أنظمة التشغيل تعريفها ووظائفها وأنواعاها.
تعريف نظام التشغييل
ويمكن اعتبار نظام التشغيل Operating System أو اختصارًا OS بمثابة المدير
العام لجهاز الحاسوب فهو الذي يدير جميع البرامج والأجهزة الموجودة على
الحاسوب فهو البرنامج الأساسي المدمج في جهاز الحاسوب، يعتبر نقطة الاتصال بين المستخدم والعتاد (hardware)، حيث توفر واجهة
لتبادل المعلومات بين المستخدم ومكونات الجهاز.فهوالذي يُحمَّل ويعمل
تلقائيًا بمجرد أن تشغل حاسوبك ويسمح له بالتفاعل مع العتاد والبرامج المختلفة بسهولة.
وظيفة نظام التشغيل التشغييل:
يقوم نظام التشغييل Operating System بالعديد من المهام والوظائف التي تضمن عمل جهاز الحاسوب بالشكل الجييد والأمثل وفي ما يلي نعر بعض أهم وظائف أنظمة التشغييل.
- الحماية واكتشاف الأخطاء: من المهام التي يجب أن يحققها نظام التشغيل هي مراقة أمان جهاز الحاسوب واكتشاف أي خطأ أو خلل قد يحدث في جهاز الحاسوب، ويفحص النظام بشكل دوري بحثًا عن أي تهديد خارجي أو محاولة اختراق أو نشاط برمجي ضار، كما يجب عليه أيضًا فحص كافة العتاد والأجهزة المتصلة بالحاسوب للتأكد من عدم وجود أي ضرر فيها وفي حال وجد أي طارئ أو ضرر يجب عرض تنبيه للمستخدم ويوجهه ليقوم باتخاذ الإجراء المناسب.
- التحكم في أجهزة الإدخال والإخراج: من مهام نظام التشغيل الأساسية التحكم في أجهزة الإدخال والإخراج وإدارة طريقة استخدامها حيث يدير نظام التشغيل أجهزة الإدخال والإخراج بطرق مختلفة فهو يسجل كافة الأجهزة التي تطلب استخدام وحدة المعالجة المركزية CPU ويمكّنها من استخدامها بحسب أولوية الطلب، على سبيل المثال إذا أراد المستخدم الكتابة في مستند نصي وضغط على مفتاح ما على لوحة المفاتيح فيجب أن يعطى هذا الطلب مستعجل وله أولوية قصوى ويقاطع تنفيذ باقي العمليات ليظهر الحرف الذي كتبه مباشرة.
- توفير واجهة مستخدم: وفر نظام التشغيل واجهة للتفاعل مع الجهاز، سواء كانت واجهة رسومية تفاعلية (GUI) أو واجهة أوامر (CLI). هذا يجعل من السهل على المستخدمين تنفيذ المهام والوصول إلى الملفات والتطبيقات.
- إدارة موارد الحاسوب: يقوم نظام التشغيل بإدارة موارد الحاسوب مثل المعالج (CPU) والذاكرة والتخزين بطريقة فعالة. هذا يساعد في توزيع الموارد بين البرامج المختلفة بطريقة تسمح بتشغيلها بكفاءة دون تداخل.
- إدارة الملفات والمجلدات: التي تسمح للمستخدمين بالتعامل مع المجلدات والملفات بمختلف أنواعها كإنشائها وحذفها ونسخها ونقلها وإعادة تسميتها، كما يخزن نظام التشغيل كافة التفاصيل المتعلقة بالملفات المختلفة ويسهل البحث عنها ومن أهم المعلومات التي يخزنها نوع أو تنسيق الملف، وحجم الملف، وموقع تخزينه ووقت إنشائه، ومتى عُدّل آخر مرة.
- إدارة الذاكرة: يتولى نظام التشغيل مهمة إدارة الذاكرة ويوفر للمستخدم إمكانية تشغيل أكثر من برنامج في نفس الوقت أو العمل على أكثر من مستند في نفس الوقت، ويعتمد نظام التشغيل في تحقيق ذلك على عدة طرق ومنهجيات من أهمها منهجية تبديل الصفحات paging وفيها يتم تقسيم الذاكرة إلى كتل ذات حجم متساوي تعرف بالصفحات pages ويختلف حجم هذه الصفحات من نظام تشغيل لآخر، وعند تشغيل أي برنامج وتحميله في الذاكرة يحدد نظام التشغيل حجم الذاكرة التي يحتاجها هذا البرنامج ويخصص له عدد صفحات كافية تكفي لعمله وعند إغلاق البرنامج تحرر هذه الصفحات وتصبح متاحة للاستخدام من قبل البرامج الأخرى.
