تعريف نظام التشغيل ( وظيفته - انواعه )

تعريف نظام التشغيل

مع تعريف نظام التشغيل العلمي والتكنولوجي الذي يشهده العالم هذه الأيام والإنتشار الواسع للحاسبات الإلكترونية وتطبيقاتها في مختلف الميادين ، وأنتشار الحاسبات الشخصية بصفة خاصة ، فقد كان من الضروری بمكان دراسة نظام تشغيل المختلفة التي تساعد المستخدم على التعامل مع الأنواع المختلفة من الحاسبات ، كما أن أختيار الحاسب المناسب أصبح لا يعتمد على المكونات المادية (Hardware) ولكن أيضا على عرف نظام التشغيل المستخدمة التي تتعامل مع هذه المكونات نظام تشغيل مفتوح المصدر .
تعريف نظام التشغيل ( وظيفته - انواعه )
تعريف نظام التشغيل ( وظيفته - انواعه )
نظام التشغيل OS هو أختصار للأحرف الأولى Operation System . وهو أول برنامج يستخدمه كل من يتعامل مع الحاسب الإلكتروني وبدونه لا يستطيع التعامل مع البيئة الخارجية للحاسب. فهو الذي يجعل الحاسب يعمل كما أن نظام تشغيل جزء مكمل للمكونات المادية للحاسب Hardware وبدونه لا يستطيع المستخدم التعامل مع هذه المكونات الصالحة للإستخدام. فيتكون نظام التشغيل من مجموعة متكاملة من البرامج النوعية المعقدة المكتوبة بلغة الماكينة Machine Language أو اللغات الرمزية Assembly أو بلغة ال C إحدى اللغات العليا المسيطرة على نظام التشغيل الحاسب ومراقبة الأنشطة والوظائف المختلفة بالشكل الذي يجعل النظام ككل يعمل بالقدر المطلوب وأقصى قدر من الكفاءة والفاعلية.

نظام التشغيل :- عبارة عن مجموعة من البرامج تقوم بمهام التحكم في تشغيل الحاسب بالدرجة التي تجعله قادرا على تنفيذ الأعمال المكلفة إليه بدون تدخل من مشغل الحاسب .. كما يقوم بجدولة الوظائف المنفذة على الحاسب. أو بمعنى آخر يقوم نظام تشغيل بتتفيذ برامج التطبيقات المقدمة للحاسب بطريقة منظمة وفعالة فهو الذي يتحكم في عمل برامج النظم المختلفة System Programs بالطريقة التي تمكنه من تنفيذ الأعمال اليومية نظام التشغيل يقوم بالتحكم في مكونات الحاسب وعمل البرامج التطبيقية.

ما هو نظام التشغيل

نظام التشغيل بصفة عامة يمثل حلقة الإتصال بين المستخدم والحاسب ، فالمستخدم يتعامل مع مكونات الحاسب المختلفة من خلال نظام التشغيل ، كما أن نظام التشغيل بنظم العمليات التي يقوم بها الحاسب ، وحتي يمكننا توضيح ذلك فلنا أن نتخيل ما كان يحدث قبل نظم التشغيل ، فإن مشغل الحاسب (operator) يقوم بتحميل أي عملية أو بيانات معينة على جهاز الإدخال ، ثم يقوم بإخلاء مكان بالذاكرة لإدخال هذه البيانات ولكي يفعل ذلك فإنه يسمح أي بيانات سابقة موجودة في هذا المكان ، ويستخدم لذلك عدد من المفاتيح ، ثم يكرر هذه العملية عند كل إدخال ، ويلاحظ خلال ذلك أن كثيرا من الوقت يضيع نتيجة استخدام مشغل الحاسب للمفاتيح في إدخال العمليات إلى الحاسب ، أما بعد استخدام نظم التشغيل فأصبحت السيطرة على هذه العمليات مسئولية نظام التشغيل . كما أصبح الإنتقال بين العمليات يتم من عملية إلى أخرى (job to job) بطريقة آلية لا يشعر بها مستخدم الحاسب ، ويعتبر هذا المثال نموذجا واحدا لآلاف العمليات المختلفة التي يقوم بها نظام التشغيل لتسهيل مهمة المستخدم والسيطرة على المكونات المادية للحاسب ويمكن تشبيه نظام التشغيل بالمدير الذي يدير مشروعة معينة ، فإذا أراد إدارة هذا المشروع بكفاءة عالية فإنه يقوم بتنظيم نشاطات المشروع والموارد Resources المستخدمة في تنفيذ هذه النشاطات ، وذلك بهدف تنفيذ المشروع في أقل وقت ممكن وبأحسن إستغلال للموارد المتاحة ، ونظام التشغيل ونظام التشغيل يقوم بنفس العملية ،بحث عن نظام التشغيل

