مفاهيم أساسية حول أنظمة التشغيل وأنواعها

عناصر الموضوع

1- ماهو نظام التشغيل؟

2- الغرض من نظام التشغيل

3- ميزات أنظمة التشغيل

4- أنواع أنظمة التشغيل

تأتي أنظمة التشغيل بأشكال مختلفة، بعضها مخصص لأجهزة الكمبيوتر والبعض الآخر للهواتف المحمولة. وهي تساعد في دعم وظائف مثل إدارة الذاكرة وأمن البيانات والتحكم في الجهاز. علاوة على ذلك اكتشف المزيد حول ماهية نظام التشغيل ووظيفته وأنواع نظام التشغيل المشترك المستخدمة لأغراض مختلفة. وسوف يتم التعرف على مفاهيم أساسية حولها وأنواعها من خلال مقالنا.

1- ماهو نظام التشغيل؟

نظام التشغيل (OS) هو مجموعة مهمة من البرامج التي تتحكم في العمليات التي يقوم الكمبيوتر بتشغيلها، بما في ذلك جميع البرامج والتطبيقات. وبالإضافة إلى إدارة الموارد (مثل محركات الأقراص والطابعات). علاوة على ذلك يقوم نظام التشغيل على الكمبيوتر بإنشاء واجهة المستخدم وإدارة جميع التطبيقات البرمجية.

يسمح نظام التشغيل للكمبيوتر بالتفاعل مع الأجهزة والبرمجيات ويسهل استخدام الأجهزة، سيتم التعرف على مفاهيم أساسية حول أنظمة التشغيل وأنواعها، يحتوي نظام التشغيل على مكونين رئيسيين:

• النواة: هي المكون المركزي حيث تتم معالجة البيانات بواسطة الأجهزة ويمر الإخراج من خلال البرنامج (نظام التشغيل) إلى المكون الثاني، وهو الصدفة.
• الطبقة الخارجية: لنظام التشغيل هي الصدفة، التي تدير كيفية تفاعلك مع نظام التشغيل وتوفر أوامر النظام بناءً على مدخلاتك. يأتي جهازك في البداية مزوداً بأحدث إصدار من نظام التشغيل، ولكن في معظم الحالات يمكنك تحسين أداء جهازك من خلال التحديث إلى أحدث إصدار. [1]

2- الغرض من نظام التشغيل

 أولها الغرض العام من نظام التشغيل هو جعل جهازك قابلاً للاستخدام من خلال دعم وظائف تطبيقات البرامج وإدارة مكونات أجهزة جهازك. تتمثل الوظائف الرئيسية لنظام التشغيل فيما يلي: [2]

• إدارة الموارد: يدير نظام التشغيل الموارد المادية للكمبيوتر، مثل المعالج وذاكرة الوصول العشوائي وأجهزة الإدخال/الإخراج. يضمن نظام التشغيل استخدام هذه الموارد بكفاءة وأمان.
• توفير واجهة المستخدم: يوفر نظام التشغيل واجهة للمستخدم للتفاعل مع الكمبيوتر. علاوة على ذلك تسمح هذه الواجهة للمستخدم بتشغيل البرامج وإدارة الملفات وتهيئة إعدادات الكمبيوتر.
• إدارة الملفات: يدير نظام التشغيل الملفات الموجودة على الكمبيوتر. يسمح نظام التشغيل للمستخدمين بإنشاء الملفات وحذفها وتعديلها ونسخها ونقلها.
• إدارة الذاكرة: يدير نظام التشغيل الذاكرة على الكمبيوتر. يضمن نظام التشغيل استخدام الذاكرة بكفاءة وعدم تداخل التطبيقات مع بعضها البعض.
• إدارة الأجهزة: يدير نظام التشغيل أجهزة الإدخال والإخراج على الكمبيوتر. علاوة على ذلك يسمح نظام التشغيل للتطبيقات بالتفاعل مع الأجهزة مثل لوحة المفاتيح والماوس والشاشة والطابعة.