- إدارة الأجهزة الطرفية: من مهام نظام التشغيل أيضًأ إدارة مختلف الأجهزة الطرفية المتصلة بالحاسوب، أي الأجهزة التي ترسل البيانات من وإلى الحاسوب مثل الفأرة ولوحة المفاتيح والطابعة والماسح الضوئي والكاميرا …إلخ. حيث يستخدم نظام التشغيل برنامجًا يسمى برنامج تشغيل الجهاز الطرفي ويكون لكل جهاز برنامج تشغيل خاص يتحكم بطريقة عمله.
- إدارة العمليات: في بداية ظهور أنظمة التشغيل كان يسمح بتنفيذ عملية واحدة في الوقت الواحد وبالتالي كان بإمكان هذه العملية قيد التشغيل الاستفادة من كافة موارد النظام. والمقصود بالعملية أي جزء أو مهمة من برنامج أو تطبيق قيد التشغيل حاليًا والذي ينفذه معالج الحاسوب.
- إدارة المعالجات: كانت معظم أنظمة التشغيل في بداية ظهور الحواسيب أنظمة ذات معالج واحد Single-processor systems أي أنها تحتوي على وحدة معالجة مركزية واحدة فقط، في حين تدعم معظم أنظمة التشغيل اليوم إمكانية استخدام أكثر من معالج واحد ويطلق عليها اسم الأنظمة متعددة المعالجات Multi-processor systems حيث يتولى نظام التشغيل في هذه الحالة إدارة هذه المعالجات التي تعمل معًا على التوازي في نفس جهاز الحاسوب ويوزع الموارد بينها بالشكل الأمثل.
- إدارة الأمان: يوفر نظام التشغيل طبقات مختلفة من الأمان لحماية البيانات والمعلومات المخزنة على الجهاز. يقوم بتنفيذ سياسات الوصول والتشفير والحماية من البرامج الضارة والاختراقات الأمنية.
أشهر أنواع أنظمة التشغييل
نظام التشغيل ويندوز (Windows):
تم إطلاق نظام تشغيل ويندوز Windowsمن خلال شركة مايكروسوفت 20 تشرين الثاني 1985،
في بداية الأمر كان عبارة عن لوحة مساعدة للكتابة النصية في نظام تشغيل
دوس، وكان سيدعى في الأصل «إدارة الواجهة». بعد ذلك تم فصله عن دوس كنظام تشغيل معتمد من شركة مايكروسوفت، حيث
يعتبر نظام تشغيل ويندوز من أسهل وأكثر أنواع أنظمة التشغيل الأكثر استخداما في
جميع أنحاء العالم، بالإضافة إلى أنه أشهر أنظمة التشغيل الخاصة بأجهزة الحاسوب ، بعد ذلك تم إنتاج إصدارات متعددة ومتتالية حسب كل سنة صدور النسخة المعتمدة من نظام تشغيل
ويندوز، وهما: ويندوز 98، ويندوز 2000، ويندوز XP، ويندوز 7، ويندوز 8،
ويندوز 10 .
نظام التشغيل لينكس (Linux):
يعتبر نظام تشغيل لينكس Linux من أكثر الأنظمة استخداما وشهرة مقارنة بأنظمة التشغيل الأخرى، فهو نظام مفتوح تم إصداره بشكل تعاوني بين الشركات، ولا توجد شركة معينة مسئولة عن إصداره، فهو من أبرز أمثلة البرمجيات الحرة والمفتوحة المصدر نشطة التطوير، ويدعم كل لغات العالم تقريبًا، وبسبب كونه حرًّا (مفتوح المصدر) يسمح للجميع إمكانية استعماله وتعديله وتوزيعه بطريقة تجارية أو غير تجارية وذلك حسب الرخص التي يعتمدها مثل رخصة جنو العامة.
نظام تشغيل Mac OS
نظام التشغيل Mac OS هو نظام تشغيل طورته شركة آبل الأمريكية، وظهر لأول مرة في سنة 1984. كان الاصدار الأول يعرف بـ"Macintosh System Software"، ومن ثم تطور بأسماء مختلفة على مر السنين، مثل "System 6" و "System 7". في عام 2001، قامت آبل بإطلاق نظام التشغيل Mac OS X، الذي كان مبنيًا على نواة Unix وكان يوفر ميزات متطورة وواجهة مستخدم أنيقة، حيث أصبح هذا النظام مُخصّصًا لأجهزة أبل اللوحية والمحمولة، يوجد العديد من المزايا التي يتميز بها هذا النظام.
خلاصة
و بما ثم ذكره سابقا نكون قد تعرفنا على نظام التشغيل وعلى أهميته، والأدوار التي سقوم بها، حيث يعتبر نظام التشغيل عو المشغل والمحرك الأساسي لتواصل مع عتاد الحاسوب