وظائف نظام التشغيل

  1. التحكم في برنامج التطبيقات واعدادها للتشغيل المستمر.
  2. التحكم في إختيار وعمل وحدات الإدخال.
  3. تشغيل البرامج وإستدعاء البرامج المساعدة وتحميلها إلى وحدة التخزين الأساسية.
  4. التحكم في عملية تشغيل مجموعة من البرامج في وقت واحد. ففي حالة تنفيذ الحاسب الأكثر من برنامج في وقت واحد يكون في ذاكرة الحاسب أكثر من برنامج في نفس الوقت فيكن مهمة نظام التشغيل في هذه الحالة تحديد أولويات التشغيل لكل برنامج
  5. العمل على توفير أو تدبير الروتينات الفرعية (برامج الروتين) الازمة لتصحيح الأخطاء.
  6. تزويدنا عند الحاجة بتقرير كامل عن جميع الأعمال التي تمت أثناء عملية التشغيل ومعالجة البيانات (غالبأ فى هيئة تقرير مطبوع أو على الشاشة)

نظام التشغيل المثالى

كما سبق الإيضاح فإن نظم التشغيل تتنافس فيما بينها للوصول إلى الصورة المثالية لإستخدام الحاسب ومكوناته ، ولذلك فإنه يجب تحديد الصورة المثالية لنظام التشغيل بصفة مستمرة ، ولكن في ضوء نظم التشغيل الموجودة يمكن تحديد الخصائص العامة لنظام التشغيل المثالي في الآتي :-
  1. التحكم والسيطرة على مكونات الحاسب وذلك بالربط بين وحدة التشغيل المركزية ، والتي تعتبر بمثابة عقل الحاسب وبين باقي المكونات المادية بالحاسب.
  2. القيام بالعمليات الأساسية التي تساعد المستخدم على التعامل مع مكونات الحاسب مثل نسخ الملفات ومسحها ، ونسخ الأقراص وغيرها من المهام الأخرى العديدة ، وذلك باستخدام مجموعة أوامر commands يسهل على المستخدم حفظها والتعامل مع الحاسب من خلالها.
  3. التعامل مع برامج التطبيقات application programs مثل الجداول الإلكترونية spread sheets ، وبرامج معالجة الكلمات word processing ونظم إدارة قواعد البيانات Data base
  4. التحكم في الأعمال التي يقوم بها الحاسب Job control
  5. القدرة على أداء عدة وظائف في نفس الوقت Malitasking
  6. السماح لعدة مستخدمين للتعامل مع نفس الحاسب التي تستخدم وحدات طرفية بعيدة multiuser
  7. القدرة على التعامل مع شبكات الحاسب التي تستخدم وحدات طرفية بعيدة remote terminals
  8. القدرة على إضافة إمكانات جديدة لنظام التشغيل أو إلغاء إمكانيات أصبحت غير مطلوبة ، وذلك دون الحاجة إلى كتابة برنامج جديد لنظام التشغيل. وفي الأجزاء التالية سيتم إلقاء الضوء على هذه الخصائص بشئ من التفصيل.

