نظام التشغيل: ما الغرض منه ، المكونات ، الأنواع ، الأمثلة - تقنية - 2025

و نظام التشغيل هو برنامج صمم للتعامل مع العناصر الرئيسية في تشغيل نظام الكمبيوتر، مثل إصدار الأوامر إلى الأجهزة المختلفة، وتخصيص موارد النظام، مثل الذاكرة الرئيسية، لمختلف التطبيقات قيد التشغيل.

إنه برنامج مطلوب لتشغيل جميع برامج التطبيقات وإجراءات المرافق. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل كجسر لتفاعل أفضل بين برامج التطبيقات وأجهزة الكمبيوتر.

المصدر: pixabay.com

يتكون نظام التشغيل من برنامج النظام ، وهي البرامج الأساسية التي يحتاجها الكمبيوتر لبدء التشغيل والعمل. يشتمل كل كمبيوتر مكتبي وجهاز لوحي وهاتف ذكي على نظام تشغيل لتوفير الوظائف الأساسية للجهاز.

هدفه الرئيسي هو جعل نظام الكمبيوتر مريحًا للاستخدام ، وكذلك للاستفادة من الأجهزة بطريقة فعالة. يقوم نظام التشغيل بتنفيذ المهام الأساسية مثل تلقي مدخلات لوحة المفاتيح ومعالجة التعليمات وإرسال الإخراج إلى الشاشة.

ما هو نظام التشغيل؟

تحكم رئيسي

نظام التشغيل هو البرنامج الذي يعمل بمثابة التحكم الرئيسي في الكمبيوتر. عند تشغيله ، فإن برنامج التمهيد الصغير هو ما يقوم بتحميله.

على الرغم من أنه يمكن تحميل وحدات النظام الإضافية حسب الحاجة ، فإن الجزء الرئيسي المعروف باسم kernel أو kernel في جميع الأوقات موجود في الذاكرة.

عندما تم تقديم أجهزة الكمبيوتر لأول مرة ، تفاعل المستخدم معها من خلال واجهة سطر الأوامر ، والتي تتطلب أوامر مكتوبة. حاليًا ، تستخدم جميع أجهزة الكمبيوتر تقريبًا نظام تشغيل GUI (واجهة مستخدم رسومية) ، وهو أسهل بكثير في الاستخدام والتشغيل.

بالنسبة للأنظمة الكبيرة ، فإنها تفي بمسؤوليات مهمة. إنه يتصرف كشرطي مرور ، ويتأكد من أن البرامج المختلفة التي تعمل في نفس الوقت لا تتداخل مع بعضها البعض.

نظام التشغيل مسؤول أيضًا عن الأمان ، مما يضمن عدم تمكن المستخدمين غير المصرح لهم من الوصول إلى النظام.

وسيط بين المستخدم والأجهزة

في نظام الكمبيوتر ، يمكن للجهاز فقط فهم رمز الجهاز ، في شكل 0 و 1 ، وهو أمر غير منطقي للمستخدم العادي.

أنت بحاجة إلى نظام يمكنه العمل كوسيط وإدارة جميع العمليات والموارد الموجودة في النظام.

يمكن تحديد نظام التشغيل كواجهة بين الشخص والأجهزة. إنه الضامن لتنفيذ جميع العمليات ، ومعالجة الملفات ووحدة المعالجة المركزية ، وتخصيص الموارد والعديد من المهام الأخرى.

نظرًا لأن نظام التشغيل يعمل بشكل أساسي كواجهة مستخدم لجهاز الكمبيوتر ، فإنه يلعب دورًا مهمًا في كيفية تفاعلك مع الجهاز. لذلك ، يفضل العديد من المستخدمين استخدام نظام تشغيل معين.

قم بتشغيل التطبيقات

عندما يقوم مطورو البرامج بإنشاء تطبيقات ، يجب عليهم كتابتها لنظام تشغيل معين. هذا لأن كل نظام تشغيل يتواصل مع الأجهزة بشكل مختلف وله واجهة برنامج تطبيق محددة (API) يجب على المبرمج استخدامها.

على الرغم من أن العديد من البرامج الشائعة تعمل عبر الأنظمة الأساسية ، وتم تطويرها لأنظمة تشغيل متعددة ، إلا أن بعضها متاح فقط لنظام تشغيل واحد.

تتواصل البرامج مع نظام التشغيل لتتمكن من تنفيذ جميع العمليات التي تتعلق بإدارة الملفات وواجهة المستخدم.

الأهداف

الغرض من نظام التشغيل هو التحكم في الأجهزة والبرامج وتنظيمها بحيث يعمل الجهاز الذي تتم استضافته بشكل صحيح.

- إخفاء تفاصيل موارد الأجهزة من المستخدمين.

