نظامُ التشغيلِ (Operating System)

نظامُ التشغيلِ هوَ برنامجٌ أساسيٌّ يعملُ وسيطًا بينَ المُستخدِمِ ومُكوِّناتِ جهازِ الحاسوبِ الماديةِ، ويتيحُ تشغيلَ التطبيقاتِ والبرامجِ المختلفةِ، ويُشرِفُ على إدارةِ مواردِ الجهازِ وتنسيقِ الأنشطةِ المختلفةِ فيهِ؛ ما يجعلُ استخدامَ الحاسوبِ أكثرَ سهولةً وكفاءةً، أنظرُ الشكلَ (4- 1)

منَ الأمثلةِ على أنظمةِ التشغيلِ في جهازِ الحاسوبِ:

• مايكروسوفت ويندوز ( Microsoft Windows): طوَّرَتْ شركةُ مايكروسوفت نظامَ التشغيلِ ويندوز في منتصفِ عقدِ الثمانينياتِ منَ القرنِ الماضي، ثمَّ توالى ظهورُ العديدِ منَ الإصداراتِ لهذا النظامِ، وكانَ أحدثُها نظامَ التشغيلِ ويندوز 10 ونظامَ التشغيلِ ويندوز 11 .

 

 

 

• ماك أو إس( MacOS ): تُعَدُّ سلسلةُ أنظمةِ التشغيلِ ماك أو إس أحدَ أشهرِ أنظمةِ التشغيلِ لشركةِ آبل(Apple )وبالرغمِ منْ أنَّ أجهزةَ الشركةِ أكثرُ تكلفةً منْ غيرِها، فإنَّ كثيرًا منَ الأشخاصِ يُفضِّلونَ نظامَ تشغيلِ آبل على نظامِ التشغيل ويندوز.

 

 

تُصنَّفُ أنظمةُ التشغيلِ منْ حيثُ المصدرُ إلى نوعينِ رئيسينِ هما :

• أنظمةُ التشغيلِ مفتوحةُ المصدرِ
• وأنظمةُ التشغيلِ مُغلَقةُ المصدرِ.

وفيما يأتي توضيح الفروقات بين هذين النوعين من أنظمة التشغيل:


وظائف نظام التشغيل(Functions of the operating system)

 


تتمثَّلُ أبرزُ الوظائفِ التي يؤدّيها نظامُ التشغيلِ في ما يأتي:

• توفيرُ واجهةِ المُستخدِمِ (User Interface: UI)

واجهةُ المُستخدِمِ هيَ جزءٌ منْ نظامِ التشغيلِ أوِ التطبيقِ، يتفاعلُ معَهُ المُستخدِمُ مباشرةً. وتشملُ هذهِ الواجهةُ جميعَ العناصرِ التي تَلزمُ المُستخدِمَ للتفاعلِ معَ جهازِ الحاسوبِ، مثلَ: الأزرارِ، والقوائمِ، والنوافذِ، والرموزِ.

غيرَ أنَّ واجهةَ المُستخدِمِ تختلفُ منْ نظامِ تشغيلٍ إلى آخرَ، أنظرُ الشكلَ ( 4- 3). ولهذا، فقدْ يبدو التفاعلُ معَ نظامِ تشغيلٍ جديدٍ أمرًا غيرَ مألوفٍ للوهلةِ الأولى. وبالرغمِ منْ ذلكَ، فإنَّ أنظمةَ التشغيلِ الحديثةَ صُمِّمَتْ على نحوٍ يجعلُ استخدامَها سهلًًا؛ ما يعني أنَّ مبادئَ الاستخدامِ الأساسيةَ مُتشابِهةٌ في جميعِ الأنظمةِ.

• إدارةُ الذاكرةِ (Memory management)

تُعَدُّ إدارةُ الذاكرةِ إحدى الوظائفِ الأساسيةِ لنظامِ التشغيلِ، وهيَ تتضمَّنُ عملياتٍ عديدةً، أبرزُها:

•  إدارةُ ذاكرةِ الوصولِ العشوائيِّ (RAM )، وتنظيمُ استخدامِها؛ لكيلا يحدثَ تداخلٌ بينَ البرامجِ والتطبيقاتِ، فيَحولَ دونَ عملِها بكفاءةٍ وفاعليةٍ، فضلًًا عنْ ضمانِ الاستخدامِ الأمثلِ للذاكرةِ.
•  حفظُ البياناتِ بصورةٍ دائمةٍ على وسائطِ التخزينِ( مثلُ الأقراصِ الصُّلْبةِ) ، واسترجاعُها عندَ الحاجةِ.

