نظام تشغيل
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
نظام التشغيل هو برنامج مسئول عن إدارة موارد عتاد وبرمجيات الحاسوب، يقوم نظام التشغيل بالمهام اﻷساسية مثل إدارة وتخصيص مصادر الحاسب الآلي(الذاكرة ، القرص الصلب ، الوصول للأجهزة الطرفية الملحقة ..إلخ)، ترتيب أولوية التعامل مع اﻷوامر، التحكم في أجهزة اﻹدخال واﻹخراج، تسهيل الشبكات، وإدارة الملفات.
فهرس |
[تحرير] مقدمة
الحواسيب الحديثة متعددة اﻷغراض، شاملة الحواسيب الشخصية و الحواسيب العملاقة(mainframes)، لها نظام تشغيل ليشغل باقى البرامج مثل التطبيقات البرمجية. تشمل اﻷمثلة على أنظمة تشغيل الحواسيب الشخصية ميكروسوفت ويندوز، لينوكس، ماك أو.إس(داروين)، و يونكس.
تشمل الفوائد اﻷساسية لنظام تشغيل ما يلى:
- يسمح بتشغيل أكثر من برنامج في نفس الوقت
- يسهل برمجة التطبيقات البرمجية، ﻷن البرنامج لن يحتاج إلى إلى التعامل مع العتاد مباشرة. يدير نظام التشغيل العتاد وتفاعله مع البرمجيات. كما يوفر أيضا واجهة عالية المستوى للعتاد وطريقة للتفاعل مع البرامج اﻷخرى.
المستوى اﻷدنى من أى نظام تشغيل هو نواته. هذه هى الطبقة اﻷولى من البرمجيات التى يتم تحميلها في الذاكرة عند إقلاع التظام أو بدأ التشغيل. توفر النواة إمكانية الوصول إلى الخدمات المركزية الشائعة اﻷخرى لكل برامج النظام والتطبيقات. هذه الخدمات تشمل(وليس فقط): جدولة المهام، إدارة الذاكرة، الوصول للقرص، و الوصول ﻷجهزة العتاد.
كما هو الحال بالنسبة للنواة، فإن نظام التشغيل كثيرا ما يزود ببرمجيات نظام ﻹدارة واجهة المستخدم الرسومية (بالرغم من إدماج ويندوز و ماكينتوش لهذه البرامج في نظام التشغيل). وأيضا أدوات لمهام مثل إدارة الملفات و إعداد نظام التشغيل. في أحيان كثيرة يوزع مع نظام التشغيل برمجيات ليست لها علاقة مباشرة بالوظائف اﻷساسية لنظام التشغيل، ولكن من يوزع نظام التشغيل وجد فائدة في توزيعها معه.
الفاصل بين نظام التشغيل وبرمجيات التطبيقات غير واضح، وكثيرا ما يكون موضع خلاف. من وجهة النظر التجارية أو القانونية، فإن الفصل يعتمد على سياق اﻹهتمامات الداخلة في الموضوع. على سبيل المثال، واحد من اﻷسئلة الرئيسية في قضية الولايات المتحدة ضد ميكرسوفت هو هل متصفح ويب ميكروسوفت جزأ من نظام التشغيل أم لا.
كما هو الحال مع مصطلح "نظام تشغيل"، فإن الخلاف يدور أحيانا حول ما الذى يجب على النواة إدارته يالتحديد، مع النقاش حول هل يجب أن تكون أشياء مثل نظام الملفات في النواة أم لا. البعض يؤيد النواة الصغريه، و البعض النواة الاحاديه وهكذا.
تستخدم أنظمة التشغيل على أغلب، وليس كل الحواسيب. الحواسيب اﻷبسط، شاملة اﻷنظمة المغروسة اﻷصغر والعديد من الحواسيب المبكرة بدون نظام تشغيل، بدلا من هذا يعتمدوا على برامج التطبيقات لتدير العتاد بمعرفتها، و ربما بمسياعدة مكتبات صممت لهذا الغرض.
