محتويات
نظام التشغيل يدير مصادر الحاسب مثل الذاكرة ووحدات الادخال والاخراج
إن نظام التشغيل هو حلقة الوصل بين المستخدم وأجهزة الكمبيوتر، لهذا يمكننا القول أن نظام التشغيل يدير مصادر الحاسب مثل الذاكرة ووحدات الادخال والاخراج وغيرهم مما يلي ذكره ضمن مهام نظام التشغيل التي لا تختلف كثيراً باختلاف أنواع نظام التشغيل.
يهدف نظام التشغيل إلى التنسيق بين مكونات الجهاز الذي يعمل عليه المستخدم لتعمل في خدمته بكفاءة عالية عن طريق إدارة المصادر الآتية:
- الذاكرة.
- أجهزة الإدخال والإخراج.
الذاكرة: يعمل نظام التشغيل على الذاكرة الرئيسية التي يمكن الوصول إليها مباشرة عن طريق وحدة المعالجة، وتخزن تلك الذاكرة مجموعة كبيرة من البايتات (bytes) كل بايت له عنوان محدد.
وبذلك تُدار الذاكرة عن طريق:
- تتبع مكان وجود البرنامج داخل الذاكرة عن طريق العناوين التي تم تخصيصها له.
- تحويل عناوين البرنامج المنطقية إلى عناوين ذاكرة حقيقية.
- يرتب نظام التشغيل العمليات التي لها حق الوصول إلى الذاكرة.
- إنهاء أو تخصيص عملية ما في الذاكرة عند إجراء عملية إدخال أو إخراج باستخدام الأجهزة الخاصة بالإدخال والإخراج.
أجهزة الإدخال والإخراج: تتمثل أجهزة الإدخال التي يتحكم بها نظام التشغيل في:
- لوحة المفاتيح.
- الماسح الضوئي.
- الفأرة.
- وحدة تحكم الألعاب.
بينما تتمثل أجهزة الإخراج التي يتحكم بها نظام التشغيل في:
- الطابعة.
- الشاشة.
- مكبرات الصوت.
- سماعات الرأس.
كل هذه الأجهزة وغيرها يديرها النظام عن طريق برنامج خاص يسمى “برنامج تشغيل الجهاز” وهو أحد أجزاء نظام التشغيل التي توفرها الشركة المصنعة للجهاز.
يعمل هذا البرنامج على إرسال المعلومات والبيانات الصحيحة إلى أجهزة الإدخال أو الإخراج، مما يعني تحكمه في وصول أي عملى للجهاز عن طريق:
- تتبع الأجهزة المتصلة بالنظام.
- تعيين برنامجاً مسؤؤلاً عن كل جهاز.
- تحديد أي عملية تصل إلى الجهاز والوقت المستغرق لها.
- توظيف الأجهزة لتعمل بشكل أكثر كفاءة.
يمكن توضيح هذه العمليات أكثر إذا وضحنا طريقته في إدارة الطابعة على سبيل المثال؛ فهو يعمل معها على:
- تحميل برنامج التشغيل.
- التخزين المؤقت للمهام.
- التحكم في مهام الطباعة في قائمة الإنتظار.
- التحكم أثناء الطباعة. [1] [2]
يدير نظام التشغيل مصادر الحاسب مثل
- وحدة المعالجة المركزية (وحدة العمليات).
- الملفات.
لم يقتصر دور نظام التشغيل في التحكم في الذاكرة الرئيسية للأجهزة ووحدات الإدخال والإخراج فقط، فهو يتحكم في عدد من الأشياء التي تعد من مصادر الحاسب الآلي؛ مثل:
وحدة المعالجة المركزية (وحدة العمليات): في الوقت الذي تعمل فيه على جهاز الكمبيوتر فإن هناك مئات العمليات المحملة في وقت واحد، ودور نظام التشغيل هنا هو التحكم في وحدة المعالجة المركزية من أجل الوصول إلى الذاكرة العشوائية ومنع تعارض هذه العمليات مع بعضها.
وبهذا يمكنه ترتيب العمليات وتحديد مقدار وقت معالجتها والتعامل معها، وهذه الوظيفة نسميها “جدولة العمليات” التي يتأكد بها النظام من إعطاء كل عملية الوقت الكافي لها في وحدة المعالجة المركزية (CPU).
الملفات: تُخزن المعلومات والبيانات المدخلة إلى الجهاز على القرص الصلب في صورة مجموعة من الملفات المنظمة داخل مجلدات (قد يحتوي المجلد مجموعة كبيرة من المجلدات الفرعية)، وكل ملف يحتوي على مجموعة مترابطة من البيانات.
دور نظام التشغيل هنا هو أداة للنقل والاستخدام، فهو يتتبع مكان تخزين المعلومات، ويعمل على مساعدة المستخدم على:
- حذفها.
- أو نسخها.
- أو حتى تخزينها بطريقة منظمة.
كما أن النظام في الحاسب الآلي هو المسؤول عن صيانة نظام الملفات، بمعنى أنه يتولى المهام الآتية:
- البحث عن الملفات وتحريرها.
- فحص الملفات للتعرف على خصائصها؛ مثل: تاريخ الإنشاء، والحجم، والنوع، وكذلك آخر تاريخ للتعديل عليه.
- تنسيق الملفات على القرص الصلب.