3- ميزات أنظمة التشغيل

مفاهيم أساسية حول أنظمة التشغيل وأنواعها، يأتي نظام التشغيل مع عدد كبير من الميزات التي تمكنهم من أداء وظائفهم الحيوية بكفاءة. دعونا نستكشف بعض الميزات الرئيسية التي من المهم جدًا معرفتها لوظيفة مشغل الكمبيوتر: [3]

• دعم المستخدمين المتعددين: يدعم العديد من نظام التشغيل العديد من المستخدمين، مما يسمح لهم بمشاركة نفس الكمبيوتر مع الحفاظ على البيئات الفردية.
• تعدد المهام: يتيح نظام التشغيل للمستخدمين تشغيل تطبيقات متعددة في وقت واحد، مع تلقي كل عملية نصيبها العادل من وقت وحدة المعالجة المركزية.
• مراقبة الأمن والوصول: ينفذ نظام التشغيل آليات توثيق المستخدمين ومراقبة الدخول لحماية البيانات الحساسة وموارد النظام.
• إدارة الملفات: تقدم أدوات لإنشاء الملفات والأدلة وتنظيمها وإدارتها بكفاءة.
• إدارة الجهاز: يتعامل نظام التشغيل مع إدارة أجهزة الأجهزة المختلفة، مثل الطابعات والماسحات الضوئية ومحركات التخزين.
• الشبكات: يدعم العديد من نظام التشغيل الحديث قدرات الشبكات، مما يسمح للأجهزة بالاتصال والتواصل عبر الشبكات المحلية والعالمية.
• واجهة المستخدم الرسومية (GUI): يوفر نظام التشغيل مع واجهات المستخدم الرسومية واجهة مرئية سهلة الاستخدام، مما يسهل على المستخدمين التفاعل مع الكمبيوتر.

بالنسبة لأولئك الذين يتطلعون إلى توسيع فهمهم لكيفية تفاعل أنظمة التشغيل مع بيئات تطوير الويب. علاوة على ذلك يمكن أن يكون التسجيل في دورة أسس تطوير الويب طريقة رائعة لترسيخ هذه المفاهيم مع اكتساب مهارات ترميز عملية.

4- أنواع أنظمة التشغيل

إلى جانب مهارات الكمبيوتر الأساسية، من المهم أيضاً التعرف على هذه الأنواع. هناك أنواع مختلفة من أنظمة التشغيل، كل نوع منها مصمم خصيصاً لتلبية احتياجات الكمبيوتر المحددة. دعونا الآن ندرس الأنواع الأساسية: [4]

أنظمة التشغيل الدفعية

كانت أنظمة التشغيل الدفعية شائعة في الأيام الأولى للحوسبة، خاصة على الحواسيب المركزية. تم تصميمها لمعالجة المهام على دفعات دون تفاعل مباشر من المستخدم.

 يقوم المستخدم بإرسال المهام إلى النظام ويتم تنفيذ المهام واحدة تلو الأخرى. هذه الأنظمة فعالة للمهام المتكررة وكثيفة الاستخدام للموارد مثل كشوف المرتبات أو تحليل مجموعات البيانات الكبيرة.

أنظمة البرمجة المتعددة

ترتقي أنظمة التشغيل متعددة البرامج بالكفاءة خطوة إلى الأمام من خلال السماح بتحميل برامج متعددة في الذاكرة في نفس الوقت. فبينما ينتظر أحد البرامج عمليات الإدخال/الإخراج أو غيرها من التأخيرات. علاوة على ذلك يمكن لوحدة المعالجة المركزية تشغيل برنامج آخر. يعمل هذا النهج على تحسين استخدام وحدة المعالجة المركزية ويقلل من وقت الخمول، وبالتالي تحسين أداء النظام بشكل عام.

الأنظمة متعددة المعالجات

تستخدم أنظمة التشغيل متعددة المعالجات وحدات معالجة مركزية متعددة على حاسوب واحد. تقوم هذه الأنظمة بتوزيع المهام عبر وحدات معالجة مركزية متعددة، مما يتيح معالجة متوازية حقيقية. علاوة على ذلك يزيد هذا النهج من قوة الحوسبة بشكل كبير وغالبًا ما يوجد في الخوادم ومحطات العمل عالية الأداء والحواسيب الفائقة.

أنظمة التشغيل متعددة المهام

تم تصميمها متعددة المهام لأجهزة الكمبيوتر الشخصية ومحطات العمل وتسمح للمستخدمين بتشغيل تطبيقات متعددة في وقت واحد. يعمل كل تطبيق كعملية منفصلة ويقوم نظام التشغيل بإدارة تخصيص وقت وحدة المعالجة المركزية لكل عملية. علاوة على ذلك يمكن للمستخدمين التبديل بسلاسة بين التطبيقات واستخدام موارد النظام بكفاءة.

أنظمة تشغيل تقاسم الوقت

تنقل أنظمة التشغيل التي تعمل بنظام مشاركة الوقت تعدد المهام إلى المستوى التالي من خلال تقسيم وقت وحدة المعالجة المركزية بين عدة مستخدمين. يتم منح كل مستخدم فترة زمنية (مقدار الوقت الذي يعمل فيه برنامجه).