[تحرير] الخدمات
[تحرير] إدارة العمليات
أى عمل في حاسوب، سواء كان خدمة تعمل في الخلفية أو تطبيق، يجرى داخل عملية. ما دامت معمارية John von Neumann تستخدم في بناء الحاسوب، فلا يمكن تشغيل سوى عملية واحدة لكل و.م.م في كل مرة. أنظمة التشغيل اﻷقدم مثل MS-DOS لا تقدم أى محاولة لتجاوز هذه المحدودية و في الحقيقة يمكن لعملية واحدة فقط أن تعمل عليهم. تستطيع اﻷنظمة الحديثة محاكاة تشغيل أكثر من عملية مرة واحدة (متعددة المهام) على و.م.م واحدة. إدارة العمليات هى طريقة نظام التشغيل في التعامل مع العمليات العديدة العاملة. حيث أن أغلب الحواسيب تحتوى على و.م.م مفردة ذات قلب واحد، فإن الحصول على تعدد المهام يكون ببساطة عن طريق التحويل بين المهام بسرعة. و مع زيادة العمليات التى يشغلها المستخدم يصبح نصيب كل عملية من الوقت أقل، في كثير اﻷنظمة قد يسبب هذا مشاكل مثل تخطى أجزاء من ملفات الصوت أو حركة مرتعشة لمؤشر الفأرة. تشمل إدارة العمليات الحساب والتوزيع "للأنصبة الزمنية".
[تحرير] إدارة الذاكرة
طبقا لقانون باركينسون "البرامج تتمدد لتملأ الذاكرة المتوفرة لاحتواءهم". لهذا يحب المبرمجين ذاكرة لا نهائية الحجم ولا نهائية السرعة. في هذه اﻷيام فإن أغلب ذاكرة الحاسوب مرتبة في نمط شجرى بدآ بالسجلات (registers) اﻷسرع، الكاش، الرام، قرص التخزين وربما حتى اﻷشرطة المغناطيسية. مدير الذاكرة في نظام التشغيل يقوم بالتعامل مع أنواع الذاكرة، بتحديد أيها متوفر، وأيها يجب تخصيصه أو إلغاء تخصيصه وكيفية اﻹنتقال بين الذاكرة الرئيسية و الذواكر الثانوية. هذه العملية والتى يشار اليها غالبا باسم إدارة الذاكرة اﻹفتراضية تزيد من حجم الذاكرة المتوفرة لكل عملية (4 ج.ب لحاسوب بينتيم مثالى حتى لو كان حجم الرام الفيزيائى المتوفر لا يتعدى 265 م.ب). يأتى هذا على حساب السرعة التى تصبح بطيئة، ولكن يمكن أن تصبح سريعة جدا في الحالات المتطرفة، ومن هنا قد تحدث المشاكل.
جزء آخر مهم من إدارة الذاكرة، هو إدارة العناوين اﻹفتراضية، مع مساعدة من و.م.م. إذا كان هناك العديد من العمليات في الذاكرة فيجب منعهم من تعارض أى منهم مع ذاكرة اﻵخر (ما لم يكن هناك طلب محدد لمشاركة جزء محدود من الذاكرة بصورة محكومة). يتم تحقيق هذا عن طريق وجود فراغات عناوين منفصلة.
[تحرير] القرص وأنظمة الملفات
لدى الكثير من أنظمة التشغيل العديد من أنظمة الملفات التى يمكن استخدامها بشكل طبيعى، لينوكس لديه أكبر تنوع من أنظمة الملفات هذه، وهى ext2 ،ext3 ،ReiserFS ،Reiser4 ،GFS ،GFS2 ،OCFS ،OCFS2 ،NILFS و نظام ملفات جوجل. كما يدعم لينوكس أيضا أنظمة ملفات XFS و JFS بشكل كامل. مع دعم لنظام ملفات FAT ودعم قراءة NTFS. أما ويندوز فمحدود من ناحية دعمه ﻷنظمة الملفات حيث يدعم فقط: FAT12 ،FAT16 ،FAT32، و NTFS.
بالنسبة ﻷغلب أنظمة الملفات التي ذكرناها هناك طريقتان لتخصيصها. فالنظام هو إما أن يكون journaled أيْ مزود بقيد للحوادث وإما غير journaled. يعتبر النظام المزود بقيد الحوادث journaled خياراً آمناً في حالات تعافي النظام. لو حدث أن توقف النظام عن العمل فجأة (في حالة انقطاع الكهرباء مثلا) فإن نظام الملفات غير المزود بقيد للحوادث سيحتاج إلى نوع من الفحص في حين يحدث هذا تلقائيا في أنظمة الملفات المزودة بقيد الحوادث.