- عرض المجلد الجذري (تُكون المجلدات بنية هيكلية ويمكن عرضها في نظام شجري، وأعلى ملف موجود في الهيكل يُسمى المجلد الجذري). [1] [2]
يمكنك التعرف على الطريقة التفصيلية التي يتحكم بها نظام التشغيل بجميع مصادر الحاسب الآلي السابق ذكرها عن طريق مشاهدة هذا الفيديو الذي يشرح الطريقة ضمن منهج الصف الأول الثانوي بمادة التقنية الرقمية.
مهام نظام التشغيل
- إدارة المستخدمين.
- تمهيد جهاز الكمبيوتر,.
- حماية بيانات المستخدم.
- التحكم في أداء النظام.
- المحاسبة الوظيفية.
- اكتشاف أخطاء الجهاز.
- إدارة الشبكات.
بدون نظام التشغيل ستواجه تعقيدات كبيرة في تشغيل برامجك واستخدام حاسبك الآلي، لهذا ننصح باستخدام نظام تشغيل قوي يستطيع أن يقوم بالمهام الآتية دون معوقات:
إدارة المستخدمين: يعمل نظام التشغيل على:
- إضافة المستخدمين.
- تحرير أذونات المستخدم.
- حذف المستخدمين.
- التحكم في إمكانيات وصول المستخدمين.
تمهيد جهاز الكمبيوتر: يعمل نظام التشغيل على نوعين من تمهيد جهاز الكمبيوتر:
- الأول؛ هو التمهيد البارد: ويعني إذا اطفأ المستخدم الجهاز تماماً ثم شغله.
- الثاني؛ هو التمهيد الدافئ: ويعني استعانة المستخدم بالنظام من أجل إعادة تشغيل الجهاز مرة أخرى.
حماية بيانات المستخدم: أحد أهم مهام نظام التشغيل، وهو يحافظ على أمان ونظام الملفات المخزنة بالذاكرة عن طريق:
- عدم السماح بالوصول أو الكتابة على الملفات والمجلدات المحمية.
- مسح الذاكرة والقرص الصلب للتأكد من سلامة الملف.
- تشفير البيانات في المجلدات المحمية.
- تثبيت برامج جدران الحماية لمنع الوصول غير المصرح به إلى الجهاز عن طريق الإنترنت.
- توضيح نقاط ضعف النظام للمستخدم.
التحكم في أداء النظام: نظام التشغيل يدير مصادر الحاسب مثل الذاكرة ووحدات الادخال والاخراج، لهذا فهو يتحكم في البيانات المكتوبة على التطبيقات عن طريق:
- السماح للتطبيقات والمهام المختلفة مشاركة المعالجات المتاحة دون أن يحدث تقاطع بين مهامها.
- تنفيذ معالجة الأخطاء التي تعرقل إزالة التطبيقات بأمان.
- تمكين بعض البرامج من الإدخال على لوحة المفاتيح وحجب بعضها.
المحاسبة الوظيفية: يتتبع نظام التشغيل الوقت والموارد المستخدمة من قبل المستخدمين عن طريق تتبع المهام التي يؤدونها.
اكتشاف أخطاء الجهاز: الكشف المبكر عن الأخطاء يحمي الجهاز من حدوث أي خلل، لهذا يبحث النظام عن التهديدات الداخلية والخارجية لحماية الجهاز من الأضرار التي قد تنجم عن البرمجيات الخبيثة.
إدارة الشبكات: يدير نظام التشغيل الشبكات بطريقتين؛ هما: تنظيم الاتصالات وإدارة الإعدادات والمراقبة.
إذ تنظم أنظمة التشغيل الاتصالات بين لأجهزة وبعضها على الإنترنت عن طريق تجميع البيانات وإرسالها عبر الشبكة مرتبة وصحيحة. [1] [2] [3]
أنواع نظام التشغيل
- أنظمة تشغيل لأغراض عامة (أنظمة تشغيل سطح المكتب).
- نظام تشغيل محمول.
- نظام تشغيل مدمج.
هناك عدة أنواع لأنظمة التشغيل، وكل نوع يندرج تحته عدد لا يحصى من الأنظمة التي تخدم الأجهزة والمستخدمين بمختلف احتياجاتهم؛ ومن ضمن هذه الأنواع ما يلي ذكره:
أولاً؛ أنظمة تشغيل لأغراض عامة: تسمى هذه الأنظمة “أنظمة تشغيل سطح المكتب”؛ وتتضمن ما يلي:
- Windows.
- Unix.
- Linux.
- macOS.
الجدير بالذكر أن أنظمة Windows يتوفر منها عدة أنواع أشهرها النظام الخاص بشركة مايكروسوفت الذي يمتاز بالآتي:
- المرونة.
- أدوات الأمان والتشفير عالية الدقة.
- إدارة الملفات وتنظيمها.
- واجهة مستخدم رسومية.
ثانياً؛ نظام تشغيل محمول: يعمل هذا النظام على الأجهزة الذكية والأجهزة اللوحية، وتمتاز بأنها ذات أحجام صغيرة مقارنة بأنظمة تشغيل سطح المكتب.
من الأمثلة عليها:
- Android.
- iOS.
ويتميز نظام أندرويد بما يلي:
- وجود نظام بيئي للتطبيقات (Play Store).
- التوافق مع جوجل.
بينما يتميز نظام تشغيل iOS الذي يعمل على هواتف أبل بما يلي:
- نظام بيئي للتطبيقات (App Store).
- آمن جداً لهذا قد يقيد امكانيات وصول المستخدم لبعض الخصائص.
ثالثاً؛ نظام تشغيل مدمج: هو أحد الأنظمة التي لا تعمل على الحاسوب، فيمكنك أن تلاحظها في:
