✨ CLass 33 - Into The Operating System

🖥️ ENIAC ও Punch Card

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) ছিল একেবারে প্রথম দিকের একটি general purpose computer যা Punch card ব্যবহার করত:

• Input (Data এবং Instruction)
• Output (Result)
• Storage (Storing temporary data)

ENIAC সাধারণত IBM এর ৮০ কলামের Punch card ব্যবহার করত।

🧠 Punch Card (80x12)

• শক্ত কাগজ, যাতে ৮০টি কলাম ও ১২টি সারি থাকে।
• ছিদ্র দিয়ে তথ্য encode করা হয়
• ছিদ্র = 1
• ছিদ্র না থাকলে = 0

🧾 Punch card RAM এ লোড এবং Program execute

• Punch Card তৈরি
  • প্রোগ্রামের কোড বা ডেটা আগে কাগজে Punch card এ লেখা হতো (প্রতিটি কার্ড = ১ লাইন কোড বা তথ্য)।
  • keypunch machine দিয়ে ছিদ্র করা হতো।
• Computer এ Feed
  • Punch card গুলো card reader এ ঢোকানো হতো।
  • Reader ছিদ্রগুলো পড়ে Binary signal এ (1 বা 0) রূপান্তর করত।
• RAM এ Load
  • Binary signal গুলো কম্পিউটারের Memory ইউনিটে পাঠানো হতো।
  • সেই সময়কার RAM ছিল টিউব বা flip-flop ধরনের মেমোরি।
  • প্রতিটি instruction বা data নির্দিষ্ট location এ সংরক্ষিত হতো।
• Execution
  • কম্পিউটারের control unit(CU), memory থেকে একে একে instruction নিত।
  • Pointing Register (Program Counter) প্রথমে প্রথম instruction address কে point করে।
  • CPU সেই instruction -> fetch -> decode -> execute করে।
  • Instruction শেষ হলে, Pointing register এক ধাপ বাড়ে, অর্থাৎ পরবর্তী instruction address এ চলে যায়।
  • Loop বা condition থাকলে সেটা plugboards বা বিশেষ কার্ডে আগে থেকেই সেট করে দিতে হতো।

🛠️ Note:

• তখন কোনো operating system ছিল না। সব কিছু manually করতে হতো।
• RAM আজকের মতো উন্নত ছিল না; বরং ছিল একটি সীমিত মেমোরি ইউনিট।
• পুরো কাজটি ছিল ধীর ও খুবই টেকনিক্যাল।

CPU = Register Set (ডেটা রাখে) + Processing Unit (ডেটা প্রসেস করে) এবং Processing Unit = ALU + Control Unit

💡 The Idea of Operating System

🕰️ ১৯৪০ - ৫০ দশকে, কম্পিউটারে প্রতিটি প্রোগ্রাম manually চালাতে হতো - punch card, আলাদা কোড, অনেক সময়।

🎯 সমাধান :

"একটা সফটওয়্যার থাকুক, যা প্রোগ্রাম চালানোসহ সব কাজ নিজে করবে" - এটাই Operating System।

প্রথম দিকে OS শুধু প্রোগ্রাম চালাত, পরে I/O, memory, file, security management যুক্ত হয়।

⚙️ OS এর Pointing Register (Program Counter) ব্যবহার করে Program Execution

💡 Pointing Register (Program Counter aka PC)

• CPU-র একটি register।
• পরবর্তী যেই instruction execute হবে, তার address রাখে।

👣 Program Execution Steps:

• Computer On -> OS প্রথমে HDD থেকে RAM এ Load হয়
• OS sets up -> Hardware, memory, File System ইত্যাদি
• একটি Program execute -> Click app icon
• OS সেই Program টি HDD থেকে খুঁজে বের করে এবং RAM এ লোড করে
• OS এরপর Pointing Register কে program এর first instruction address সেট করে দেয়
• CPU সেই address থেকে instruction -> fetch -> decode -> execute করতে শুরু করে

➡️ প্রতিটি Instruction শেষ হওয়ার পর, Pointing Register নিজে থেকেই পরবর্তী address update হয়। যদি কোনো loop, function call বা condition থাকে, তাহলে Pointing Register সেই অনুযায়ী নতুন address এ jump করে।

🧬 Evolution of Operating System

🕰️ Early Stages (1940s-1960s):

🔹 1st Generation: Batch Processing Systems:

• প্রথমদিকে কম্পিউটার OS ছাড়াই কাজ করত, প্রোগ্রাম manually load করতে হতো।
• GM-NAA I/O (1956) ছিল First Operating System, যা IBM 704 এর জন্য input/output ম্যানেজ করত।

🔹 2nd Generation: Multiprogramming & Timesharing:

• Multiprogramming: CPU একাধিক প্রোগ্রামের মাঝে কাজ ভাগ করে efficiency বাড়ায়।
• Time-sharing systems (যেমন: CTSS, Multics): একাধিক ব্যবহারকারী একসাথে কম্পিউটারের সাথে কাজ করতে পারে।

🖥️ The Rise of User-Friendly Interfaces (1970s-1990s):

🔹 3rd Generation: Graphical User Interfaces (GUIs) Apple Macintosh ও Microsoft Windows. Graphical User Interface (GUI) চালু করে, যা কম্পিউটারকে সহজ করে তোলে।

🔹 Unix ও Personal Computers

• Unix: সহজ, বহনযোগ্য ও multitasking সাপোর্টের জন্য জনপ্রিয়।
  • 🏛️ History:
    • 📅 1970 সালে AT&T Bell Labs এ Ken Thompson ও Dennis Ritchie Unix তৈরি করেন।
    • 🧪 এটি C programming language ব্যবহার করে লেখা হয়, যা একে আরও বহনযোগ্য করে তোলে।
  • 📚 Unix থেকে জন্ম নেওয়া জনপ্রিয় OS:
    • Linux 🐧
    • Mac OS 🍎
    • BSD, Solaris ইত্যাদি
• CP/M, PC-DOS: ব্যক্তিগত কম্পিউটারের জন্য সহজ Operating System।

🔹 Linux ও উন্নত GUI

• Linux: Open source OS হিসেবে জনপ্রিয় হয়।

🔹 Windows ও Mac OS

• GUI আরও উন্নত করে।

📱 Modern Era (2000s-Present):

🔹 Mobile & Cloud Computing iOS, Android: মোবাইল OS বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে।

Cloud ও Virtualization প্রযুক্তি কম্পিউটিংকে নতুন রূপ দেয়।

🔹 AI Integration AI, Machine Learning, Quantum Computing OS কে আরও বুদ্ধিমান ও অভিযোজিত করে তুলছে।

📌 Key Milestones:

[Author: @nazma98 Date: 2025-06-09 Category: interview-qa/class-wise ]