وهو واحد من مفاهيم أساسية حول أنظمة التشغيل وأنواعها، وهذا يخلق وهمًا بأن كل مستخدم لديه جهاز مخصص، حتى لو كان النظام مشتركًا بين عدة مستخدمين. علاوة على ذلك تعد مشاركة الوقت ميزة من ميزات الحوسبة التفاعلية وتتيح مهام مثل تحرير النصوص وإدخال البيانات والتواصل عبر الإنترنت.

أنظمة التشغيل الموزعة

هي مصممة لبيئات الحوسبة المتصلة بالشبكة حيث تكون أجهزة كمبيوتر متعددة مترابطة. فهي تدير الموارد عبر أجهزة متعددة وتسمح للمستخدمين بالوصول إلى الملفات والخدمات من مواقع مختلفة. علاوة على ذلك فهي تسهل التعاون ومشاركة الموارد، مما يجعلها مناسبة لشبكات المؤسسات الحديثة والحوسبة السحابية.

أنظمة تشغيل الشبكة

تعمل أنظمة تشغيل الشبكة على تحسين موارد الشبكة وتسهيل الاتصال في البيئات المترابطة. تُستخدم أنظمة تشغيل الشبكة بشكل شائع في بنيات الخادم-العميل حيث يتم توصيل أجهزة كمبيوتر متعددة بخادم مركزي. علاوة على ذلك تقوم أنظمة تشغيل الشبكة بإدارة وصول المستخدم ومشاركة الملفات واتصال البيانات عبر الشبكة. يمكن أن يساعد التعرف على أنظمة تشغيل الشبكة أيضًا في تسليط الضوء على ظهور الحوسبة الطرفية.

أنظمة التشغيل في الوقت الحقيقي (RTOS)

وهي مصممة للتطبيقات التي تتطلب أوقات استجابة دقيقة ويمكن التنبؤ بها. وغالباً ما تُستخدم في الأنظمة المدمجة والروبوتات وأنظمة التحكم في السيارات والأتمتة الصناعية. علاوة على ذلك تقوم أنظمة التشغيل الآني بتحديد أولويات المهام بناءً على المواعيد النهائية لضمان تنفيذ العمليات الحرجة في الوقت المحدد.

أنظمة التشغيل ذات المستخدم الواحد والمهمة الواحدة

صُممت لدعم مستخدم واحد فقط وأداء مهمة واحدة في كل مرة؛ ومن الأمثلة على ذلك نظام تشغيل الأقراص مايكروسوفت (MS-DOS) والإصدارات السابقة من نظام تشغيل ماكنتوش من شركة آبل.

أنظمة تشغيل متعددة المهام لمستخدم واحد

تسمح لمستخدم واحد بأداء مهام متعددة في وقت واحد أو بالتوازي. علاوة على ذلك فهي تتيح تعدد المهام بكفاءة من خلال تقسيم وقت المعالج بين المهام المختلفة؛ ومن الأمثلة على ذلك مايكروسوفت ويندوز وماك أو إس وتوزيعات لينكس مثل أوبونتو.

أنظمة التشغيل المدمجة

هي المضمّنة خفيفة الوزن ومُحسّنة للتشغيل على الأجهزة محدودة الموارد مثل الهواتف الذكية وأجهزة إنترنت الأشياء والأنظمة المدمجة في السيارات والأجهزة. وهي مصممة لبنى أجهزة محددة وغالباً ما توفر وظائف في الوقت الحقيقي. ومن الأمثلة على ذلك Android Things وFreeRTOS وWindows Embedded Compact.

أنظمة التشغيل الافتراضية

تسمح أنظمة التشغيل الافتراضية والمشرفات الافتراضية بتشغيل عدة أجهزة افتراضية (VMs) على جهاز مادي واحد، مما يتيح مشاركة الموارد وعزلها بشكل فعال بين الأجهزة الافتراضية واستخدام أفضل لموارد الأجهزة. ومن الأمثلة على ذلك VMware ESXi وMicrosoft Hyper-V وKVM.

في الختام، يوجد العديد من مفاهيم أساسية حول أنظمة التشغيل وأنواعها، ففهم هذه الأنواع المختلفة منها أمر ضروري للتكيف مع أهمية التحول الرقمي في الأعمال التجارية في المستقبل.

• Gcf globalماهو نظام التشغيل؟ - بتصرف
• Hsoub الغرض من نظام التشغيل - بتصرف
• Quora ميزات أنظمة التشغيل - بتصرف
• Times proأنواع أنظمة التشغيل - بتصرف

مشاركة المقال

وسوم