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オペレーティングシステムにシャットダウンするオプションがあるのはなぜですか?

Windows 98 shutdown screen
(出典: ytimg.com

オプションを使用してオペレーティングシステムをシャットダウンする必要がある理由を知りたい。機械式スイッチで電源を切ることができないのはなぜですか?

OSオプションを使用せずにコンピューターを常にシャットダウンすると、ハードウェアが損傷したり、データが破損したりしますか?

明確にするために:プロジェクターに接続されたメディアプレーヤーとしてIntel Compute Stickを使用したいので、電気スイッチで制御されます。コンピュータはビデオを実行するだけで、プログラムはインストールされません。コンピューターはインターネットにアクセスできません。

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IAmJulianAcosta

突然電源を切ることを選択したときにシステムで何が起こっているかによって異なります。システムが重要なデータの書き込みでビジー状態で電源を切った場合、データが損傷したり、OSが破損したりする可能性があります。あなたが実際には見ないことがたくさん起こっています。ハードリセットを行うときは、ほとんどの場合、ソフトウェア関連の破損について心配する必要があります。ハードウェアに関する限り、問題は発生しません。 ノックオンウッド

シャットダウン方法をバイパスして電源を切る習慣をつけたくありません。何かが壊れてOSを再インストールしなければならなくなるまでは時間の問題です。

場合によっては、ハードリセットが唯一の選択肢です。コンピュータがロックされて何も実行できない場合、他にどのようなオプションがありますか?

この画面の出所はWindows9Xシステムからのもので、WindowsがMS-DOSに正常にシャットダウンしたが、プロンプト(COMMAND.COM)に戻るように構成されていない場合にメッセージが表示されます。適切なACPIサポートとATX電源装置を備えたシステムでは、代わりにPCの電源が切れる場合があります。

ハードリセットを行う状況では、必ず「私は電気の支配者です!!!」とPCで叫んでください。誰が上司であるかを示してください。

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DrZoo

コンピュータは高速になるように設計されています。それには不正行為が含まれる場合があります。たとえば、コンピューターがデータを書き込むことになっている場合、コンピューターはデータをハードドライブに書き込む代わりにRAMに保存します。これは、RAMはるかに高速です。

シャットダウンすると、コンピューターはバッファーをフラッシュするように指示されます。つまり、RAMへのデータの保存を停止し、システムの電力が失われる準備をします。このようなデータがすべて正しく書き込まれていることを確認する前に実際に電力を失うと、データが失われる可能性があります。

ファイルシステムボリュームの構造の詳細の一部は、オペレーティングシステムのファイルシステム処理コード(ファイルシステムドライバーと呼ばれることもあります)によって処理されます。多くの場合、ファイルシステムはテーブルを使用します。 (視覚的には、これらはグラフのように考えることができます。)掛け算の九九を書いていると想像してみてください。
2 4 6 8 10 12 14 1

まず、すべての列には1行しかありません。乗算の問題は、3つの部分(乗算される2つの数値(被乗数と乗数)と答え(積))で構成されると想定されています。ここで見ているのは単一の数値の束だけなので、乗算積の完全な例は1つもありません。私たちが持っているものは役に立たない。

第二に、私たちが持っているものは実際には役に立たないよりも悪いです。場合によっては、情報の欠落よりも悪いこと(必要な情報を把握している間は何も進まない)は、信頼できない誤解を招く情報であり、リソースを費やして役に立たない悪い方向に進むことになります。この場合、最後に無効なデータがあります。16ではなく1です(ここでの考え方は、数字「16」全体が正しく記録される前に、グラフの更新が突然停止したことです)。コンピュータがチャートを正しく完成させると、混乱が生じる可能性があります。 (コンピューターがデータを更新するように指示されており、位置番号16に書き込む必要がある場合...位置番号1に書き込みたくない場合!)コンピューターは、これと非常に似た性質のテーブルに依存しています。シャットダウンすると、オペレーティングシステムは、ジョブを途中で終了するのではなく、問題を適切にまとめようとします。

もう1つの例は、仮想メモリです。コンピューターでRAMが不足すると、ハードドライブのスペースを使用して詳細を追跡できます。たとえば、ワードプロセッサに50ページのドキュメントがあるとします。コンピュータはワードプロセッサが開いているという事実を追跡し、最初の12ページを追跡しますが、残りの38ページはハードドライブ(いわゆる「仮想メモリ」)に保存されます。シャットダウンすると、コンピュータはプログラムをシャットダウンするプロセス全体を実行します。これにより、RAMが解放され、最終的には「仮想メモリ」を使用してワードプロセッサが適切に処理されます。単に電力を失った場合、ワードプロセッサは実行を停止します(すべてが停止するため)。次に、コンピューターが起動すると、仮想メモリには、ワードプロセッサで開かれたドキュメントの38ページのデータが含まれていることがわかります。コンピュータは、データがワープロによって使用されていたことさえ知りません。シャットダウンすると、コンピューターがこれらの詳細を追跡できる間、そのようなことを処理できます。

