OSの機能

OSが提供する主な機能

OSはコンピュータ全体を管理するために、さまざまな機能を提供しています。ここでは、ITパスポート試験でよく問われる代表的な機能を見ていきましょう。

ユーザー管理は、コンピュータを「誰が使っているか」を管理する機能です。具体的には、アカウント（ユーザーID）の作成・削除や、パスワードなどによる認証（本人確認）を行います。

たとえば、会社のパソコンでは、社員ごとにアカウントが作られ、ログイン時にパスワードを入力して本人であることを確認します。これにより、他の人のファイルを勝手に見たり変更したりすることを防げます。

ファイル管理は、データをファイルとして保存・整理し、必要なときに読み書きできるようにする機能です。ファイルをフォルダ（ディレクトリ）に分けて管理したり、ファイルごとにアクセス権を設定して「誰が読めるか・書けるか」を制御したりします。

ファイル管理の詳細は、「ファイル管理」のページで詳しく解説します。

入出力管理は、キーボード、マウス、ディスプレイ、プリンターなどの入出力装置とのデータのやり取りを管理する機能です。

アプリケーションが「印刷したい」と依頼すると、OSがプリンターとの通信を仲介し、データを適切な形式でプリンターに送ります。複数のアプリケーションから同時に印刷要求があった場合も、OSが順番を調整して処理します。

タスク管理は、コンピュータ上で実行されるプログラム（タスク）の実行を管理する機能です。

現代のOSは、複数のアプリケーションを同時に動かすことができます。たとえば、音楽を聴きながらWebブラウザで調べものをし、さらに文書作成ソフトでレポートを書く、といったことが可能です。この仕組みをマルチタスクと呼びます。

実際には、CPUが複数のタスクを高速に切り替えながら少しずつ処理することで、あたかも同時に動いているように見せています。OSのタスク管理機能が、各タスクにCPUの処理時間を適切に配分しているのです。

試験で出るポイント

マルチタスクとは「複数のプログラムを見かけ上同時に実行する仕組み」です。CPUが実際に同時に処理しているのではなく、高速に切り替えている点を押さえておきましょう。

メモリ管理は、コンピュータのメインメモリ（主記憶装置）の使い方を管理する機能です。

アプリケーションを起動すると、そのプログラムやデータがメモリに読み込まれます。複数のアプリケーションを同時に実行する場合、OSはメモリの空き領域を管理し、各アプリケーションに必要な分のメモリを割り当てます。アプリケーションが終了すると、使っていたメモリ領域を解放して再利用できるようにします。

メモリ管理に関連して、特に試験で頻出するのが仮想記憶（仮想メモリ）の仕組みです。

コンピュータに搭載されているメインメモリの容量には限りがあります。多くのアプリケーションを同時に開くと、メモリが足りなくなることがあります。この問題を解決するのが仮想記憶です。

仮想記憶とは、ハードディスクやSSDなどの補助記憶装置の一部をメインメモリの代わりとして使い、実際のメモリ容量よりも大きなメモリ空間を利用できるようにする仕組みです。

しばらく使われていないデータをメモリから補助記憶装置に退避させ、必要になったら再びメモリに読み込みます。この入れ替え操作をスワッピングと呼びます。

試験で出るポイント

仮想記憶は「メモリ容量が無限になる仕組み」ではありません。補助記憶装置を活用して見かけ上のメモリ空間を広げる仕組みです。補助記憶装置はメインメモリよりも読み書き速度が遅いため、スワッピングが頻繁に発生すると処理速度は大幅に低下します。

仮想記憶を使っていても、メモリが極端に不足すると深刻な問題が発生します。それがスラッシングです。

スラッシングとは、メモリ不足によりスワッピングが頻繁に発生し、CPUがデータの入れ替え作業にほとんどの時間を費やしてしまう状態です。本来の処理がほとんど進まなくなり、コンピュータが極端に遅くなります。

スラッシングは、たとえば多くのアプリケーションを同時に開きすぎたときに起こりやすくなります。パソコンが急に重くなり、ハードディスクのアクセスランプが点灯し続けるような状態は、スラッシングが発生している可能性があります。

スラッシングを防ぐには、不要なアプリケーションを閉じてメモリの使用量を減らすか、メモリを増設して物理的な容量を増やすことが有効です。

試験で出るポイント

スラッシングの発生条件を問う問題がよく出ます。「メモリ不足 → スワッピングの多発 → CPU がデータ入れ替えに時間を取られる → 処理速度が極端に低下」という因果関係をしっかり理解しておきましょう。