オペレーティングシステムの階層構造（Layers of an Operating System）

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オペレーティングシステムの階層構造（Layers of an Operating System）

オペレーティングシステムの仕事を、ハードウェアに近い側から5つの層に分けた。第1層がハードウェアのすぐ上にあり、第5層がユーザーに最も近い。上の層はすぐ下の層の機能を借りて使う。

例：ユーザーが文書ファイルを開くと、第5層（ファイル管理）が受け取り、必要な仕事を下の層へ順に任せる。

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第1層：プロセッサ管理

プロセッサ（processor）はCPUというハードウェアだ。CPUを直接扱う層なので、ハードウェアのすぐ上に来る。どのプロセスにCPUを渡すかを決めるプロセッサスケジューリングと、複数のプロセスが同じ資源に同時に触れないようにする同期を担当する。

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第2層：メモリ管理

プログラムが使うメモリを分け与え（割り当て）、使い終わったら取り戻す（回収）。複数のプロセスが一度にメモリを求めると、第1層の同期を借りて順番を守る。

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第3層：プロセス管理

プロセス（process）はCPU上で実行中のプログラムだ。プロセスを作って消し、開始・停止させ、プロセス同士でメッセージをやり取りさせる。プロセスを作るにはまずメモリが必要なので、メモリ管理（第2層）の上に来る。第1層のプロセッサ（processor）はCPUというハードウェアなので、別の層だ。

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第4層：周辺装置管理

キーボード、プリンタ、ディスクなどの周辺装置の状態を確かめ、複数のプロセスが送った入出力要求をどの順番で処理するかを決める（入出力装置スケジューリング）。要求を送るのはプロセスなので、プロセス管理（第3層）の上に来る。

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第5層：ファイル管理

ファイルを作って消し、開いて閉じ、維持・管理する。ユーザーに最も近い層だ。ファイルはディスクなどの周辺装置に保存されるので、実際の読み書きは周辺装置管理（第4層）に任せる。