- جعل نظام الكمبيوتر مناسبًا للاستخدام بكفاءة.

- إدارة موارد نظام الكمبيوتر.

- تزويد المستخدمين بواجهة ملائمة لاستخدام نظام الكمبيوتر.

- توفير تبادل فعال وعادل للموارد بين المستخدمين والبرامج.

- تتبع من يستخدم أي مورد ، وتفويض طلبات الموارد والتدخل في الطلبات المتضاربة من مختلف البرامج والمستخدمين.

مكونات نظام التشغيل

Windows و Linux و iOS

توجد جميع المكونات اللازمة لأجزاء مختلفة من نظام الكمبيوتر للعمل معًا.

النواة

يوفر أحد المستويات الأساسية للتحكم في جميع أجهزة الكمبيوتر. النواة هي المكون المركزي لنظام التشغيل. يتم تحميله في البداية ويبقى في الذاكرة الرئيسية.

إدارة إمكانية الوصول إلى ذاكرة الوصول العشوائي للبرامج ، وتحديد البرامج التي يمكنها الوصول إلى الموارد. يقوم بتنفيذ حالات التشغيل لوحدة المعالجة المركزية من أجل التشغيل الأمثل في جميع الأوقات.

وحدة تنفيذ العملية

يوفر نظام التشغيل واجهة بين برنامج التطبيق والأجهزة ، بحيث يمكن لبرنامج التطبيق الاتصال بالأجهزة ببساطة عن طريق اتباع المبادئ والإجراءات المكونة في نظام التشغيل.

وحدة المقاطعة

المقاطعات ضرورية ، لأنها توفر طريقة موثوقة لنظام التشغيل للاستجابة لبيئته.

المقاطعة هي إشارة من جهاز متصل بالكمبيوتر ، أو من برنامج داخل الكمبيوتر ، يحتاج إلى نظام التشغيل ليحدد بالضبط ما يجب فعله بعد ذلك.

عند تلقي المقاطعة ، يضع الكمبيوتر أي برنامج قيد التشغيل قيد الانتظار ويحفظ حالته وينفذ رمز نظام التشغيل المرتبط بالمقاطعة.

وحدة إدارة الذاكرة

إنه مسؤول عن جميع جوانب إدارة الذاكرة. إنه يضمن أن البرنامج لا يتعارض مع الذاكرة المستخدمة من قبل برنامج آخر.

وحدة تعدد المهام

يصف تشغيل عدة برامج مستقلة على نفس الكمبيوتر. نظام التشغيل لديه القدرة على معرفة مكان هذه البرامج والانتقال من واحد إلى آخر دون فقدان المعلومات.

يتم ذلك باستخدام مشاركة الوقت ، حيث يستخدم كل برنامج جزءًا من وقت الكمبيوتر للتشغيل.

وحدة الأمان

إذا سمح الكمبيوتر بالتشغيل المتزامن لعمليات متعددة ، فيجب أن تضمن هذه العمليات أنشطة كل منها.

يجب أن يكون نظام التشغيل قادرًا على التمييز بين الطلبات التي يجب السماح بمعالجتها وتلك التي لا ينبغي معالجتها.

وحدة واجهة المستخدم

هذه الوحدة حيوية لكي يكون التواصل البشري ممكنًا. يتحقق ويطلب الخدمات من نظام التشغيل ، ويحصل على المعلومات من أجهزة الإدخال ويطلب أن تعرض خدمات نظام التشغيل رسائل الحالة وغيرها على أجهزة الإخراج.

وحدة إدارة البيانات

يتتبع البيانات عند تخزينها. يدير البرنامج البيانات من خلال اسم الملف وموقعه الخاص. يعرف محرك الأقراص هذا مكان تخزين البيانات فعليًا على محرك الأقراص الثابتة.

يتم التفاعل بين التطبيق ونظام التشغيل من خلال واجهة برمجة. عندما يحتاج أحد البرامج إلى حفظ المعلومات أو استرجاعها ، فإنه يستدعي هذه الوحدة المسؤولة عن فتح الملفات وقراءتها وكتابتها وإغلاقها.

أنواع أنظمة التشغيل

نظام التشغيل في الوقت الحقيقي (RTOS)

يتم استخدامها للتحكم في الأنظمة الصناعية والأدوات العلمية والآلات. لا يحتوي هذا النوع من أنظمة التشغيل تقريبًا على إمكانية واجهة المستخدم ، لأن النظام عبارة عن صندوق مغلق عند التسليم.

يستخدم هذا النوع من النظام بشكل أساسي لإدارة موارد الكمبيوتر بطريقة يتم فيها تنفيذ عملية معينة في نفس الوقت بالضبط في كل مرة تحدث فيها.