من أنظمة ملفات ويندوز المزودة بقيد الحوادث هي NTFS فقط، في حين أن كل أنظمة ملفات لينكس هي كذلك ما عدا ext2.
يتكون كل نظام ملفات من أدلة وأدلة فرعية منفصلة. ومع ذلك هناك اختلافات غير ملحوظة فمثلا أنظمة ملفات ويندوز تفصل بين المجلدات بالشرطة المائلة الراجعة "\" وأسماء الملفات غير حساسة لحالة اﻷحرف، على حين في يونكس يفصل بين المجلدات باستخدام الشرطة المائلة "\" وأسماء الملفات حساسة لحالة اﻷحرف.
[تحرير] الشبكات
أغلب أنظمة التشغيل الحديثة قادرة على استخدام بروتوكول الشبكات العالمى TCP/IP. مما يعنى أن أحد اﻷنظمة يمكن أن يظهر في شبكة نظام آخر، ويشاركه المصادر مثل الملفات، و الطابعة، و ماسح الصور.
الكثير من أنظمة التشغيل أيضا تدعم واحد أو أكثر من البروتوكولات التقليدية الخاصة بكل مصنّع، مثل SNA في أنظمة IBM، و البروتوكولات الخاصة بميكروسوفت في ويندوز. هناك أيضا بروتوكولات خاصة بمهام معينة مثل NFS للوصول للملفات.
[تحرير] اﻷمن
اﻷمن من منظور نظام التشغيل يعنى: التحقق من المستخدمين قبل السماح بالوصول، تصنيف مستوى السماحية بالوصول الذى يملكه المستخدم، و تحجيم مستوى الوصول تبعا للسياسة التى يحددها مدير النظام.
[تحرير] واجهة المستخدم
أغلب أنظمة التشغيل الحديثة اليوم توفر واجهة مستخدم رسومية(GUI). بعض أنظمة التشغيل اﻷقدم تربط بشكل وثيق بين الواجهة الرسومية و النواة مثل اﻹصدارات اﻷولى من ويندوز و ماك أو.إس. أنظمة التشغيل اﻷحدث تفصل بين نظام الرسوميات الفرعى و النواة (كما في ماك أو.إس.إكس و اﻷنظمة المبنية على ويندوز إن.تى.)
[تحرير] مشغلات العتاد
مشغل العتاد هو قطعة من يرمجيات الحاسوب صممت لتسمح بالتفاعل بين العتاد والبرمجيات.
[تحرير] واجهة التطبيقات
هذه الواجهة توفر لمطوري البرامج والتطبيقات مجموعة من الدوال الاساسية التي يكثر استعمالها مثل دوال لادارة الذاكرة والدوال الرسومية ودوال لادارة الملفات وغيرها . هذه الواجهة تسهل عمل المبرمج حيث انها توفر عليه القيام بهذه المهمات في البرامج التي يكتبها .
[تحرير] الوظائف الأساسية
لنظام التشغيل وظائف أساسية في عمل الحاسوب من أهمها:
- تنظيم ملفات المستخدم على العديد من وسائط التخزين (Storage Media) كالقرص الصلب والقرص المضغوط (CDROM). كما و يعتمد كل نظام تشغيل على نظام ملف( File System) خاص به، مثلا، تعتمد معظم أنظمة تشغيل مايكروسوفت ويندوز الجديدة على نظام NTFS.
- تنظيم البرامج المحمَلة على الحاسوب و قطع الأجهزة(hardware) المتصلة به، كالشاشة و الطابعة و لوحة المفاتيح...الخ
- معالجة أخطاء قطع الأجهزة و البرامج و تفادي خسارة المعلومات.
[تحرير] بعض الانظمة المتوفرة
- مايكروسوفت ويندوز، طور في العام ١٩٩2 في النسخة Widows3.1
- Mac OS X من شركة أبل، الذي بدأ تطويره في عام ١٩٨١ ، ذي المصدر المفتوح والذي يتمتع بشهرة كبيرة في المجال الإعلامي والتلفزيوني
- جنو/لينكس الحر مفتوح المصدر. (يمكن تنزيله عبر الانترنت)
- يونكس. طور في العام 1969، يتمتع بشهرة كبيرة في الأوساط الأكاديمية لدوره الكبير في تطوير شبكة إنترنت.
