الامارات 7 - تعريف نظام التشغيل
نظام التشغيل (Operating System) يُعرف اختصاراً بـ (OS) على أنه مجموعة من البرمجيات (Software) التي تشكل حلقة الوصل بين المستخدم وجهاز الحاسوب. يُعتبر نظام التشغيل المشغل الرئيسي للجهاز، إذ ينظم العمليات بين مكوناته المادية (Hardware) والبرمجية (Software)، ويعمل كوسيلة للتواصل بين المستخدم والحاسوب.
ببساطة، نظام التشغيل هو البرنامج الأساسي الذي يُدير جهاز الحاسوب، ويُسهل على المستخدم التعامل مع المعدّات والبرامج المختلفة. عندما يُشغل الجهاز، يقوم بنسخ ملفات نظام التشغيل من القرص الصلب إلى الذاكرة، مما يتيح لوحدة المعالجة المركزية (CPU) تنفيذ الأوامر دون الحاجة إلى معرفة تفاصيل العمليات الداخلية. يحتاج تطوير نظام التشغيل إلى مبرمجين متخصصين، يُعرفون بمبرمجي نظم التشغيل.
مهام نظام التشغيل
تختلف مهام نظام التشغيل باختلاف نوع جهاز الحاسوب. فالأجهزة الكبيرة، التي تحتاج إلى الاتصال بأجهزة أخرى، تتطلب أنظمة تشغيل أكثر تعقيداً مقارنة بالحواسيب الشخصية التي تتعامل مع مستخدم واحد وعمليات بسيطة. من المهام الأساسية لنظام التشغيل:
إدارة تدفق البيانات: يتحكم في تدفق البيانات بين وحدات الحاسوب المختلفة.
التحكم في وحدات الإدخال والإخراج: ينظم عمليات إدخال البيانات من وحدات مثل لوحة المفاتيح والفأرة، ويعرض البيانات عبر وحدات الإخراج مثل الشاشة والطابعة.
اكتشاف الأعطال: يستخدم برمجيات خاصة لاكتشاف الأعطال وتقديم تقارير عنها.
التحكم في الذاكرة الرئيسية: يسمح لبعض أنظمة التشغيل بتشغيل أكثر من برنامج في الوقت نفسه، أو السماح لأكثر من مستخدم بالعمل على الجهاز.
الاتصال مع المستخدم: يعمل كنظام مترجم بين المستخدم والحاسوب، مما يمكن المستخدم من متابعة الأوامر والبرمجيات من خلال واجهات المستخدم.
تحميل البرمجيات التطبيقية: ينقل البرمجيات من وسائط التخزين إلى الذاكرة الرئيسية.
آلية عمل أنظمة التشغيل
تتبع أنظمة التشغيل مخططاً محدداً لأداء المهام، وتشمل المراحل التالية:
التشغيل: يقرأ نظام التشغيل التعليمات المخزنة في الذاكرة ويقوم بتنفيذها.
الفحص: يتحقق من سلامة وحدات الإدخال والإخراج.
تحميل النظام: بعد التأكد من السلامة، يتم تحميل نظام التشغيل من الأقراص.
استلام الأوامر: يتلقى الأوامر من المستخدم لتنفيذها.
تشغيل النظام: تبدأ المرحلة الأهم حيث يبدأ النظام في تنفيذ الأوامر.
إنهاء العملية وتكرارها: يعود النظام للانتظار لأوامر جديدة من المستخدم.
أنواع نظم التشغيل
تتعدد أنواع أنظمة التشغيل حسب عدة معايير:
حسب عدد البرامج:
نظام متعدّد المهام: يسمح بتشغيل أكثر من برنامج في وقت واحد.
نظام أحادي المهام: يُسمح بتشغيل برنامج واحد فقط في الوقت نفسه.
حسب عدد المستخدمين:
نظام متعدّد المستخدمين: يسمح لعدة مستخدمين بتشغيل البرامج على الجهاز.
نظام أحادي الاستخدام: لا يسمح بأكثر من مستخدم واحد في الوقت نفسه.
إصدارات نظم التشغيل
من بين أشهر إصدارات نظم التشغيل:
نظام تشغيل ويندوز: من إنتاج مايكروسوفت، يتميز بسهولة الاستخدام، ويعتمد على الواجهة الرسومية.
نظام تشغيل الدوس (DOS): نظام أحادي المهام، ظهر عام 1981، وتطويره من قبل مايكروسوفت.
نظام تشغيل الماكنتوش: من إنتاج شركة أبل، استخدم الواجهات الرسومية منذ عام 1984.
نظام تشغيل اليونكس: أنشأته شركة AT&T عام 1969، يُستخدم في الخوادم ويتميز بإمكانية تشغيل تطبيقات متعددة.
خاصية استدعاء نظام التشغيل
استدعاء نظام التشغيل هو وسيلة للتفاعل مع الجهاز من خلال طلب خدمات محددة. يمكن للبرامج طلب خدمات مثل إنشاء أو حذف الملفات، أو الوصول إلى الأجهزة المتصلة بالحاسوب، وذلك باستخدام لغات برمجة مثل C أو Pascal.
