10th Class Computer Chapter 1 Notes

Definition

آپریٹنگ سسٹم (OS) کو 'مرکزی کنٹرولر' کہا جاتا ہے کیونکہ یہ کمپیوٹر کے ہر ہارڈویئر اور سافٹ ویئر وسیلے کا انتظام اور ہم آہنگی کرتا ہے — CPU، میموری، ذخیرہ، ان پٹ/آؤٹ پٹ آلات، اور تمام چلتے پروگرام — یقینی بناتا ہے کہ وہ بغیر تصادم کے اکٹھے کام کریں۔

OS صارف اور ہارڈویئر کے درمیان مترجم کا کام دیتا ہے کیونکہ صارفین اور ایپلیکیشن پروگرام سادہ کمانڈز اور انٹرفیس سے تعامل کرتے ہیں، جبکہ ہارڈویئر صرف نچلی سطح کے برقی سگنل سمجھتا ہے — OS اعلیٰ سطح کی درخواستوں (جیسے 'یہ فائل کھولو' یا 'یہ دستاویز پرنٹ کرو') کو ہارڈویئر کو درکار درست نچلی سطح کی ہدایات میں بدلتا ہے، اور ہارڈویئر کے جوابات کو واپس صارف/پروگرام کے استعمال کے قابل چیز میں بدلتا ہے۔

کثیر صارفی ماحول میں، OS صارفین کے درمیان منصفانہ اور محفوظ وسیلہ بانٹنا یقینی بناتا ہے: ہر صارف کا ڈیٹا اور عمل الگ اور محفوظ رہتا ہے، CPU وقت اور میموری منصفانہ طریقے سے تقسیم ہوتے ہیں، اور ایک صارف کے اعمال دوسرے میں غلط طریقے سے مداخلت نہیں کر سکتے۔ کثیر صارفی ماحول میں OS کی چار ذمہ داریاں: صارف کی تصدیق/رسائی کنٹرول، صارفین کے درمیان منصفانہ CPU شیڈولنگ، صارفین کے عمل کے درمیان میموری تحفظ، اور فائل/وسیلہ اجازت انتظام۔

Definition

کرنل OS کا وہ بنیادی حصہ ہے جو براہ راست ہارڈویئر سے تعامل کرتا ہے، سب سے نچلی سطح پر CPU، میموری، اور آلات کا انتظام کرتا ہے۔

شیل وہ صارف کے سامنے والی تہہ ہے جو کسی شخص کو OS سے تعامل کرنے دیتی ہے — ایک گرافیکی شیل (GUI) صارف کو بصری اجزاء جیسے ونڈوز، آئیکنز، اور مینیوز (کلک اور ڈریگ) استعمال کر کے تعامل کرنے دیتا ہے، متن کمانڈز ٹائپ کرنے کی بجائے۔

کرنل اور شیل بالکل اسی طرح مختلف ہیں: کرنل براہ راست ہارڈویئر کے ساتھ کام کرتا ہے اور عموماً صارف سے چھپا ہوتا ہے، جبکہ شیل وہ نظر آنے والا انٹرفیس ہے جس سے صارف براہ راست تعامل کرتا ہے، جو پھر صارف کی درخواستیں کرنل کو حقیقت میں انجام دینے کے لیے نیچے بھیجتا ہے۔

Definition

OS کا تہہ دار/ماڈیولر ڈیزائن اس کے افعال کو تہوں میں منظم کرتا ہے، ہر ایک صرف اپنے بالکل اوپر اور نیچے کی تہوں سے تعامل کرتی ہے: نچلی تہہ ہارڈویئر کے سب سے قریب بیٹھتی ہے (آلہ کنٹرول اور نچلی سطح کے عمل سنبھالتی ہے)، درمیانی تہہ بنیادی OS خدمات سنبھالتی ہے (جیسے عمل/میموری/فائل انتظام)، اور اوپری تہہ وہ انٹرفیس اور خدمات فراہم کرتی ہے جن سے ایپلیکیشنز اور صارفین براہ راست تعامل کرتے ہیں (جیسے شیل اور سسٹم یوٹیلیٹیز) — یہ علیحدگی OS کو ڈیزائن، برقرار رکھنے، اور اپ ڈیٹ کرنے میں آسان بناتی ہے، کیونکہ ایک تہہ میں تبدیلی کو دوسروں کو دوبارہ لکھنے کی ضرورت نہیں پڑتی۔

