كيف تعمل أنظمة التشغيل ج1

بسم الله الرحمن الرحيم

الحمد لله رب العالمين، وصلى الله وسلم وبارك على عبده ورسوله نبينا محمد وعلى آله وصحبه أجمعين

كيف تعمل أنظمة التشغيل ج1

   

عندما تقوم بتشغيل جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، من الجيد أن تعتقد أنك المتحكم. يوجد ماوس الكمبيوتر الموثوق به ، والذي يمكنك تحريكه في أي مكان على الشاشة ، واستدعاء مكتبة الموسيقى الخاصة بك أو متصفح الإنترنت في أي نزوة. على الرغم من أنه من السهل أن تشعر وكأنك مخرج أمام سطح المكتب أو الكمبيوتر المحمول ، إلا أن هناك الكثير مما يحدث بالداخل ، والرجل الحقيقي وراء الستارة الذي يتولى المهام الضرورية هو نظام التشغيل.
تأتي معظم أجهزة الكمبيوتر المكتبية أو المحمولة محملة مسبقًا بنظام التشغيل Microsoft Windows. تأتي أجهزة كمبيوتر Macintosh محملة مسبقًا بنظام التشغيل Mac OS X. تستخدم العديد من خوادم الشركات أنظمة التشغيل Linux أو UNIX. نظام التشغيل (OS) هو أول شيء يتم تحميله على الكمبيوتر - بدون نظام التشغيل ، يكون الكمبيوتر عديم الفائدة.
في الآونة الأخيرة ، بدأت أنظمة التشغيل في الظهور في أجهزة الكمبيوتر الصغيرة أيضًا. إذا كنت ترغب في العبث بالأجهزة الإلكترونية ، فمن المحتمل أنك سعيد لأن أنظمة التشغيل يمكن العثور عليها الآن على العديد من الأجهزة التي نستخدمها كل يوم ، من الهواتف المحمولة إلى نقاط الوصول اللاسلكية. أصبحت أجهزة الكمبيوتر المستخدمة في هذه الأجهزة الصغيرة قوية جدًا بحيث يمكنها الآن تشغيل نظام تشغيل وتطبيقات. أصبح الكمبيوتر في هاتف خلوي حديث نموذجي أقوى الآن من جهاز كمبيوتر سطح المكتب منذ 20 عامًا ، لذا فإن هذا التقدم منطقي وهو تطور طبيعي.
الغرض من نظام التشغيل هو تنظيم الأجهزة والبرامج والتحكم فيها بحيث يتصرف الجهاز الذي يعيش فيه بطريقة مرنة ولكن يمكن التنبؤ بها. في هذه المقالة ، سنخبرك بما يجب أن يفعله جزء من البرنامج ليتم تسميته نظام تشغيل ، ونوضح لك كيفية عمل نظام التشغيل في جهاز الكمبيوتر المكتبي الخاص بك ونقدم لك بعض الأمثلة عن كيفية التحكم في أنظمة التشغيل الأخرى الموجودة حولك. 

ما هو نظام التشغيل؟

ليست كل أجهزة الكمبيوتر لديها أنظمة تشغيل. الكمبيوتر الذي يتحكم في فرن الميكروويف في مطبخك ، على سبيل المثال ، لا يحتاج إلى نظام تشغيل. لديها مجموعة واحدة من المهام لأداء ، ومدخلات مباشرة للغاية يمكن توقعها (لوحة مفاتيح مرقمة وعدد قليل من الأزرار المحددة مسبقًا) وأجهزة بسيطة لا تتغير أبدًا للتحكم. بالنسبة لجهاز كمبيوتر مثل هذا ، سيكون نظام التشغيل بمثابة عبء غير ضروري ، مما يؤدي إلى زيادة تكاليف التطوير والتصنيع بشكل كبير وإضافة التعقيد حيث لا يلزم أي شيء. بدلاً من ذلك ، يعمل الكمبيوتر في فرن الميكروويف ببساطة على تشغيل برنامج واحد متصل بأسلاك طوال الوقت.