مكونات نظام التشغيل

كما سبق الإيضاح فإن الذاكرة ، وهي تحتوي على جزئين رئيسيين للذاكرة أحدهما يسمى الذاكرة الدائمة (Rom) وهي إختصار Read Only Memory ، وهذه الذاكرة تسمح بقراءة محتوياتها فقط ولا تسمح بالتعديل فيها أو مسحا والجزء الأخر يسمى الذاكرة المؤقتة (RAM) وهي إختصار Random access memory وهي تسمح بقراءة محتوياتها والتعديل فيها أو مسحها ، كما أنها تختفي بمجرد فصل التيار الكهربي عن وحدة المعالجة المركزية.

ويمكن تمثيل الذاكرة بمجموع من الصناديق ، كل صندوق يمثل حرف (Byte) ، وكل صندوق يمكن تقسيمه إلى ثمانية أجزاء كل جزء يمثل (Bit) . هذه الأجزاء يمكن أن تكون خاية أو ممتلئة ، وبالتالي تأخذ فيها (0or 1) ، ويكون لكل صندوق عنوان يساعد وحدة المعالجة المركزية التعامل مع محتويات الصندوق بتغييرها أو استبدالها ، كما يمكن أن تأخذ بيانات عن طريق مصدر خارجي عن طريق لوحة المفاتيح Keyboared أو الأقراص المرنة وغيرها.

والعملية التي تقوم بها وحدة المعالجة المركزية ، وهي الحصول على البيانات من المصدر الخارجي مثل ولحة المفاتيح وغيرها وإدخالها الذاكرة المؤقتة (RAM) وكذلك أخذ البيانات من الذاكرة المؤقتة (RAM) وارسالها إلى مكونات الحاسب المختلفة مثل الشاشة display هذه العملية تسمى الإدخال والإخراج Input / output وتختصر كالآتي (I / O) وهنا تظهر أهمية نظام التشغيل ، فهو يقوم بمساعدة وحدة المعالجة المركزية على أداء هذه العملية حيث وحدة المعالجة المركزية يجب أن تعرف مكونات الحاسب الموصلة به مثل الطابعة Printer أو الشاشة Display إلخ ، كما يجب على نظم التشغيل أن تتعرف على أنواع هذه المكونات نظام التشغيل وخصائصها حتى يمكن آداء عمليات الإدخال وإخراج الطلوبة ولذلك تقوم وحدة المعالجة المركزية باستدعاء اللون بهذه المكونات من نظام التشغيل وتحصل على المعلومات المطلوبة عن هذه ال تتم في أجزاء من الثانية تحسب بالجزء من المليون في الثانية Microsecond وتكرر عند كل عملية إدخال أو إخراج (I / O) .

مهام نظام التشغيل

من مهام نظام التشغيل وهو قدرة نظام التشغيل على تشغيل أكثر من عملية على الحاسب في نفس الوقت ، فمثلا عند طباعة ملف ، يمكن طباعة ملف آخر على الحاسب ، وفي نفس الوقت تنفيذ عملية بحث عن حل في ملف معين وذلك يعني تنفيذ برنامجيين أو أكثر على نفس الحاسب Multiprogramming . وهذا لا يعني تنفيذ أوامر من عدة برامج في نفس اللحظة ، ولكنه يعني أن نظام التشغيل يقوم باستغلال الأوقات التي يكون فيها المعالج Processor غير مشغول بعملية معينة (مثل إنتظار الطباعة مثلا) ، فيقوم بتشغيله في عملية أخرى ، أي أن المعالج يكون مستغلا دائمأ بينما تكون الأوساط المؤقتة Buffers مشغولة بين المهام المختلفة من مهام نظام التشغيل التي تمكن الحاسب من العمل بكل سهولة ويسر .

