بحث عن أنظمة التشغيل

أنظمة التشغيل

نظام التشغيل (بالإنجليزيّة: Operating System) هو برنامج يُنزّل على القرص الصلب لجهاز الحاسوب يُتيح للمُستخدم تشغيل التطبيقات والبرامج، يتّم تحميله بواسطة برنامج التمهيد (بالإنجليزيّة: boot program)، و تطلب برامج التطبيقات من نظام التشغيل الخدمات من خلال واجهة تطبيق البرنامج (بالإنجليزيّة: API)، أو يُمكن للمستخدمين التفاعل مباشرة معه من خلال واجهة المستخدم؛ عبر سطر الأوامر (بالإنجليزيّة: command line)، أو واجهة المستخدم الرسومية (بالإنجليزيّة: GUI)، إلا أنّ مُعظم التطبيقات يتم كتابتها لنظام التشغيل للاستفادة من المكتبات (بالإنجليزيّة: libraries) البرمجيّة التي يوفرّها، دون القلق بشأن تفاصيل المكوّنات الماديّة التي يُديرها نظام التشغيل و يُمكّنها من التواصل معاً.

مكوّنات أنظمة التشغيل

كانت أجهزة الحاسوب قديماّ قادرة على تنفيذ برنامج واحد فقط، لكن تمّ تطوير أنظمة التشغيل الخاصّة بها في الخمسينات لتتضمن العديد من البرامج التي تسمى بالمكتبات، والتي تم ربطها معًا لإنشاء أنظمة التشغيل الأوليّة للأنظمة الحالية، و لنظام التشغيل العديد من المكوّنات والميّزات التي تختلف من نظام لآخر، إلا أنّ أغلبها يحتوي هذه المكونات الثلاثة:

نواة النّظام (بالإنجليزيّة: Kernel): و هي تُوفّر القدرة على التحكم الأساسي بجميع مكوّنات الحاسوب المادّية، و تشمل أدواره الرئيسية؛ قراءة و كتابة البيانات من و على الذاكرة، و تنفيذ الأوامر، وتحديد كيفية استقبال البيانات وإرسالها بواسطة الأجهزة مثل الشاشة ولوحة المفاتيح والفأرة، و تحديد كيفية تفسير البيانات المستلمة من الشبكات.
واجهة المستخدم (بالإنجليزيّة: User Interface): و هي تُتيح التفاعل مع المستخدم من خلال الأيقونات الموجودة على سطح المكتب، أو من خلال سطر الأوامر.
واجهة تطبيق البرنامج (بالإنجليزيّة: API): و هي تُتيح لمطوري التطبيقات (بالإنجليزيّة: application developers) كتابة الأكواد البرمجية على شكل وحدات (بالإنجليزيّة: modular code).

وظائف أنظمة التشغيل وخدماتها

إدارة المكوّنات المادّيّة (بالإنجليزيّة: Hardware) لجهاز الحاسوب مثل:
- وحدات الإدخال مثل؛ لوحة المفاتيح والفأرة.
- وحدات الإخراج مثل؛ شاشة العرض، و الطابعة، و الماسح الضوئي.
- أجهزة الشبكة مثل؛ أجهزة المودم، و أجهزة الراوتر، و اتصالات الشبكة.
- أجهزة التخزين مثل؛ محركات الأقراص الداخلية والخارجية، إضافة إلى خدمات إدارة الذاكرة وتسهيل التنفيذ الفعال للبرامج المثبّتة.
إعطاء الأدوار وتحديد ترتيب ومدّة التطبيقات التي يجب تشغيلها، لتشغيل العديد من البرامج في نفس الوقت في أنظمة التشغيل متعددة المهام.
إرسال رسائل إلى كل تطبيق، أو مستخدم تفاعلي، أو مشغّل نظام، حول حالة التشغيل و أيّ أخطاء قد حدثت خلال العمليّة.
إلغاء المهامّ الموجودة في ملف الباتش (بالإنجليزيّة: batch jobs) مثل أوامر الطباعة، حيث تُلغى حتى وإن تمّ تجهييزها للتنفيذ.
توفير معالجة متوازية (بالإنجليزيّة: parallel processing)، حيث يُشغّل البرنامج على أكثر من معالج واحد في نفس الوقت.