بالنسبة للأجهزة الأخرى ، ينشئ نظام التشغيل القدرة على:
تخدم مجموعة متنوعة من الأغراض
التفاعل مع المستخدمين بطرق أكثر تعقيدًا
مواكبة الاحتياجات التي تتغير بمرور الوقت
جميع أجهزة الكمبيوتر المكتبية لها أنظمة تشغيل. الأكثر شيوعًا هي عائلة أنظمة التشغيل التي طورتها Microsoft ، وأنظمة تشغيل Macintosh التي طورتها Apple وعائلة أنظمة التشغيل UNIX (والتي تم تطويرها بواسطة تاريخ كامل من الأفراد والشركات والمتعاونين) لينكس. هناك المئات من أنظمة التشغيل الأخرى المتاحة للتطبيقات ذات الأغراض الخاصة ، بما في ذلك تخصصات الحواسيب المركزية والروبوتات والتصنيع وأنظمة التحكم في الوقت الفعلي وما إلى ذلك.
في أي جهاز يحتوي على نظام تشغيل ، عادة ما تكون هناك طريقة لإجراء تغييرات على كيفية عمل الجهاز. هذا بعيد كل البعد عن أن يكون حادثا سعيدا. أحد الأسباب التي تجعل أنظمة التشغيل مصنوعة من كود محمول بدلاً من الدوائر المادية الدائمة هو أنه يمكن تغييرها أو تعديلها دون الحاجة إلى إلغاء الجهاز بأكمله.
بالنسبة لمستخدم الكمبيوتر المكتبي ، هذا يعني أنه يمكنك إضافة تحديث أمان جديد أو تصحيح نظام أو تطبيق جديد أو حتى نظام تشغيل جديد تمامًا بدلاً من التخلص من جهاز الكمبيوتر الخاص بك والبدء مرة أخرى باستخدام واحد جديد عندما تحتاج إلى إجراء تغيير. طالما أنك تفهم كيفية عمل نظام التشغيل وكيفية الوصول إليه ، يمكنك في كثير من الحالات تغيير بعض الطرق التي يتصرف بها. الشيء نفسه ينطبق على هاتفك أيضًا.
بغض النظر عن الجهاز الذي يعمل به نظام التشغيل ، ما الذي يمكنه فعله بالضبط..؟

وظائف نظام التشغيل
يتحكم نظام التشغيل في كل مهمة يقوم بها جهاز الكمبيوتر الخاص بك ويدير موارد النظام.
في أبسط المستويات ، يقوم نظام التشغيل بأمرين:
يدير موارد الأجهزة والبرامج الخاصة بالنظام. في كمبيوتر سطح المكتب ، وتشمل هذه الموارد أشياء مثل المعالج ، الذاكرة ، مساحة القرص وأكثر (على الهاتف الخليوي ، وهي تشمل لوحة المفاتيح، والشاشة، ودفتر العناوين، طالب الهاتف، البطارية واتصال الشبكة).
يوفر طريقة مستقرة ومتسقة للتطبيقات للتعامل مع الأجهزة دون الحاجة إلى معرفة جميع تفاصيل الأجهزة.
تعتبر المهمة الأولى ، وهي إدارة موارد الأجهزة والبرامج ، مهمة للغاية ، حيث تتنافس البرامج وطرق الإدخال المختلفة على جذب انتباه وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة المطلوبة والتخزين والإدخال / الإخراج (I / O) النطاق الترددي الخاص بهم أغراض خاصة. بهذه الصفة ، يلعب نظام التشغيل دور الوالد الصالح ، مع التأكد من حصول كل تطبيق على الموارد اللازمة أثناء اللعب بشكل جيد مع جميع التطبيقات الأخرى ، بالإضافة إلى توفير السعة المحدودة للنظام لتحقيق أكبر فائدة على الإطلاق. المستخدمين والتطبيقات.
المهمة الثانية ، التي توفر واجهة تطبيق متسقة ، مهمة بشكل خاص إذا كان هناك أكثر من نوع معين من أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم نظام التشغيل ، أو إذا كانت الأجهزة التي يتكون منها الكمبيوتر مفتوحة للتغيير. تسمح واجهة برنامج التطبيق المتسقة (API) لمطور البرامج بكتابة تطبيق على كمبيوتر واحد ولديه مستوى عالٍ من الثقة في أنه سيعمل على كمبيوتر آخر من نفس النوع ، حتى لو كان حجم الذاكرة أو كمية التخزين مختلفة على الجهازين.
حتى إذا كان جهاز كمبيوتر معينًا فريدًا ، يمكن لنظام التشغيل ضمان استمرار تشغيل التطبيقات عند حدوث ترقيات وتحديثات للأجهزة. وذلك لأن نظام التشغيل - وليس التطبيق - هو المسؤول عن إدارة الأجهزة وتوزيع مواردها. تتمثل إحدى التحديات التي تواجه المطورين في الحفاظ على مرونة أنظمة التشغيل الخاصة بهم بما يكفي لتشغيل الأجهزة من آلاف البائعين الذين يصنعون أجهزة الكمبيوتر. يمكن أن تستوعب أنظمة اليوم آلاف الطابعات المختلفة ومحركات الأقراص والأجهزة الطرفية الخاصة في أي مجموعة ممكنة.