OS って何？

パソコンやスマホの話題において、「OS（オーエス）」という言葉を一度は聞いたことがあるかと思います。しかし、いざ「OSって何？」と聞かれると、きちんと答えられる人は少ないのではないかと思います。そこでここでは、OS について基本的な事項をまとめました。

OSはコンピュータの基本となるソフトウェア

OSとはOperating System（オペレーティング・システム）の略です。日本語にすると「操作するためのシステム」です。パソコンを例にすると、キーボードやマウスなどで行った操作を情報として入力し、アプリケーションに伝え、結果をディスプレーに表示したり音をならす（出力する）、といった役割をもったソフトウェアがOSです。

OSの仕事はコンピュータを管理、制御することです。ユーザーがパソコンやスマートフォンを簡単に操作出来るようにするためOSは重要な役割をしています。クリックやキーボードで文字を入力するといった、私たちが普段当たり前に使っているパソコンの基本的な機能をサポートしています。また、OSはスマートフォンなど、パソコン以外のハードウェアにも搭載されています。というより、スマートフォンは小さな（通信機能組み込み）コンピュータそのものです。

ちなみに、そもそも論として、電源入れたらどういう風にソフトウェアが動いていくのか、についてはブートストラップ - パソコンの起動 by BIOS 等が参考になると思います。

OSの構成

そもそもコンピュータはハードウェアの上にソフトウェアがのっかって動いている、ということはいろんなところで教わっているでしょう（下図参照）

しかし、現代のコンピュータシステムは（ごく稀に TD4 のような素朴なコンピュータもありますが）このような単純な構成であることはほとんどなく、大抵は下図のような、ある意味階層的な構成になっています。

人間が実際に使っている（と実感している）のはアプリケーションですが、その陰ではOSが動いています。そして、OSはいろいろなソフトウェアで構成されています。

シェル

アプリケーションを使うのではなく、コンピュータ自身を使う（多くの場合は、サーバマシンの設定・管理でしょうか？）場合、直接OSを操作するわけにはいかず、OSと人の仲介（インターフェース）するソフトウェアが必要になります。それを unix 系ではシェルと呼ぶソフトウェアで行ないます。シェルの詳細については別資料に任せます。

ミドルウェア（サービス）

OSとアプリケーションの間でサービスを提供するソフトウェアがいくつかあります。OSの一部として扱われる場合もありますが近年はミドルウェアと呼ばれることが多いです。データベース管理システムなどに加え、WWWサーバ、MAIL サーバなどもミドルウェアの扱いになります。

その他の構成要素

カーネル

OSの核となる部分をカーネル (kernel) と呼びます。コンピュータに電気が通じて（途中の仲介的なソフトウェアの助けを借りて）最初に動きだすソフトウェアです。資源管理（後述）などの、まさに核となる部分を担当しています。

デバイスドライバ

標準的なハードウェアはカーネルでサポートしていますが、特殊なハードウェアはそれぞれに対応したソフトウェアで対応しなくてはなりません。それがデバイスドライバ（デバドラ）です。Windows で新しいハードウェアを追加したときに「新しいハードウェアが検出されました」と表示され裏でごそごそ動いているときは、そのハードウェア用のデバイスドライバをあらたにインストールして、動くようにするわけです。

そのソフトウェアはどこにあるかというと、もともと HDD にはあるがOS に取り込まれていない場合と、HDD にはなく Windows Update に取りにいく場合があります。本当に特殊なハードウェアの場合はそのベンダーが提供している場合もあります。

OSにはどんな役割があるのか

それでは、OSはいったいどんな機能があるのかを説明していきます。OSがになっている主な機能は以下の通りです。

ハードウェア管理

キーボードやマウス、プリンターなど、パソコンには入出力のための周辺機器（ハードウェア）がつきものです。ほとんどの場合、特別な操作をすることなく、パソコンに接続すれば使えるようになっていますが、これもOSがその機能をもっているからです。 OSがなければ、アプリケーションそれぞれがキーボードをパソコンに接続して文字を打つといった機能を持たなくてはなりませんが、それでは非効率的で無駄です。

メモリ管理

パソコンのメモリは机に例えられることがあります。机で作業をするときに、その机が大きければ大きいほどいろいろな作業を同時並行で行うことができます。これがメモリの大きさというものです。そこで、OSはそんなメモリを管理（整理）する機能があります。いくら机が大きくても散らかっていては同時にいろいろな作業をすることは難しいで。OSがその机＝メモリを整理して、例えば既に済んだ仕事の関連書類は書棚に戻したり、頻繁にする必要のある仕事は手元に置いたりすることで、多くの作業を効率的に並行して行えるようにスペースを管理するわけです

