|

يعرف نظام
التشغيل على أنه مجموعة من البرامج التي تتحكم وتشرف وتدعم معدات
الحاسوب والحزم التطبيقية ولا يمكن لأي جهاز حاسوب أن يعمل إلا عند
توفر نظام التشغيل الذي يحمل من الذاكرة الثانوية (الاقراص
الممغنطة)إلى الذاكرة الرئيسية عند تشغيل الجهاز ليبدأ بإدارة العمل في
الجهاز ويتكون نظام التشغيل من مجموعة من البرامج المتكاملة تعمل كفريق
كل منها يؤدي مهمات معينة برنامج التحكم الرئيسي في نظام التشغيل هو
المشرف (Supervisors)
ويعرف بالمراقب Monitors أو المنفذ
Executive وهو المسؤول عن توجيه النشاطات لجميع
أجزاء نظام التشغيل وعند تشغيل الحاسوب لأول مرة فإن المشرف هو أول
برنامج يحمل من جهاز إقامة النظام إلى الذاكرة الرئيسية .
وظائف نظم التشغيل
1. تمكين الاتصال بين الحاسوب والمستخدم من خلال واجهة المستخدم التي تكون
على شكل أوامر يعطيها المستخدم للجهاز Command based
أو على شكل واجهة رسومية وقوائم يختار منها المستخدم الأمر المطلوب
Graphical User Interface كما هو الحال في برمجية
Windows .
2. وتوزيع المعدات المشتركة على المستخدمين في الشبكة وجدولة
استخدامها فإذا كانت هناك طابعة واحدة مع عدة أجهزة مرتبطة مع بعضها البعض عن
طريق الشبكة وأراد عدد من المستخدمين طباعة وثائقهم باستخدام الطابعة في
الوقت نفسه فإن نظام التشغيل يجدول عملية الطباعة حسب سياسة معينة بحيث يحصل
كل مستخدم في النهاية على وثيقة مطبوعة .
3. يسهل الاتصال بين مكونات الحاسوب حيث يسهل
حركة التعليمات الداخلية والبيانات بين الاجهزة الطرفية والمعالج والبرامج
واجهزة التخزين أي أنه يسهل عمليات الإدخال والإخراج والتخزين الثانوية.
4. الحماية من الأخطاء ومراقبة النظام وإخطار المستخدم في حال الفشل
حيث يفحص نظام التشغيل معدات نظام الحاسوب بشكل مستمر ويتم إخطار المستخدم
فورا في حالة حدوث أي مشكلة فمثلا عند إعطاء الأمر الطباعة لوثيقة ما
والطابعة خالية من الورق تظهر رسالة تخطر المستخدم بعدم إمكانية الطباعة لخلو
الطابعة من الورق .
5. جدولة استخدام المصادر واستغلالها بشكل أمثل : حيث أن نظام التشغيل يحدد
المهام المطلوبة والمصادر المتوفرة من معالج وذاكرة وأجهزة في كل لحظة زمنية
ويوزع عليها المهام المطلوبة بطريقة تزيد من سرعة إنجاز العمل .
6. يتعقب الملفات على الأقراص : فيسهل عمل النسخ الاحتياطية ومسح الملفات
وتشكيل الأقراص وتهيئتها للتخزين عليها كما يقوم بفتح الملفات وإغلاقها
وتحميلها إلى الذاكرة الرئيسية كما يتعقب نظام التشغيل جدول مواقع الملفات
ويحدثه باستمرار .
7. حماية النظام : يسمح نظام التشغيل أو يمنع وصول مستخدم معين إلى نظام
الحاسوب أو أي ملف مخزن فيه حسب الصلاحيات المعطاه لهذا المستخدم .
أنواع نظم التشغيل
1. المنفرد المستخدم المنفرد المهمة
Single - User , Single - Tasking
أبسط أنواع نظم التشغيل تخدم مستخدما واحدا في الوقت
الواحد وهو منفرد المهمة (Single - Tasking)
بمعنى آخر ويمكنه أن ينفذ برنامجا واحدا فقط في الوقت الواحد ومن
الأمثلة عليه نظنم دوس Ms-Dos .
2. المنفرد المستخدم المتعدد المهمات
Single - User , Single - Tasking
تعدد المهمات يدعى أيضا بتعدد البرمجة لديه القدرة على
تنفيذ أكثر من برنامج واحد بشكل متزامن حيث تنتقل CPU
بسرعة كبيرة وبشكل عشوائي بين المهمات ومن أمثلته نظام
OS/2 , Windos95, Windos98 .