Windows 95と比較して、MS-DOSは、突然の停電に関して、より回復力があり(問題が起こりにくい)でした。 (その脆弱性の増加の一部は、仮想メモリをマルチタスクおよび処理するWindows 95の機能によるものでした。)したがって、無効なシャットダウンに対するコンピューターの感受性、または公式のシャットダウン手順が必要な場合でも、使用されているオペレーティングシステムに基づいています。最新のオペレーティングシステムのほとんどは、適切なシャットダウンを要求することに依存するように設計されています。これは、オペレーティングシステムがそのような要件で設計する方が簡単だからです。その必要がある理由はありません。実際、一部のオペレーティングシステムnanobsdでは、ユーザーが電源を切るだけで済みます。一例として、 nanobsdのページ は、「すべては実行時に読み取り専用です-電源プラグを抜いても安全です。」別の例として、 resflash のホームページには、「いつでも安全に電源が失われる可能性がある」という箇条書きがあります。したがって、オペレーティングシステムの設計者がオペレーティングシステムの設計を作成するときに、絶対的なシャットダウンが要件である必要がある理由はありません。シャットダウンは、非常に一般的な要件にすぎません。

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TOOGAM

MS-DOSの時代には、コンピュータの電源を切ると、通常、RAMに保持されているが、ディスクには保存されていない情報は失われますが、ディスクに保存されている情報には影響しません。ただし、情報をディスクに保存するという行為は、新しいバージョンが読み取れる前に、古い情報を少なくともわずかに読み取れないようにすることがよくあります。古いバージョンが破棄されてから新しいバージョンの書き込みが行われるまでの間に電力が失われると、バージョンがなくなります。問題の情報がディレクトリ構造のようなものである場合、ディスクの大きな領域に本質的にアクセスできなくなる可能性があります。

明示的に要求された場合にのみディスクに情報を書き込むソフトウェアを使用している場合、システムにディスクへの書き込みを要求した直後に電源を切断しない限り、誤ってディスク上の情報を壊してはなりません。ただし、最近のシステムには、ユーザーが必ずしも予期しないときにディスクへの情報の書き込みを開始する可能性のある1つ以上のタスクがあることがよくあります。ユーザーが電源を切る直前にシステムが何らかの情報の書き込みを開始した場合、ディスクの破損とデータの損失につながる可能性があります。

「シャットダウン」を選択する目的の一部は、ユーザーが電源を切ろうとしているときに、システムがディスクにデータを書き込むアクションを自発的に開始する可能性を排除することです。 「コンピュータをシャットダウンできます」というメッセージが表示される前にトリガーされないアクションは、システムが再起動されるまでトリガーされないため、ユーザーがプラグを抜いたときに何かが発生する危険はありません。

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supercat

コンピュータシステムが正常なシャットダウンを必要とする主な理由は2つあります。

アプリケーションの状態

多くのアプリケーションには、永続的なストレージに書き込む必要がある状態があります。明らかな例はデータベースサーバーですが、読み取りがほとんどの場合、WebやNTPサーバーなどのアプリケーションでさえ、書き込みが中断されると理解できないログや統計を書き込む可能性があります。

問題のアプリケーションがファイルを直接読み書きせず、リレーショナルデータベースへの書き込みなどのトランザクションメカニズムを介してこれらの操作を実行する場合、この問題を軽減できる可能性があります。

ファイルシステムの構造

オペレーティングシステムがアプリケーションに代わってファイルを書き込むとき、ディスクが追いつくまで書き込みがバッファリングされる場合があります。つまり、アプリケーションの書き込みは、かなりの時間が経過するまで必ずしも完了しません。節電メカニズムはここでの遅延を増加させる傾向があるため、エネルギー消費とデータの安全性の間でトレードオフがあります。

データがディスクに書き込まれている間、ファイルシステムのデータに一貫性がない点があります。最近のファイルシステムの実装では、期間を最小限に抑えるよう注意していますが、完全に排除することはできません。たとえば、ブロックが空きリストから取得されると、割り当ても空きもされない短いウィンドウがあります。この一貫性の問題は、クリーンでないシャットダウンの後、OSが次回の起動時にファイルシステムチェックを実行して、すべてのブロックを調べ、それらが正しく説明されていることを確認する必要がある理由です。

ジャーナリングファイルシステムは、意図した変更を実際に実行する前にログに記録することにより、これをある程度軽減します。その後、すべての完全なログエントリを再生し、不完全なログエントリを破棄することで、ファイルシステムチェックをはるかに高速に実行できます。

ファイルシステムの整合性の問題は、ローカルディスクがなく、ルートファイルシステムをNFSマウントすることで回避できますが、キャッシュされた書き込みの損失は、これらのシステムにとって依然として問題です。シャットダウンせずにハードパワーオフしたいシステムは、ディスクが読み取り専用でマウントされているシステムだけです(ほとんどの場合、Empeg Carミュージックプレーヤーなどの組み込みシステムですが、ディスクレスのWebブラウジング端末もいくつかあります。訪問者のために周り)。

TL; DR

永続ストレージへのデータ書き込みは、電源を切る前に完了する必要があります。書き込み可能なストレージがない場合は、電源を切ることはリスクが低くなります。

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Toby Speight