プロセス管理

プロセスとは、仕事や課題のことを指します。場合によってはタスクと呼ばれることもあります。OSはパソコンのプロセスを管理する機能を担っています。仮にあなたがいま、Googleを使って検索したデータをExcelに貼り付けたいとしましょう。このときにパソコンがフリーズしたりしないように、OSが検索ブラウザとExcelという2つのプロセスを管理してくれています。

ファイル管理

パソコンなら当たり前と思っている、「保存」や「開く」、「編集」といった機能を担っているのがOSです。OSがなければ、私たちはファイルをクリック一つで開くことはできません。

API提供

ここでは、アプリを家に例えてみましょう。家を建てるには、ドアや窓、浴槽といったものが必要ですよね。しかし、家を建てるときにいちいちドアや窓をつくっていては、らちがあきません。そこで普通であれば、別の家に使っているものと同じドアや窓を使いますよね。 APIは家でいうところのドアや窓のようなものです。普段使っているLINEやメールなどのアプリで、文字を入力するときにキーボードが下から出てきますよね。この機能をいちいちアプリごとに作るのではなく「下からキーボードを登場させるAPI」というように、予めOS側でAPIを用意して使えるようになっています。

パソコン用OS

パソコンのOSと言えば、WindowsとmacOSというのが一般的な認識かもしれませんが、他にもUnixやUbuntuといったOSも世界中で使われているのです。以下では一般的に使われることの多いWindowsとmacOSについて詳しい説明をしていきます。

Windows（ウィンドウズ）

マイクロソフトが1985年に開発し、現在は Windows 11 を最新版としており、世界で最も有名なOSです。その爆発的な普及が起こったのが、1995年に発売されたWindows 95で、その後もバージョンアップを重ねながら現在に至ります。PC 市場の９割近いシェアを誇っています。その一方で、独占禁止法に抵触しているという話があがったり、Windows 10 への強制に近いアップグレードの問題があったりと、いろいろな意味で話題は尽きません。

macOS（マックオーエス）

1984年にアップルが開発したOSで、iMacやMacBookなどのApple製品に搭載されています。OS市場でのシェアはWindowsと比べても高くありません。ただ、先述したiMacやMacBookといったような、洗練されたデザインのハードウェアを熱烈に支持しているファンがいるというのは、Windowsと比べると特徴的であると言えます。前は MacOS でしたが、今はmacOS と頭のM が小文字になりました。

Linux (リヌクス／リナックス／ライナックス)

（…略、リンク先参照）

スマートフォン向けOS

Android（アンドロイド）

Google社が開発したスマートフォン用のOSです。XperiaやGalaxyといったスマートフォンやタブレットに入っていて、パソコンのOSとしてご紹介したLinuxをベースに作られているので、カスタマイズ性に優れていることが大きな特徴となっています。端末を販売している各メーカーが独自に改良できるOSなので、同じAndroid端末でもメーカーによって特徴の違う、いろいろな種類が販売されています。

iOS（アイオーエス）

アップル社の開発したモバイル向けのOS。iPhone・iPod touch・iPad・Apple TVなどに組み込まれています。また、iOS用のアプリはApp Store（アップストア）経由で公開されていて、アップルの厳しい審査を受けたものだけが販売されています。

どのOSを使うかでハードウェアを選ぶこともあり？

通常、パソコンの中に入っているゲームやワープロ・表計算などのアプリケーションは、OSごとに別々で開発されています。パソコンで文章を書きたいと思った時に、Windowsであれば「Word」を使いますが、Mac OSになると「Pages」という別のソフトを使うことになるでしょう。そして、Windowsの「Word」が使いたいときには、Windowsの中で動いている「Word」とは別の、Mac用の「Word」を使わないと動きません。

つまり、Windowsでは動くがMacでは動かないソフト、そしてその逆もあるという事です。どのOSを使うかによって使えるソフトが違ってくるので、パソコンやスマートフォンなどを選ぶ際には、OSにも気を配る必要があるかもしれません。

おわりに

OSについて簡単にまとめました。私たちが普段使っているパソコンやスマートフォンの基本的な機能を構成するものなので、基礎を押さえておかなくてはいけません。

OSについてより深く理解していくと、プログラミングや情報セキュリティに活きる知識を得ることができるので、興味のある方はさらに勉強してください。参考書としては 30日でできる! OS自作入門などが良いかもしれません。

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