3. المتعدد المستخدمين المنفرد المهمة
Multi-User, Single-Tasking
وتسمح نظم مالتشغي المتعددة المستخدمين المنفردة المهمة لعدد
من الاشخاص أن ينفذ كل منهم برنامجا واحدا في الوقت الواحد ويزود كل مستخدم
بطرفيه أو محطة إدخال وإخراج مكونة من لوحة المفاتيح وشاشة عرض تتصل مع
الحاسوب المركزي ويسمى هذا التنظيم أيضا بنظام المشاركة الزمنية (Timesharing)
وذلك لأن نظام التشغيل يأمر الحاسوب بالنتقال بسرعة كبيرة بين المستخدمين بعد
إعطائهم فترات زمنية ثابته لاستخدام CPU وتسمى هذه
الفترات بالشرائح الزمنية (Time Slices)
وهي قصيرة جدا (حوالي ألوف جزئية من الثانية ) بحيث يتوهم كل مستخدم
أنه يمتلك انتباه الحاسوب كلية ومن أمثلة Windows NT .
4. المتعددة المستخدمين المتعددة المهمات
Multi-User , Multitasking
وتدمج بعض نظم التشغيل المتطورة فكرة المشاركة بالوقت مع فكرة
تعدد المهمات وتسمح هذه النظم لكل مستخدم من عدة مستخدمين
أن ينفذ أكثر من عمل مرة واحدة وكما يمكن أن تتخيل فإن نظم التشغيل
المتعددة المستخدمين المتعددة المهمات محنكة إلى مدى بعيد وتتطلب حواسيب قوية
بشكل عام وغالبا مايشغل نظام التشغيل Unix كنظام
تشغيل المتعددة المستخدمين المتعدد المهمات في الحواسيب المصغرة والكبيرة
والعملاقة ومن أمثلة عليها : IBM VM , UNIX 0.8 .
5. المتعدد المعالجة
Multiprocessing
ينفذ متعدد المعالجة تعليمات عديدة بشكل متواز في نظام حاسوب واحد
يمتلك وحدات معاجة مركزية عديدة والأنظمة متعددة المعالجة تنفذ الوظائف فعليا
بشكل متواقت (في نفس اللحظة بالضبط ) والميزة الرئيسة لأنظمة تعدد المعالجة
هي السرعة ذلك لأن هناك أكثر من CPU متوفرة
وبالتالي يمكن معالجة الوظائف أسرع مما لو كان هناك
CPU واحدة ومن أمثلة نظام عليها : N-Cube , SUN-OS
.
6. الشبكة
Networking
ونظم تشغيل الشبكة تمكن عدة حواسيب منفصلة من أن تتصل مع بعضها البعض
مما يعطي المستخدمين ميزات امتلاك حواسيب خاصة بهم أثناء السماح لهم
بالمشاركة بأجهزة المعدات كمشغلات الأقراص وطابعات الليزر وكذلك البرمجيات
وقواعد البيانات ويمكنهم أيضا إرسال واستقبال الرساءل إلى الآخرين عبر الشبكة
ومن أمثلته :
Novel NetWare ,Distributed Unix
7. التخزين الافتراضي
Virtual Storage
يجب أن يحمل البرنامج في ذاكرة الحاسوب الرئيسية ليتم تنفيذه ولكن
ماذا يحدث إذا كان البرنامج كبيرا جدا لا تتسع له الذاكرة المتوفرة أو إذا
كان هناك عدة برامج تتسابق على حيز في الذاكرة الرئيسية ؟ تستطيع العديد من
نظم تشغيل حل مثل هذه المشاكل بشكل روتيني بدون تدخل المستخدم من خلال
استخدام أساليب التخزين الافتراضي . والتخزين الافتراضي (Virtual
Storage ) (ويسمى أيضا بالذاكرة الافتراضية (Virtual
Memory )) هي إدارة ذاكرة تستخدم منطقة من الذاكرة الافتراضية (كالقرص
الصلب) كامتداد للذاكرة الرئيسية . ويتم استبدال أجزاء من البرنامج من
الذاكرة الافتراضية إلى الذاكرة الحقيقة (الذاكرة الرئيسة الفعلية ) كلما دعت
الحاجة . ومن الامثلة عليه نظام UNIX , IBM VM .
8. الوقت الحقيقي
Real - Time
نظم تشغيل الوقت الحقيقي (Real - Time Operating
System) تتحكم بالحواسيب التي تتفاعل مع
البيئة لتنفيذ العمل بحيث تكون عملية الإدخال والمعالجة في نفس اللحظة مثل
أجهزة تخطيط القلب وتصميم هذه للقيام بمهام محددة في فترة زمنية محددة
|