تصنيفات أنظمة التشغيل

تُصنّف أنظمة التشغيل إلى عدّة أنواع، هي:

إقرأ أيضا:مراحل تصفية المياه

متعددة المستخدمين (بالإنجليزيّة: Multi-user): وهي تسمح لعدّة مستخدمين بتشغيل البرامج في نفس الوقت، وقد يصل عدد المُستخدمين المتزامنين إلى المئات أو الآلاف.
متعددة المعالجة (بالإنجليزيّة: Multiprocessing): و هي تدعم وتستخدام و تُشغّل البرامج على أكثر من معالج.
متعددة المهام (بالإنجليزيّة: Multitasking): تسمح بتشغيل أكثر من برنامج أو تطبيق في نفس الوقت.
متعددة العمليات (بالإنجليزيّة: Multithreading): تسمح لأجزاء مختلفة من أحد البرامج أن تعمل بشكل متزامن في نفس الوقت.
ذات الوقت اللحظيّ (بالإنجليزيّة: Real time): تستجيب للمُدخلات بسرعة لحظة إدخالها.

الفرق بين نظام التشغيل التقليديّ والمحمول

تعتبر أنظمة تشغيل الحاسوب التقليديّة مألوفة أكثر لدى شريحة كبيرة من المستخدمين لتواجدها منذ فترة طويلة، و قد تمّ تحسينها والبناء عليها وتطويرها خلال العشرين أو الثلاثين سنة الماضية، و خلال هذا الوقت هيمنت بعض تصاميم هذه الأنظمة على السوق مثل نظام ويندوز من شركة مايكروسوفت (بالإنجليزيّة: Microsoft Windows)، ونظام ماك من شركة أبل (بالإنجليزيّة: Apple’s Mac)، إضافة إلى بعض أنظمة التشغيل مفتوحة المصدر (بالإنجليزيّة: Open-Source OS) المصممة لأجهزة الحاسوب التقليديّة مثل: نظام لينيكس (بالإنجليزيّة: Linux)، ونظام فري بي أس دي (بالإنجليزيّة: FreeBSD)، ونظام جنو (بالإنجليزيّة: GNU).

أنظمة تشغيل الحاسوب لم تكن مصممة لاستخدام الشبكات اللاسلكية (بالإنجليزيّة: wireless networks)، بل تمّ تطويرها كجزء فيزيائي من نظام سلكي (بالإنجليزيّة: wired system)، حيث ركّز المطورون و المهندسون على الكثير من التفاصيل الفنيّة مثل: بروتوكولات التمهيد (بالإنجليزيّة: boot protocols)، ومعالجة العمليات المتعددة (بالإنجليزيّة: multiple process handling)، وعملية وحدة المعالجة المركزية (بالإنجليزيّة: CPU operation).

إقرأ أيضا:بحث حول الاتصال

أمّا بالنسبة لأنظمة التشغيل المحمولة فهي مفهوم أحدث مبنيّ على أنظمة تشغيل الحاسوب، ويميل مطوروها إلى أخذ العناصر التقليدية لنظام تشغيل الحاسوب كقاعدة أساسية للنظام الجديد، ثمّ التركيز على حل المشكلات الجديدة للنظام، مثل: التصميم المتجاوب (بالإنجليزيّة: responsive design)، والوصول الثابت إلى الشبكة (بالإنجليزيّة: consistent network access)، وعناصر أخرى، وذلك لتوفير تطبيقات برامج يُمكن استخدامها عبر بيئات لاسلكية متنوعة.