مستخدم واحد ، مهمة واحدة

يعمل هذا النوع من النظام على تشغيل أجهزة الكمبيوتر بطريقة يمكن لشخص واحد فقط أداء مهمة واحدة في وقت واحد.

ينتمي نظام Palm إلى هذا النوع ، ويستخدم لأجهزة الكمبيوتر المحمولة من تلك العلامة التجارية.

مستخدم واحد ، تعدد المهام

إنه الجهاز المستخدم حاليًا في أجهزة الكمبيوتر المكتبية. Windows هو نظام تشغيل حيث يمكنك تشغيل العديد من التطبيقات في وقت واحد.

بمعنى ، قد يقوم شخص ما بكتابة نص في معالج النصوص أثناء طباعة رسالة بريد إلكتروني وتنزيل ملف من الإنترنت.

متعدد المستخدمين

باستخدام هذا النوع من النظام ، يمكن للعديد من الأشخاص استخدام موارد الكمبيوتر في نفس الوقت.

يجب أن يتأكد نظام التشغيل من وجود توازن في متطلبات المستخدمين وأن كل برنامج يستخدمونه له موارد كافية بشكل منفصل بحيث إذا كانت هناك مشكلة مع مستخدم واحد فلن تؤثر على الآخرين.

تعد أنظمة تشغيل Unix و VMS المستخدمة في أجهزة الكمبيوتر الكبيرة جزءًا من هذا النوع من أنظمة التشغيل.

المميزات

واجهة المستخدم

حاليا كل شيء يعتمد على الرسومات ، واجهة المستخدم تشمل النوافذ والقوائم وطريقة التفاعل بين المستخدم والكمبيوتر.

قبل وجود واجهات المستخدم الرسومية (GUI) ، تم تنفيذ جميع العمليات باستخدام الأوامر. يمكن أن تدعم أنظمة التشغيل واجهات اختيارية.

إدارة الوظائف

تتحكم إدارة الوظائف في كل من الوقت والتسلسل اللذين يتم تشغيل التطبيقات فيهما.

تعد لغة التحكم في الوظائف الخاصة بشركة IBM شائعة في بيئة الكمبيوتر والخادم المتطورة. تم تطويره لجدولة العمل اليومي.

من الشائع على خوادم يونكس / لينكس تشغيل برامج صغيرة في أوقات معينة خلال اليوم.

في بيئة سطح المكتب ، يمكن كتابة ملفات الدُفعات لإجراء سلسلة من العمليات ، والتي يمكن جدولتها للبدء في أي وقت محدد.

ادارة المهام

تعتبر هذه الإدارة أمرًا بالغ الأهمية في بيئة الكمبيوتر والخادم. يمكن إعطاء الأولوية للتطبيقات للعمل بشكل أسرع أو أبطأ ، حسب الغرض منها.

على أجهزة كمبيوتر سطح المكتب ، عادةً ما يكون تعدد المهام تغييرًا للمهام ، مع إبقاء التطبيقات مفتوحة حتى يتمكن المستخدمون من التنقل بينها.

التعامل مع الجهاز

يمكن إدارة الأجهزة بواسطة نظام التشغيل من خلال استخدام التعليمات الموجودة في التعليمات البرمجية الخاصة بالجهاز المحيطي.

يُطلق على البرنامج المستخدم للتواصل مع الأجهزة الطرفية اسم برنامج التشغيل. مطلوب برنامج تشغيل محدد لكل جهاز متصل بالكمبيوتر.

الأمان

توفر أنظمة التشغيل حماية بكلمة مرور لإبعاد المستخدمين غير المصرح لهم عن النظام.

يتم الاحتفاظ بسجلات النشاط ، لتكون قادرة على توفير عدد من الوقت لأغراض الفواتير.

يمكنهم أيضًا توفير إجراءات النسخ الاحتياطي والاسترداد للبدء من جديد في حالة فشل النظام.

أنظمة التشغيل الأكثر استخدامًا

شبابيك

لقد كان نظام التشغيل الأكثر استخدامًا لأجهزة الكمبيوتر الشخصية. يحتوي كل إصدار على واجهة مستخدم رسومية ، يمكن للمستخدمين من خلالها عرض الملفات والمجلدات.

قدمته Microsoft مع الإصدار 1.0 في عام 1984. وأحدث إصدار للمستخدمين النهائيين هو Windows 10.

تتضمن الإصدارات السابقة من Windows Windows 3.1 و Windows 95 و Windows 98 و Windows Me و Windows XP و Windows Vista و Windows 7 و Windows 8.

كان أول إصدار موجه للأعمال من Windows ، يسمى Windows NT 3.1 ، في عام 1993.

يمكن تشغيل Windows على أي كمبيوتر من سلسلة x86 ، مثل معالجات Intel و AMD. لهذا السبب ، يمكن تثبيته في الغالبية العظمى من العلامات التجارية لأجهزة الكمبيوتر.