- ReactOS نظام تشغيل حر مفتوح المصدر متوافق مع نظام ويندوز.
- MS-DOS
- OS/2 المطور من قبل IBM
[تحرير] اقرأ ايضا
- تاريخ أنظمة تشغيل الحواسيب
- علم الحاسبات
- هندسة البرامج
- تطوير نظم التشغيل
[تحرير] انظر أيضا
- تصنيف انظمة التشغيل
- تاريخ أنظمة التشغيل
- قائمة أنظمة التشغيل
- مقارنة بين أنظمة التشغيل
- مقارنة بين أنظمة التشغيل مفتوحة المصدر
- مقارنة بين أنظمة تشغيل بي.إس.دي
- مقارنة بين نوى انظمة التشغيل
- الخط الزمني لأنظمة التشغيل
- نظام تشغيل موثوق Trusted operating system
- Important publications in operating systems
- نظام تشغيل هوليوود Hollywood operating system - computer clichés in movies and television
[تحرير] مواضيع أخرى
- Monolithic نواة – نواة ميكروية Microkernel – نواة نانوية Nanokernel – نواة خارجية Exokernel – آلة افتراضية Virtual machine – استدعاء نظام System call
- Asymmetric and Symmetric Multiprocessing (SMP) – Clustering – حوسبة موزعة Distributed computing
- أنظمة تشغيل الزمن الحقيقي Real-time operating system – مشاركة الزمن Time-sharing – تعدد المهام – نظام مضمر Embedded system – وحيد المستخدم Single-user – متعدد المستخدمين Multi-user
- Orthogonally persistent capabilities versus access control lists
- نظام تشغيل غرضي التوجه Object-oriented operating system
- نظام تشغيل مكتبي Disk operating system
- Hard disk drive partitioning
- Pseudo-OS is a OS that runs inside others OS
- LiveCD OS - Operating Systems bootable from a CD without need of hard disk installation.
- Operating system advocacy
- OS-tan (Personification of operating systems)
|
|
|
|---|---|
| بي.إس.دي • فري بي.إس.دي • جنو • آيركس • لينكس • ماك أو.إس إكس • مينكس • دوس • إم إس - دوس • سيمبيان • فري دوس • مايكروسوفت ويندوز • ReactOS • SkyOS • المزيد ... تحرير |
| فروع المعلوماتية |
الحقول الأساسية للمعلوماتية |
تحرير |
|---|---|---|
| معلوماتية نظرية | تحسيب | خوارزميات | نظرية المعلومات | نظرية الأتمتة | نظرية المخططات | نظرية التعقيد | تعمية | لغات شكلية | استمثال | بناء المترجمات البرمجية | نظرية أنظمة التشغيل | نظرية قواعد البيانات | نظرية التعمية | طريقة شكلية | تحسيب طبيعي | |
| معلوماتية عملية | أنظمة تشغيل | حوسبة | رسوميات الحاسب | قواعد بيانات | بنى بيانات | برمجة | |
| معلوماتية تقنية | تكنولوجيا المعلومات | شبكات الحاسب | عتاد الحاسب | أمن الحاسب | اختراق الحاسب | |
| معلوماتية تطبيقية | أنظمة معلومات | معلوماتية حيوية | معلوماتية جيولوجية | كيمياء حاسوبية | فيزياء حاسوبية | معلوماتية اقتصادية | وسائط متعددة | |
| ذكاء اصطناعي | تعلم آلي | معلوماتية عصبونية | طرق التصنيف | لغويات حاسوبية | |
| برمجيات | لغات البرمجة | برمجيات حرة | برمجيات تجارية | |
| أنظمة التشغيل | دوس | ويندوز | يونكس | لينكس | ماك أو إس | نتوير | تاريخ أنظمة تشغيل الحاسوب | |
| عتاد الحاسب | وحدة المعالجة المركزية | ذاكرة الحاسب | القرص الصلب | اللوحة الأم | |
