オペレーティングシステムは、コンピューター上のすべてのハードウェアやその他のソフトウェアを管理する主要なソフトウェアです。オペレーティングシステムは「OS」とも呼ばれ、コンピュータのハードウェアとのインターフェースとなり、アプリケーションが利用できるサービスを提供します。

オペレーティングシステムは何をしているのか？

オペレーティングシステムは、デバイスの中核となるソフトウェアで、すべてを統合しています。オペレーティングシステムは、機器のハードウェアと通信します。キーボードやマウス、Wi-Fi無線、ストレージデバイス、ディスプレイなど、あらゆるものを扱うことができるのです。つまり、オペレーティングシステムは、入出力デバイスを扱うものなのです。OSは、ハードウェア作成者が書いたデバイスドライバを使って、デバイスと通信する。

また、オペレーティングシステムには、公共システムサービス、ライブラリ、アプリケーションプログラミングインターフェース（API）など、開発者がオペレーティングシステム上で動作するプログラムを書くために利用できる多くのソフトウェアが含まれています。

オペレーティングシステムは、実行中のアプリケーションとハードウェアの間に位置し、ハードウェアドライバを2つの間のインターフェースとして使用します。例えば、あるアプリケーションが何かを印刷したいとき、そのタスクをオペレーティングシステムに与えます。オペレーティングシステムは、プリンターのドライバーを使って正しい信号を送りながら、プリンターにコマンドを送ります。印刷するアプリケーションは、あなたがどんなプリンターを持っているか気にする必要はありませんし、その仕組みも理解する必要はありません。詳細はオペレーティングシステムが処理します。

また、OSは、実行中の複数のプログラム間でハードウェア資源を割り当てる、マルチタスクの処理も行います。オペレーティングシステムは、どのプロセスを実行するかを制御し、コンピュータに複数のCPUまたはコアがある場合は、複数のプロセスが並行して実行されるように、異なるCPU間でこれらを割り当てる。また、システムの内部メモリを管理し、実行中のアプリケーション間のメモリ割り当てを行います。

オペレーティングシステムは、プログラムを実行する大きなソフトウェアで、他のすべての役割を担っています。例えば、オペレーティングシステムは、これらのプログラムがアクセスできるファイルやその他のリソースも制御します。

ほとんどのソフトウェア・アプリケーションは、オペレーティング・システム用に書かれており、オペレーティング・システムが重い仕事の多くをこなすことができます。例えば、Minecraft を実行するときは、オペレーティングシステム上で実行しています。Minecraft は、さまざまなハードウェアコンポーネントの動作を正確に知る必要はありません。Minecraft はさまざまなオペレーティングシステムの機能を使用し、オペレーティングシステムが低レベルのハードウェア命令に変換しています。これにより、MinecraftをはじめとするOS上で動作するすべてのプログラムの開発者の手間を省くことができます。

オペレーティングシステムはパソコンだけのものではありません

オペレーティングシステムが動作する「コンピュータ」と言っても、従来のデスクトップパソコンやノートパソコンだけを指すわけではありません。タブレット、スマートテレビ、ゲーム機、スマートウォッチ、Wi-Fiルーターなど、スマート**はコンピュータであり、amazoneechoやGooglehomeはオペレーティングシステムを実行するコンピューティングデバイスである。

デスクトップOSには、Microsoft Windows、Apple macOS、Google Chrome OS、Linuxなどがあり、スマート** OSには、AppleのiOSとGoogleのAndroidが主流となっています。

Wi-Fiルーターなど、その他の機器では「組み込み型オペレーティングシステム」を実行している場合があります。これは、一般的なOSよりも機能が少なく、Wi-FiルーターやGPSナビゲーション、ATMの操作など、単一のタスクを実行するために設計された特別なOSです。

オペレーティングシステムが終わり、プログラムが始まるのはどこですか？

オペレーティングシステムには、ユーザーが機器と対話するためのユーザーインターフェイスなど、その他のソフトウェアも含まれます。これは、PCのデスクトップ・インターフェース、**のタッチスクリーン・インターフェース、デジタル・アシスタント・デバイスの音声インターフェースかもしれません。

オペレーティングシステムは、多くの異なるアプリケーションやプロセスで構成されるソフトウェアの大きな塊です。オペレーティングシステムとプログラムの境界は、時に少し曖昧になることがあります。オペレーティングシステムの正確な公式定義はありません。

例えばWindowsでは、ファイルエクスプローラ（またはWindows Explorer）アプリケーションは、Windowsオペレーティングシステムの重要な一部であると同時に、デスクトップインターフェースやそのオペレーティングシステム上で動作するアプリケーションの描画まで扱うことができます。

OSの核となるのが「カーネル

より低いレベルでは、「カーネル」は、オペレーティングシステムの中心にある中核的なコンピュータプログラムです。このプログラムは、OSの起動時に最初にロードされるプログラムの一つです。メモリの割り当て、ソフトウェアの機能をコンピュータのCPUの命令に変換し、ハードウェアデバイスからの入出力を処理する役割を担っています。カーネルは通常、コンピュータ上の他のソフトウェアによる改ざんを防ぐため、隔離された領域で実行されます。オペレーティングシステムのカーネルは非常に重要ですが、オペレーティングシステムの一部分に過ぎません。

ここでの線引きは、少し曖昧になることもあります。例えば、Linuxはカーネルに過ぎない。アンドロイドもオペレーティングシステムと呼ばれ、Linuxカーネルを中心に構築されています。UbuntuのようなLinuxディストリビューションは、Linuxカーネルを利用して、その周りに追加のソフトウェアを追加しています。オペレーティング・システムとも呼ばれる。

ファームウェアとオペレーティングシステムの違いは何ですか？

多くのデバイスは「ファームウェア」しか動作しません。ファームウェアとは、通常、ハードウェアデバイスのメモリに直接プログラムされる低レベルのソフトウェアのことです。ファームウェアは通常、ソフトウェアのごく一部に過ぎず、絶対的な基本機能のみを行うように設計されています。

最近のコンピュータは、起動時にマザーボードからUEFIファームウェアを読み込みます。このファームウェアは、コンピュータのハードウェアを素早く初期化する低レベルのソフトウェアです。その後、コンピューターのソリッドステートドライブまたはハードディスクからオペレーティングシステムが起動されます。(ソリッドステートドライブやハードディスクドライブは、ドライブ内の物理セクタにデータを保存するための独自の内部ファームウェアを持っています)。

また、ファームウェアとオペレーティングシステムの境界もやや曖昧になることがあります。例えば、Apple社のiphoneやiPadのOSであるiOSは「ファームウェア」と呼ばれることが多く、PlayStation 4のOSは「ファームウェア」が正式名称となっています。

これらのオペレーティングシステムは、複数のハードウェアデバイスとのインタフェース、プログラムへのサービスの提供、アプリケーション間のリソースの割り当てを行います。しかし、テレビのリモコンで動作するごく基本的なファームウェアは、通常、オペレーティングシステムとは呼ばない。

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一般の方がOSを正確に理解する必要はありませんが、お使いの機器がどのソフトウェアやハードウェアと互換性があるのかを知っておくと便利な場合があります。

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