أنظمة التشغيل التقليديّة

من أكثر الأمثلة شيوعاً وشعبية لأنظمة التشغيل التقليديّة أنظمة تشغيل أجهزة الحاسوب المنتشرة بين المستخدمين، ومنها:

ويندوز: وهو أكثر نظام مهيمن على عالم أنظمة التشغيل تُنتجه شركة مايكروسوفت لتشغيل أجهزة الحاسوب، ويوفرميّزات منها؛ تعدد المهام، وإدارة الذاكرة، و واجهة مستخدم رسومية، ودعم الأجهزة الطرفية.
ماك/ ماكنتوش: وهو نظام تشغيل تُنتجه شركة أبل يتميز بواجهة مستخدم رسومية تستخدم النوافذ و الأيقونات.
ليونكس: وهو نظام تشغيل تم تطويره من قِبَل لينوس تورفالدس مُستنداً إلى نظام تشغيل ليونكس، ويعدّ لينكس نظاماً مفتوح المصدر يعمل على عدد من الأجهزة.

أنظمة التشغيل المحمولة

يعدّ نظام التشغيل المحمول نظاماً أساسياً لتشغيل البرامج على أجهزة محمولة مثل الهواتف الذكيّة والأجهزة اللوحيّة وغيرها، وهو مسؤول عن تحديد الوظائف والميّزات المتوفرة على الجهاز، و المزامنة مع التطبيقات أوالبريد الإلكترونيّ أوالرسائل النصية وغيرها، إضافة إلى تحديد التطبيقات المحمولة التي يمكن تشغيلها على جهاز المستخدم، ومن أشهرالأمثلة عليها:

إقرأ أيضا:أهمية التكنولوجيا في حياتنا

نظام تشغيل أندرويد (بالإنجليزيّة: Android): وهو نظام مفتوح المصدر تُنتجه شركة جوجل بشكل مجانيّ للمُستخدمين، يشمل نظام تشغيل، وبرامج وسيطة، وتطبيقات رئيسية للأجهزة المحمولة مثل الهواتف الذكيّة، و تمت تسميّة إصدارات هذا النظام بأسماء مستوحاة من الحلوى.
نظام تشغيل بادا (بالإنجليزيّة: Bada): وهو نظام مغلق المصدر يوفر ميّزات عديدة مثل؛ عرض الرسومات ثلاثية الأبعاد، إضافة إلى القدرة على تنزيل التطبيقات وتثبيتها، أطلقته شركة سامسونج عام 2010 كنظام تشغيل لهاتفها الذكي سامسونج ويف (بالإنجليزيّة: Samsung wave).
نظام تشغيل بلاك بيري (بالإنجليزيّة: BlackBerry): وهو نظام طوّرته شركة ري سيرتش إن موشن (بالإنجليزيّة: Research In Motion) لتشغيل أجهزة بلاك بيري المحمولة، التي توفر للمستخدمين المزامنة بواسطة خادمها مع العديد من الخوادم الأخرى مثل خادم مايكروسوفت إكس تشينج (بالإنجليزيّة: Microsoft Exchange)، و خادم لوتس دومينو (بالإنجليزيّة: Lotus Domino)
نظام تشغيل أيفون (بالإنجليزيّة: iOS): و هو نظام خاص لتشغيل الأجهزة المصنّعة بواسطة شركة أبل فقط، مثل: الأيفون، والأيباد، والأيبود ، وهو مُشتق من نظام أبل ماك لأجهزة الحاسوب (بالإنجليزيّة: Apple’s Mac OS).
نظام تشغيل مي جو (بالإنجليزيّة: MeeGo): هو نظام تشغيل مُصمم للعمل على عدد من الأجهزة المختلفة مثل: الهواتف الذكية، وأجهزة الحاسوب المحمولة، والأجهزة اللوحية، ونظم المعلومات داخل السيارة وغيرها، الناتج من دمج نظامين هما؛ نظام ميمو (بالإنجليزيّة: Maemo ) من شركة نوكيا ونظام موب لين (بالإنجليزيّة: Moblin) من شركة إنتل.
نظام تشغيل بالم (بالإنجليزيّة: Palm): هو نظام تم إصداره عام 1996 لتشغيل جهاز بايلوت 1000 (بالإنجليزيّة: Pilot 1000) المحمول، وقدّمت الإصدارات الحديثة منه ميّزات جديدة لدعم المعالجات الجديدة، وبطاقات الذاكرة الخارجية، وحسّنت خواصّ الأمان، إضافة إلى تحسّين دقة الشاشة والاتصالات اللاسلكية وقدرات الوسائط المتعددة.