3. التحكُّمُ في عملياتِ الإدخالِ والإخرا ج :(Input/Output (I/O Management))

يُعَدُّ التحكُّمُ في عملياتِ الإدخالِ والإخراجِ مهمةً أساسيةً لنظامِ التشغيلِ؛ إذْ يتيحُ لهُ ذلكَ إدارةَ جميعِ العملياتِ المُتعلِّقةِ بتلقّي البياناتِ منْ أجهزةِ الإدخالِ، مثلَ: لوحةِ المفاتيحِ، والفأرةِ، والماسحِ الضوئيِّ. وكذلكَ إرسالُ البياناتِ إلى أجهزةِ الإخراجِ، مثلَ: الشاشاتِ، والطابعاتِ، والسمّاعاتِ. ومن ثَمَّ، فإنَّ هذا النوعَ منَ التحكُّمِ يُساعِدُ على ضبطِ العملياتِ، ويضمنُ سيرَها بسلاسةٍ وكفاءةٍ، فضلًًا عنْ تنظيمِ آليَّةِ عملِ الأجهزةِ المُتنوِّعةِ ومنعِ تداخلِ بعضِها في بعضٍ.

4. إدارةُ البرامجِ (Programs Management)

يمتازُ نظامُ التشغيلِ بالقدرةِ على فتحِ برامجَ مُتعدِّدةٍ وإدارتِها في الوقتِ نفسِهِ، وذلكَ بتخصيصِ وقتِ المعالجةِ بينَ البرامجِ المختلفةِ بسرعةٍ كبيرةٍ؛ ما يجعلُها تبدو كأنَّها تعملُ في اللحظةِ نفسِها، في ما يُعرَفُ بالمهامِّ المُتعدِّدةِ ) Multitasking (، أنظرُ الشكلَ ) 4- 4(.
الشكلُ (  4- 4) : المهامُّ المُتعدِّدةُ ( Multitasking)


5.التحكُّمُ في صلاحياتِ المُستخدِمينَ (Users Access Management) 

يُعَدُّ هذا النوعُ منَ التحكُّمِ وظيفةً أساسيةً لنظامِ التشغيلِ؛ إذْ إنَّهُ يُقنِّنُ استعمالَ المواردِ والبياناتِ، ويُحدِّدُ ذلكَ بناءً على حاجاتِ المُستخدِمِ وصلاحياتِهِ. كذلكَ يُسهِمُ هذا التحكُّمُ في حمايةِ النظامِ منَ الاستخدامِ غيرِ المُصرَّحِ بهِ، ويُعزِّزُ منْ مستوى الأمانِ العامِّ. وسعيًا منْ نظامِ التشغيلِ لضبطِ هذهِ العمليةِ، فإنَّهُ يضطلعُ بمهمتينِ أساسيتينِ، هما:

1.  إدارةُ حساباتِ المُستخدِمين(User Account Management)

يتمثَّلُ ذلكَ في إنشاءِ نظامِ التشغيلِ حساباتٍ جديدةً للمُستخدِمينَ، وتعيينِ أسماءِ مُستخدِمينَ وكلماتِ مرورٍ؛ تحديدًا لمستوياتِ الوصولِ(Access Levels )، وضبطًا لصلاحيةِ الاستخدامِ. ومنْ ثَمَّ، فقدْ حدَّدَ نظامُ التشغيلِ نوعينِ منَ المُستخدِمينَ، هما:

• المُستخدِمُ العادي ( Standard User ): مُستخدِمٌ صلاحياتُهُ محدودةٌ؛ إذْ تُمكِّنُهُ فقطْ منِ استخدامِ التطبيقاتِ، والوصولِ إلى ملفاتِهِ الخاصةِ.
• المُستخدِمُ المسؤولُ (Administrator ): مُستخدِمٌ لديْهِ صلاحياتٌ واسعةٌ، تشملُ تثبيتَ البرامجِ، وتغييرَ إعداداتِ النظامِ، وإدارةِ حساباتِ المُستخدِمينَ الأُخرى.

وهذا النوعُ منَ الإدارةِ يُوفِّرُ الحمايةَ لنظامِ التشغيلِ، ويُنظِّمُ آليَّةَ عملِ المُستخدِمينَ، ويمنحُ كلًًّّا منْهُمْ شيئًا منَ الأمانِ والخصوصيةِ.

2.   إدارةُ الملفاتِ(File Management) 

إنَّ إدارةَ الملفاتِ والمُجلَّداتِ تُمكِّنُ نظامَ التشغيلِ منْ تنظيمِها، وتسهيلِ طرائقِ الوصولِ إليْها، وحفظِها، فضلًًا عنْ إيجادِ طرائقَ لتخزينِ البياناتِ واسترجاعِها بكفاءةٍ.
يُمكِنُ التمثيلُ على مديرِ الملفاتِ بمُستكشِفِ الملفاتِ ( File Explorer )الموجودِ في مايكروسوفت ويندوز، وفايندر ( Finder ) الموجودِ في نظامِ ماك أو إس.