نظام التشغيل (Operating System) يُعرف اختصاراً بـ (OS) على أنه مجموعة من البرمجيات (Software) التي تشكل حلقة الوصل بين المستخدم وجهاز الحاسوب. يُعتبر نظام التشغيل المشغل الرئيسي للجهاز، إذ ينظم العمليات بين مكوناته المادية (Hardware) والبرمجية (Software)، ويعمل كوسيلة للتواصل بين المستخدم والحاسوب.
ببساطة، نظام التشغيل هو البرنامج الأساسي الذي يُدير جهاز الحاسوب، ويُسهل على المستخدم التعامل مع المعدّات والبرامج المختلفة. عندما يُشغل الجهاز، يقوم بنسخ ملفات نظام التشغيل من القرص الصلب إلى الذاكرة، مما يتيح لوحدة المعالجة المركزية (CPU) تنفيذ الأوامر دون الحاجة إلى معرفة تفاصيل العمليات الداخلية. يحتاج تطوير نظام التشغيل إلى مبرمجين متخصصين، يُعرفون بمبرمجي نظم التشغيل.
مهام نظام التشغيل
تختلف مهام نظام التشغيل باختلاف نوع جهاز الحاسوب. فالأجهزة الكبيرة، التي تحتاج إلى الاتصال بأجهزة أخرى، تتطلب أنظمة تشغيل أكثر تعقيداً مقارنة بالحواسيب الشخصية التي تتعامل مع مستخدم واحد وعمليات بسيطة. من المهام الأساسية لنظام التشغيل:
إدارة تدفق البيانات: يتحكم في تدفق البيانات بين وحدات الحاسوب المختلفة.
التحكم في وحدات الإدخال والإخراج: ينظم عمليات إدخال البيانات من وحدات مثل لوحة المفاتيح والفأرة، ويعرض البيانات عبر وحدات الإخراج مثل الشاشة والطابعة.
اكتشاف الأعطال: يستخدم برمجيات خاصة لاكتشاف الأعطال وتقديم تقارير عنها.
التحكم في الذاكرة الرئيسية: يسمح لبعض أنظمة التشغيل بتشغيل أكثر من برنامج في الوقت نفسه، أو السماح لأكثر من مستخدم بالعمل على الجهاز.
الاتصال مع المستخدم: يعمل كنظام مترجم بين المستخدم والحاسوب، مما يمكن المستخدم من متابعة الأوامر والبرمجيات من خلال واجهات المستخدم.
تحميل البرمجيات التطبيقية: ينقل البرمجيات من وسائط التخزين إلى الذاكرة الرئيسية.
آلية عمل أنظمة التشغيل
تتبع أنظمة التشغيل مخططاً محدداً لأداء المهام، وتشمل المراحل التالية:
التشغيل: يقرأ نظام التشغيل التعليمات المخزنة في الذاكرة ويقوم بتنفيذها.
الفحص: يتحقق من سلامة وحدات الإدخال والإخراج.
تحميل النظام: بعد التأكد من السلامة، يتم تحميل نظام التشغيل من الأقراص.
استلام الأوامر: يتلقى الأوامر من المستخدم لتنفيذها.
تشغيل النظام: تبدأ المرحلة الأهم حيث يبدأ النظام في تنفيذ الأوامر.
إنهاء العملية وتكرارها: يعود النظام للانتظار لأوامر جديدة من المستخدم.
أنواع نظم التشغيل
تتعدد أنواع أنظمة التشغيل حسب عدة معايير:
حسب عدد البرامج:
نظام متعدّد المهام: يسمح بتشغيل أكثر من برنامج في وقت واحد.
نظام أحادي المهام: يُسمح بتشغيل برنامج واحد فقط في الوقت نفسه.
حسب عدد المستخدمين:
نظام متعدّد المستخدمين: يسمح لعدة مستخدمين بتشغيل البرامج على الجهاز.
نظام أحادي الاستخدام: لا يسمح بأكثر من مستخدم واحد في الوقت نفسه.
إصدارات نظم التشغيل
من بين أشهر إصدارات نظم التشغيل:
نظام تشغيل ويندوز: من إنتاج مايكروسوفت، يتميز بسهولة الاستخدام، ويعتمد على الواجهة الرسومية.
نظام تشغيل الدوس (DOS): نظام أحادي المهام، ظهر عام 1981، وتطويره من قبل مايكروسوفت.
نظام تشغيل الماكنتوش: من إنتاج شركة أبل، استخدم الواجهات الرسومية منذ عام 1984.
نظام تشغيل اليونكس: أنشأته شركة AT&T عام 1969، يُستخدم في الخوادم ويتميز بإمكانية تشغيل تطبيقات متعددة.
خاصية استدعاء نظام التشغيل
استدعاء نظام التشغيل هو وسيلة للتفاعل مع الجهاز من خلال طلب خدمات محددة. يمكن للبرامج طلب خدمات مثل إنشاء أو حذف الملفات، أو الوصول إلى الأجهزة المتصلة بالحاسوب، وذلك باستخدام لغات برمجة مثل C أو Pascal.