اخبار التكنولوجياكمبيوترهواتف
أخر الأخبار

تعريف نظام التشغيل

نظام التشغيل (OS) ، البرنامج الذي يدير موارد الكمبيوتر ، وخاصة تخصيص هذه الموارد بين البرامج الأخرى. تتضمن الموارد النموذجية وحدة المعالجة المركزية (CPU) وذاكرة الكمبيوتر وتخزين الملفات وأجهزة الإدخال / الإخراج (I / O) واتصالات الشبكة. تتضمن مهام الإدارة جدولة استخدام الموارد لتجنب التعارضات والتداخل بين البرامج. على عكس معظم البرامج ، التي تكمل المهمة وتنتهي ، يعمل نظام التشغيل إلى أجل غير مسمى وينتهي فقط عند إيقاف تشغيل الكمبيوتر.

تسمح أنظمة التشغيل الحديثة متعددة المعالجات أن تكون العديد من العمليات نشطة ، حيث تكون كل عملية “خيطًا” للحساب الذي يتم استخدامه لتنفيذ البرنامج. يُطلق على أحد أشكال المعالجة المتعددة مشاركة الوقت ، والتي تتيح للعديد من المستخدمين مشاركة الوصول إلى جهاز الكمبيوتر عن طريق التبديل السريع بينهم. يجب أن يحمي تقاسم الوقت التداخل بين برامج المستخدمين ، ومعظم الأنظمة تستخدم الذاكرة الظاهرية ، حيث توجد الذاكرة أو “مساحة العنوان” التي يستخدمها البرنامج في الذاكرة الثانوية (مثل محرك الأقراص الصلبة الممغنطة) عند ليس في الاستخدام الفوري ، ليتم تبديلها مرة أخرى لاحتلال ذاكرة الكمبيوتر الرئيسية أسرع عند الطلب. تزيد هذه الذاكرة الافتراضية من مساحة العنوان المتاحة لأحد البرامج وتساعد على منع البرامج من التداخل مع بعضها البعض ، ولكنها تتطلب تحكمًا دقيقًا من قبل نظام التشغيل ومجموعة من جداول التخصيص لتتبع استخدام الذاكرة. ربما تتمثل المهمة الأكثر حساسية والأكثر أهمية لنظام تشغيل حديث في تخصيص وحدة المعالجة المركزية ؛ يُسمح لكل عملية باستخدام وحدة المعالجة المركزية لفترة زمنية محدودة ، والتي قد تكون جزءًا من الثانية ، ثم يجب أن تتخلى عن التحكم وتصبح معلقة حتى يحين دورها التالي. يجب أن يستخدم التبديل بين العمليات وحدة المعالجة المركزية نفسها مع حماية جميع بيانات العمليات.

أجهزة الكمبيوتر الرقمية الأولى ليس لديها أنظمة تشغيل. لقد أداروا برنامجًا واحدًا في وقت واحد ، والذي كان يتمتع بجميع موارد النظام ، وسيوفر المشغل البشري أي موارد خاصة مطلوبة. تم تطوير أنظمة التشغيل الأولى في منتصف الخمسينيات. كانت هذه “برامج المشرف” الصغيرة التي وفرت عمليات الإدخال / الإخراج الأساسية (مثل التحكم في قارئات وطابعات البطاقات المثقوبة) وحفظ حسابات استخدام وحدة المعالجة المركزية للفوترة. كما وفرت برامج المشرف قدرات متعددة البرامج لتمكين عدة برامج من العمل في وقت واحد. كان هذا مهمًا بشكل خاص حتى لا تكون هذه الأجهزة المبكرة بملايين الدولارات في وضع الخمول أثناء عمليات الإدخال / الإخراج البطيئة.