انواع نظام التشغيل المستخدمة في الحاسبات الشخصية

كما يتم التوضيح في الأجزاء السابقة فإن خصائص نظم التشغيل أنها تتعامل مع مكونات الحاسب . المختلفة مثل الطابعات Printers والشاشات Displays ..... إلخ وهذه الخاصية في منتهى الأهمية بالنسبة للمستخدم حيث أن المكونات المادية للحاسب Hardware في تقدم مستمر وهذا يجعل المستخدم دائما متشوقة إلى أقتناء أحدث هذه المكونات فيمكن مثلا أن يستخدم الراسم Plotter بدلا من الطابعة Printer لذلك من الضرورى بمكان أن يكون نظام تشغيل المستخدم قادرة على التعامل مع هذه المكونات وتزداد قيمة نظام التشغيل المستخدم كلما زادت أنواع المكونات التي يمكن التعامل معها ، وفي هذا الجزء سيتم استعراض نظم التشغيل الشائعة الاستخدام مع الحاسبات الشخصية.

نظام التشغيل (80- CP / M )

نظام التشغيل (80- CP / M ) للحاسبات الشخصية أو Control Program Microprocessors

يمثل نظام التشغيل القياسي Standard للحاسبات الشخصية التي تستخدم المعالجة الدقيقة , (8080) (80 Z) والمقصود بالمعالجات الدقيقة هي الميكرو بروسيسور Microprocessor التي تمثل عقل الحاسب ، وهذه الأنواع من المعالجات تستخدم وحدات بيانات طولها (bit 8) ونتيجة أنتشار هذا النظام وشيوعه فقد أدخلت عليه بعض التعديلات حتى يصبح صالحة للإستخدام مع بعض أجهزة Apple.

نظام التشغيل ( OS / 2 ) ( MS - DOS )

تم تصميم نظام التشغيل ( MS - DOS ) بواسطة Microsoft Corporation وأصبح من أكثر نظم التشغيل شيوعا وأبسطها استخدامة ، وقد اكتسب شهرته من استخدامه كنظام تشغيل لأول جهاز الحاسوب شخصی تنتجه شركة (IBM) ، بعد ذلك بدأت معظم شركات الحاسب في استخدامه وقد تم تعديله عدة مرات ، ومازال يتم تعديله حتى الآن ، وقد بدأ بأول إصدار version من برنامج وهی (1 . 0 DOS) ثم أستمرت الشركة المنتجة في إنتاج إصدارات متعددة حتى وصلت إلى الأصدار (DOS 6.0).

وقد ظهر نظام جديد يعتبر أكثر تطورا من نظان (Ms Doc) وهو نظام 2/ Ms - Os ليستخدم مع الأجهزة (2/PS) أنتجته شركة (IBM) أيضا وهو نظام له مميزات متعددة منها استخدام نظام النوافذ Windows في أختيار الأوامر المطلوبة وذلك بالإضافة إلى استخدام الطريقة المعتادة في إدخال الأوامر عن طريق سطر الأوامر Command Line ، كما أنه يمتاز بخصائص النظام المثالي التي سبق شرحها مثل تعدد المهام Multitasking ، والعمل على شبكات الحاسب ، ومن أهم مميزات نظام التشغيل (2/OS) أنه يمكنه التعامل مع ذاكرة حتى 16 ميجا بايت إلا أمكانية الاستخدام المتعدد Multiuser غير متوفرة فيه.

ورغم مميزات نظام (2/OS) المتعددة إلا أنه ليس منتشرا أو شائع الإستخدام مثل نظام ( MS - DOS) حيث أن نظام التشغيل ( MS - DOS ) يستخدمه مالا يقل 10 مليون و التشغيل Ms doc سهل الإستخدام إلى درجة كبيرة بالإضافة إلى أنه يصل المعالج الدقيق (8080) والتي تعتبر أرخص الأجهزة ، كما أنها تمت الشخصية والمنزلية للحاسب ، أما نظام التشغيل (2/os) فإنه يعمل الدقيق (80286) أو المعالج الدقيق (80368) وهي أكثر تكلفة ، ونظرا لعديد من الإعتبارات المتعلقة بسهولة الاستخدام وتكاليف التطبيقات ودرجة تنوعها ،فإن نظام التشغيل (2/OS) لا يتوقع له انتشار كبير في المستقبل القريب.
اقراء أيضا
تعليقات
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق



    وضع القراءة :
    حجم الخط
    +
    16
    -
    تباعد السطور
    +
    2
    -