OS X

تم تصميم نظام التشغيل هذا بواسطة Apple لأجهزة كمبيوتر Macintosh. حل محل نظام التشغيل Mac OS 9 في عام 2001 كنظام تشغيل قياسي لنظام التشغيل Mac.

يعتمد على نظام Unix ويستخدم نفس النواة. توفر هذه النواة لنظام التشغيل OS X إمكانات أفضل للمعالجة المتعددة وإدارة أفضل للذاكرة.

تسمى واجهة OS X لسطح المكتب Finder وتتضمن العديد من الميزات القياسية ، مثل شريط القوائم الثابت في الجزء العلوي من الشاشة.

يحتوي نظام التشغيل هذا أيضًا على مكتبة كبيرة من الوظائف ، والتي يمكن استخدامها عند كتابة برامج Mac.

لينكس

إنه نظام تشغيل يشبه Unix تم إنشاؤه بواسطة Linus Torvalds. عندما تم الانتهاء من إنشاء إصدار يعمل من Linux ، تم توزيعه مجانًا ، مما ساعده على اكتساب الشعبية. حاليًا ، يستخدم Linux ملايين الأشخاص حول العالم.

نظام التشغيل هذا قابل للتخصيص بدرجة كبيرة. يمكن للمبرمجين تعديل التعليمات البرمجية المصدر وإنشاء نسختهم الخاصة من نظام التشغيل Linux.

غالبًا ما يتم تثبيت Linux على خوادم استضافة الويب لأن الخوادم التي تعتمد على هذا النظام أرخص في التكوين والصيانة من تلك التي تعتمد على Windows.

يتوافق Linux أيضًا مع العديد من الأنظمة الأساسية للأجهزة ، بما في ذلك Intel و PowerPC و DEC Alpha و Sun Sparc و Motorola.

ذكري المظهر

إنها منصة مجانية تعتمد على Linux. تم تطويره في الأصل بواسطة Google وتم إصداره في عام 2007 لمنصات الأجهزة المحمولة.

إنه منافس قوي لـ Apple iOS ، وهو نظام التشغيل المستخدم في iPhone من Apple.

أتاري

Atari Inc. هي شركة لإنتاج ألعاب الورق. طورت هذه الشركة أنظمة تشغيل مختلفة لوحدات التحكم الخاصة بها ، من بينها:

- جيمدوس

- BIOS

- XBIOS

- نظام التشغيل (TOS)

- MultiTOS

- FreeMiNT

نظام تشغيل بلاك بيري

Blackberry ، المعروفة سابقًا باسم Research In Motion Limited ، هي شركة كندية تنتج الأجهزة والبرامج. نظام التشغيل المستخدم في الأجهزة المحمولة هو BlackBerry OS ، والذي يعتمد على تقنية Java.

على عكس نظام التشغيل Android ، فإن نظام التشغيل BlackBerry هو نظام مغلق المصدر ، لذا لا يمكن استخدامه إلا على أجهزة الشركة.

JavaOS

يعد نظام تشغيل Java مفتوح المصدر ، لذا يمكن استخدامه على مجموعة متنوعة من الأجهزة ، وليس فقط تلك التي تنتجها الشركة.

إنه أيضًا نظام متعدد الأنظمة ، مما يعني أنه متوافق مع أنظمة التشغيل الأخرى (Windows و Linux وغيرها).

فري بي إس دي

نظام التشغيل FreeBSD هو نظام مصدر مجاني يعتمد على الأنظمة التي طورها Unix ، وهو متوافق مع نظام التشغيل GNU / Linux والتطبيقات التي طورتها.

يستخدم نظام التشغيل Yahoo! ولوحة مفاتيح Nintedo.

المراجع

1. قاموسك (2019). نظام التشغيل. مأخوذة من: yourdictionary.com.
2. كريستنسون (2012). شبابيك. شروط التقنية. مأخوذة من: techterms.com.
3. كريستنسون (2014). OS X. الشروط الفنية. مأخوذة من: techterms.com.
4. كيرت فرانكلين وديف كوستان (2019). أنواع أنظمة التشغيل. كيف تعمل الاشياء. مأخوذة من: computer.howstuffworks.com.
5. كريستنسون (2010). لينكس. شروط التقنية. مأخوذة من: techterms.com.
6. كريستنسون (2016). نظام التشغيل. شروط التقنية. مأخوذة من: techterms.com.
7. نقطة الدروس (2019). الكمبيوتر - نظام التشغيل. مأخوذة من: tutorialspoint.com.
8. جوزيف إتش فولكر (2018). مكونات نظام التشغيل. معمل الأرض. مأخوذة من: earthslab.com.