記憶を保持できるメモリ）に組み込まれていて、PCの電源を入れたときに最初に起動される。OS（WindowsやMac OSなど）のようにハードディスクに格納されているプログラムではない。実態はマザーボード上のROMに格納されている。起動されたBIOSは、PCに接続している周辺機器や組み込まれているパーツをチェックして使用できる状態に準備した後、ハードディスクなどの外部記憶装置からOSを起動するプログラムを実行する。なお、BIOSはカスタマイズすることも可能。ブートローダーはOSを検出・起動する。OSを格納しているディスクの先頭セクタ(ディスク状の記憶装置における最小の記録単位で、各セクタには一定量のデータが格納される)に記録されている。

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デーモン

UNIX系OSで利用者に見えない裏側で常に起動しているプログラム。Windowsでは同じ意味で「サービス」と呼ぶ。

ファイルシステム

記憶装置に保存されたデータを管理し、操作するために必要な機能。OSが提供する機能の一つで、ほとんどのOSはファイルシステムでファイルを管理している。ファイルシステムは、ファイルを操作するためのインターフェイスを提供している。ファイルシステムの基本的な機能として、ファイルの管理、ファイルの保存、暗号化機能、圧縮機能などがある。

ドライバ

パソコンに接続されている周辺装置をOSによって制御するために用意されたプログラムのこと。OSとハードウェアの橋渡しの役目がある。 OSがあらかじめ周辺機器に対応していなくても、動作させることができる。

参考

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