Definition

سسٹم کال وہ درخواست ہے جو ایپلیکیشن پروگرام OS کے کرنل سے کرتا ہے، اسے کوئی مراعات یافتہ عمل انجام دینے کو کہتے ہوئے جو پروگرام خود براہ راست نہیں کر سکتا (جیسے فائل پڑھنا، میموری مختص کرنا، یا نیا عمل بنانا) — یہ کنٹرول شدہ رسائی سسٹم کو مستحکم اور محفوظ رکھتی ہے۔ نیا عمل بنانے کے لیے استعمال ہونے والی سسٹم کال عموماً `fork()` کہلاتی ہے (یونکس جیسے سسٹمز میں)۔

سسٹم کالز کی تین اقسام: عمل کنٹرول (مثلاً عمل بنانا/ختم کرنا)، فائل انتظام (مثلاً فائلیں کھولنا/پڑھنا/لکھنا)، اور آلہ انتظام (مثلاً کوئی آلہ طلب کرنا/چھوڑنا)۔

سسٹم لائبریری پہلے سے لکھے، دوبارہ استعمال ہونے والے کوڈ کا مجموعہ ہے جسے ایپلیکیشنز عام کام انجام دینے کے لیے بلا سکتی ہیں بغیر وہ کوڈ خود لکھے — مثلاً ایک گرافکس لائبریری اسکرین پر شکلیں بنانے کے تیار افعال فراہم کرتی ہے، ہر ایپلیکیشن کو اسے شروع سے بنانے سے بچاتی ہے۔

ڈیوائس ڈرائیور خاص سافٹ ویئر ہے جو OS کو کسی خاص ہارڈویئر (جیسے پرنٹر یا گرافکس کارڈ) سے بات چیت کرنے دیتا ہے — عمومی مقصد کی سسٹم لائبریری کے برعکس جو بہت سے پروگراموں کے عام کاموں کے لیے استعمال ہوتی ہے، ڈیوائس ڈرائیور تنگی سے صرف ایک خاص آلے کی مخصوص کمانڈز اور رویے کے لیے لکھا جاتا ہے۔

Definition

ملٹی ٹاسکنگ کمپیوٹر سسٹم کی متعدد عمل (پروگرام) بظاہر بیک وقت چلانے کی صلاحیت ہے، CPU کی توجہ ان کے درمیان تیزی سے بدل کر۔

ملٹی ٹاسکنگ اور کنکرنسی (Concurrency) متعلقہ مگر الگ ہیں: ملٹی ٹاسکنگ خاص طور پر دستیاب CPU(s) پر متعدد عمل کو ملانے کی OS-سطح کی انتظامی تکنیک کا حوالہ دیتا ہے؛ کنکرنسی وسیع تر تصور ہے کہ متعدد کام اوورلیپ ہوتے وقتی ادوار میں پیش رفت کرتے ہیں، جو ملٹی ٹاسکنگ (ایک CPU پر تیز تبدیلی) یا حقیقی متوازی عمل درآمد (متعدد CPU کور مختلف کام حقیقتاً بیک وقت چلاتے) کے ذریعے ہو سکتا ہے۔

تھریڈز ایک واحد عمل کے اندر عمل درآمد کی چھوٹی اکائیاں ہیں؛ ایک ہی عمل میں تھریڈز اس عمل کی میموری جگہ اور وسائل بانٹتے ہیں، انہیں مؤثر طریقے سے بات چیت اور تعاون کرنے دیتے ہیں، الگ عمل کے برعکس جو عموماً الگ تھلگ میموری رکھتے ہیں۔

ملٹی تھریڈنگ کے دو فوائد: یہ پروگرام کے آزاد حصوں کو ایک ساتھ چلنے دے کر کارکردگی بہتر بنا سکتی ہے (مثلاً ایک تھریڈ صارف ان پٹ سنبھالتا ہے جبکہ دوسرا ڈیٹا لوڈ کرتا ہے)، اور CPU کے خالی وقت کا مؤثر استعمال کرتی ہے (جب ایک تھریڈ انتظار کر رہا ہو، مثلاً ڈسک رسائی کے لیے، دوسرا تھریڈ CPU استعمال کر سکتا ہے)۔

Definition

FCFS (پہلے آئیں، پہلے پائیں) شیڈولنگ میں، عمل بالکل اسی ترتیب میں سنبھالے جاتے ہیں جس ترتیب میں وہ آتے ہیں، کسی عمل کے چلنا شروع ہونے کے بعد کوئی مداخلت نہیں۔