اكتسبت أجهزة الكمبيوتر أنظمة تشغيل أكثر قوة في الستينيات من القرن الماضي مع ظهور تقاسم الوقت ، الأمر الذي تطلب نظامًا لإدارة العديد من المستخدمين الذين يشاركون وقت ومحطات وحدة المعالجة المركزية. كان نظامان لتقاسم الوقت في وقت مبكر هما CTSS (نظام مشاركة الوقت المتوافق) ، الذي تم تطويره في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ونظام دارتموث كولدج الأساسي ، الذي تم تطويره في كلية دارتموث. ومن بين الأنظمة الأخرى متعددة البرامج ، نظام أطلس ، بجامعة مانشستر بإنجلترا ، ونظام تشغيل آي بي إم OS / 360 ، وهو على الأرجح أكثر حزم البرمجيات تعقيدًا في الستينيات. بعد عام 1972 ، أصبح نظام Multics لجهاز GE 645 لشركة جنرال إلكتريك (ولاحقًا لأجهزة كمبيوتر هانيويل إنك) النظام الأكثر تطوراً ، حيث أصبحت معظم قدرات البرمجة المتعددة ومشاركة الوقت التي أصبحت قياسية فيما بعد.

كان لدى الحواسيب الصغيرة في السبعينيات ذاكرة محدودة وتطلب أنظمة تشغيل أصغر. كان نظام التشغيل الأكثر أهمية في تلك الفترة هو UNIX ، الذي طورته AT&T لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة الكبيرة كبديل أبسط عن Multics. أصبح يستخدم على نطاق واسع في 1980s ، جزئيا لأنه كان مجانا للجامعات وجزئيا لأنه تم تصميمه مع مجموعة من الأدوات التي كانت قوية في أيدي المبرمجين المهرة. في الآونة الأخيرة ، أصبح Linux ، وهو إصدار مفتوح المصدر من UNIX ، طورته جزئياً مجموعة بقيادة طالب علوم الكمبيوتر الفنلندي Linus Torvalds وجزءًا من مجموعة يقودها مبرمج الكمبيوتر الأمريكي ريتشارد ستالمان ، شائعًا على أجهزة الكمبيوتر الشخصية وكذلك على أجهزة الكمبيوتر الكبيرة.

بالإضافة إلى أنظمة الأغراض العامة هذه ، تعمل أنظمة التشغيل متعددة الأغراض على أجهزة كمبيوتر صغيرة تتحكم في خطوط التجميع والطائرات وحتى الأجهزة المنزلية. إنها أنظمة في الوقت الفعلي ، مصممة لتوفير استجابة سريعة لأجهزة الاستشعار واستخدام مدخلاتها للتحكم في الآلات. كما تم تطوير أنظمة التشغيل للأجهزة المحمولة مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية. نظام التشغيل iOS من Apple Inc. ، والذي يعمل على أجهزة iPhone و iPad ، ونظام Android في Google Inc. هما نظامان تشغيليان بارزان.

من وجهة نظر المستخدم أو برنامج التطبيق ، يوفر نظام التشغيل الخدمات. بعض هذه الأوامر هي عبارة عن أوامر مستخدم بسيطة مثل “dir” – إظهار الملفات الموجودة على القرص – بينما البعض الآخر عبارة عن “مكالمات النظام” ذات المستوى المنخفض والتي قد يستخدمها برنامج الرسومات لعرض صورة. في كلتا الحالتين ، يوفر نظام التشغيل وصولاً ملائماً إلى كائناته وجداول مواقع القرص في إحدى الحالات وإجراءات نقل البيانات إلى الشاشة في الحالة الأخرى. بعض إجراءاته ، تلك التي تدير وحدة المعالجة المركزية والذاكرة ، يمكن الوصول إليها بشكل عام فقط إلى أجزاء أخرى من نظام التشغيل.

عادةً ما توفر أنظمة التشغيل المعاصرة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية واجهة مستخدم رسومية (GUI). قد تكون واجهة المستخدم الرسومية جزءًا جوهريًا من النظام ، كما هو الحال في الإصدارات القديمة من نظام التشغيل Mac OS الخاص بشركة Apple ونظام تشغيل Microsoft Corporation الخاص بـ Apple ؛ في حالات أخرى ، هي مجموعة من البرامج التي تعتمد على نظام أساسي ، كما هو الحال في نظام X Window لنظامي UNIX و Mac OS X من Apple.

توفر أنظمة التشغيل أيضًا خدمات الشبكة وإمكانيات مشاركة الملفات – حتى القدرة على مشاركة الموارد بين أنظمة من أنواع مختلفة ، مثل Windows و UNIX. أصبح هذا المشاركة ممكنًا من خلال إدخال بروتوكولات الشبكة (قواعد الاتصالات) مثل TCP / IP الخاص بالإنترنت.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق