Explain structure of Operating System.

ऑपरेटिंग सिस्टम (Operating System – OS) कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर का एक प्रमुख हिस्सा है जो हार्डवेयर और उपयोगकर्ता (user) के बीच इंटरफेस के रूप में काम करता है। यह कंप्यूटर के संसाधनों (resources) जैसे प्रोसेसर, मेमोरी, इनपुट/आउटपुट उपकरणों (I/O devices), और अन्य कार्यों को प्रबंधित करता है। ऑपरेटिंग सिस्टम का मुख्य कार्य उपयोगकर्ता के आदेशों को समझना और उसे सिस्टम की क्षमता के अनुसार निष्पादित करना है।

ऑपरेटिंग सिस्टम की संरचना (Structure) को आमतौर पर दो प्रकार से वर्गीकृत किया जाता है:

1. Monolithic Structure (मोनोलिथिक संरचना)
2. Layered Structure (परतों की संरचना)
3. Microkernel Structure (माइक्रोकर्नल संरचना)

लेकिन सामान्यतः, ऑपरेटिंग सिस्टम का संरचना कुछ प्रमुख घटकों (components) से मिलकर बनती है। आइए इसे विस्तार से समझते हैं:

ऑपरेटिंग सिस्टम की संरचना के मुख्य घटक (Components of Operating System):

1. Kernel (कर्नल):
   • कर्नल ऑपरेटिंग सिस्टम का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा होता है। यह हाइपरवाइज़र के रूप में काम करता है और पूरे सिस्टम को नियंत्रित करता है।
   • कर्नल का मुख्य कार्य है हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर के बीच समन्वय (coordination) करना।
   • कर्नल का दो प्रकार होते हैं:
     • Monolithic Kernel (मोनोलिथिक कर्नल): इसमें सभी सेवाएँ एक ही स्थान पर होती हैं।
     • Microkernel (माइक्रोकर्नल): यह केवल मूल कार्य करता है और अन्य सेवाओं को बाहर से जोड़ता है।
2. Process Management (प्रोसेस प्रबंधन):
   • ऑपरेटिंग सिस्टम का यह हिस्सा सभी प्रोसेस (processes) को नियंत्रित और प्रबंधित करता है।
   • यह सुनिश्चित करता है कि सभी प्रोसेस सही तरीके से एक साथ काम कर रहे हों और संसाधनों (जैसे CPU, मेमोरी) का सही ढंग से वितरण हो रहा हो।
   • इसमें Process Scheduling (प्रोसेस शेड्यूलिंग) और Inter-process Communication (IPC) जैसी सुविधाएं शामिल होती हैं।
3. Memory Management (मेमोरी प्रबंधन):
   • मेमोरी प्रबंधन का कार्य रैम (RAM) और अन्य मेमोरी संसाधनों का प्रबंधन करना है।
   • यह मेमोरी आवंटन (memory allocation), मेमोरी का रिक्त करना (deallocation), और स्वैपिंग (swapping) जैसे कार्यों को नियंत्रित करता है।
4. File System Management (फाइल सिस्टम प्रबंधन):
   • यह ऑपरेटिंग सिस्टम का वह हिस्सा है जो सभी डेटा और फाइलों को संग्रहीत (store) करता है।
   • यह फाइलों को व्यवस्थित करने, नामकरण, अनुक्रमणिका (indexing) बनाने, और फाइलों के बीच स्थानांतरण (transfer) के लिए जिम्मेदार होता है।
5. Device Management (डिवाइस प्रबंधन):
   • ऑपरेटिंग सिस्टम का यह हिस्सा सभी I/O डिवाइस (जैसे कीबोर्ड, माउस, डिस्क ड्राइव, प्रिंटर आदि) को नियंत्रित और प्रबंधित करता है।
   • यह ड्राइवर (drivers) के माध्यम से डिवाइस से संवाद करता है और उपयोगकर्ता द्वारा किए गए आदेशों को कार्यान्वित करता है।
6. User Interface (उपयोगकर्ता इंटरफेस):
   • यह वह भाग है जहाँ उपयोगकर्ता ऑपरेटिंग सिस्टम से संवाद करता है।
   • इसमें ग्राफिकल यूज़र इंटरफेस (GUI) और कमान्ड-लाइन इंटरफेस (CLI) शामिल होते हैं।
   • GUI में उपयोगकर्ता माउस और कीबोर्ड से ग्राफिकल रूप से सिस्टम को नियंत्रित करता है, जबकि CLI में उपयोगकर्ता सीधे कमांड देता है।
7. Security and Access Control (सुरक्षा और पहुँच नियंत्रण):
   • यह घटक ऑपरेटिंग सिस्टम की सुरक्षा से संबंधित कार्यों को नियंत्रित करता है।
   • इसमें उपयोगकर्ता प्रमाणीकरण, पासवर्ड प्रबंधन, और डेटा सुरक्षा जैसे कार्य शामिल हैं।

ऑपरेटिंग सिस्टम की संरचना के प्रकार

1. Monolithic Structure (मोनोलिथिक संरचना):
   • इस संरचना में ऑपरेटिंग सिस्टम का कर्नल बहुत बड़ा होता है और इसमें सभी कार्य एक ही ब्लॉक में होते हैं।
   • इसमें कर्नल को पूरी तरह से लोड किया जाता है, और सभी सिस्टम सेवाएं एक दूसरे से जुड़े होते हैं।
   • उदाहरण: UNIX, Linux।
2. Layered Structure (परतों की संरचना):
   • इस संरचना में ऑपरेटिंग सिस्टम को विभिन्न परतों (layers) में विभाजित किया जाता है, और प्रत्येक परत अपनी जिम्मेदारी निभाती है।
   • सबसे निचली परत कर्नल होती है, और ऊपर की परतों में नेटवर्क, फाइल सिस्टम, और उपयोगकर्ता इंटरफेस जैसी सेवाएं होती हैं।
   • उदाहरण: OS/2, Windows NT।
3. Microkernel Structure (माइक्रोकर्नल संरचना):
   • माइक्रोकर्नल संरचना में केवल ऑपरेटिंग सिस्टम के सबसे आवश्यक कार्य कर्नल के तहत होते हैं, जैसे प्रोसेस प्रबंधन और मेमोरी प्रबंधन। अन्य कार्यों को सर्विसेस (services) के रूप में बाहरी रूप से जोड़ा जाता है।
   • यह संरचना अत्यधिक मॉड्यूलर होती है और यदि किसी सेवा में कोई समस्या होती है, तो सिस्टम पर इसका असर नहीं पड़ता।
   • उदाहरण: Minix, QNX।

ऑपरेटिंग सिस्टम की संरचना का उद्देश्य

• संसाधन का प्रबंधन: सिस्टम के संसाधनों का कुशलतापूर्वक प्रबंधन करना।
• सुरक्षा: सिस्टम को बाहरी हमलों और अप्राधिकृत पहुंच से बचाना।
• समय का प्रबंधन: प्रोसेसों के लिए उपयुक्त समय का प्रबंधन और प्रोसेसों के बीच निष्पक्षता बनाए रखना।
• प्रयोगकर्ता अनुभव: उपयोगकर्ता के लिए सिस्टम को सरल और कुशल बनाना।

ऑपरेटिंग सिस्टम का प्रमुख उद्देश्य कंप्यूटर के सभी कार्यों का प्रबंधन करना और उपयोगकर्ता के लिए संसाधनों का कुशलतापूर्वक उपयोग सुनिश्चित करना है।