FCFS کا ایک فائدہ: یہ سمجھنے اور نافذ کرنے میں سادہ ہے، اگلا کون سا عمل چلانا ہے اس بارے میں کوئی پیچیدہ فیصلہ سازی کی ضرورت نہیں۔ ایک نقصان: پہلے آنے والا لمبا عمل ہر بعد والے عمل کو طویل انتظار کروا سکتا ہے ('کانوائے اثر')، چاہے وہ بعد والے عمل کہیں چھوٹے ہوں۔

Definition

RAM تیز، براہ راست قابلِ رسائی میموری ہے جو CPU فعال طور پر چلتے پروگراموں اور ڈیٹا کے لیے استعمال کرتا ہے۔ ورچوئل میموری اسے ذخیرہ آلے (عموماً ہارڈ ڈسک یا SSD) پر جگہ استعمال کر کے بڑھاتی ہے جب RAM بھر جائے، سسٹم کو اکیلے طبعی RAM سے زیادہ/بڑے پروگرام چلانے دیتی ہے۔

ورچوئل میموری RAM سے سست ہے کیونکہ ذخیرہ آلات (تیز SSDs بھی) RAM چپس سے کہیں لمبا رسائی وقت رکھتے ہیں — ڈسک پر مبنی ورچوئل میموری میں ڈیٹا پڑھنا یا لکھنا اسی ڈیٹا کو براہ راست RAM میں رسائی کرنے سے نمایاں طور پر زیادہ وقت لیتا ہے، کیونکہ RAM خاص طور پر بہت تیز الیکٹرانک رسائی کے لیے بنایا اور جوڑا گیا ہے۔

فائل سسٹم کسی ذخیرہ آلے پر فائلوں کو منظم کرنے، ذخیرہ کرنے، نام دینے، اور بازیافت کرنے، اور ہر فائل کے بارے میں میٹا ڈیٹا کا انتظام کرنے کا ذمہ دار ہے۔

میٹا ڈیٹا وہ ڈیٹا ہے جو کسی فائل کو بیان کرتا ہے (فائل کے اصل مواد کی بجائے) — اس میں عموماً فائل کا نام، سائز، تخلیق/ترمیم کی تاریخ، فائل کی قسم، اور رسائی اجازات جیسی معلومات شامل ہوتی ہیں۔

NTFS (New Technology File System) وہ فائل سسٹم ہے جو ونڈوز آپریٹنگ سسٹمز عام طور پر استعمال کرتے ہیں۔

Definition

ریئل-ٹائم آپریٹنگ سسٹم (RTOS) ایک سخت، ضمانت شدہ مہلت کے اندر ان پٹس کا ردعمل دینے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے — ہوائی ٹریفک کنٹرول جیسے اہم سسٹمز میں استعمال ہوتا ہے، جہاں دیر سے ردعمل صرف تکلیف دہ نہیں بلکہ خطرناک ہو سکتا ہے۔

ایمبیڈڈ آپریٹنگ سسٹم بنیادی طور پر مخصوص، واحد مقصد آلات (جیسے واشنگ مشین، ڈیجیٹل کیمرے، یا گاڑی کنٹرول سسٹمز) میں استعمال ہوتا ہے، عمومی مقصد کمپیوٹرز کی بجائے، عموماً اس ایک مخصوص کام کے لیے ہلکا اور قابلِ اعتماد بنایا جاتا ہے۔

نیٹ ورک آپریٹنگ سسٹم (NOS) بنیادی طور پر نیٹ ورک میں جڑے متعدد کمپیوٹرز میں مشترک وسائل (جیسے فائلیں، پرنٹرز، اور نیٹ ورک کنکشنز) کا انتظام اور ہم آہنگی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

موبائل آپریٹنگ سسٹم خاص طور پر سمارٹ فونز/ٹیبلٹس کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے؛ اس کی حمایت کردہ اہم خصوصیات میں ٹچ سکرین تعامل، موبائل ایپ انتظام، پاور/بیٹری مؤثریت، اور وائرلیس کنیکٹیویٹی (وائی فائی، سیلولر، بلوٹوتھ) شامل ہیں۔

Definition

ونڈوز میں، نیا صارف اکاؤنٹ سیٹنگز ایپ (Accounts سیکشن) یا کنٹرول پینل کے یوزر اکاؤنٹس آپشن کے ذریعے بنایا جا سکتا ہے۔