نظم التشغيل

نظم التشغيل

تعريف نظم التشغيل :

هو حزمة برمجية تقوم بالتحكم في كيفية عمل جهاز الحاسب والربط بين مكوناته

وتسهيل الاتصال بين المستخدم والجهاز .

وظائف نظام التشغيل:

1.      التعرف على المكونات المادية بجهاز الحاسب.

2.     التحكم في طريقة عمل كل جزء من هذه الأجزاء.

3.     إدارة وترتيب المهام أثناء تشغيل الجهاز  وضمان عدم تداخلها .

4.     الربط بين الأجزاء المكونة للجهاز .

5.     المحافظة على كفاءة التشغيل (وذلك بمتابعة مكونات الجهاز واكتشاف

العيوب وإصلاحها)  

أهداف نظام التشغيل

·        تسهيل الاتصال بين المستخدم والحاسب الآلي وذلك عن طريق: 

1.      يوفر نظام التشغيل برامج مساعده مثل برامج تحرير النصوص.

2.     يقوم نظام التشغيل بتحديد طرق تنفيذ العمليات وأولوياتها.

3.     ربط الأجهزة الفرعية للحاسب مع وحدة التشغيل المركزية.

4.     توفير الحماية للكيانات والمعلومات المحفوظة على الحاسب.

5.     تزويد الجهاز بمصححات و مستكشفات أخطاء.

·        إدارة موارد الحاسب الآلي:

1.     قياس دقة تنفيذ الأوامر .

2.     وضع آلية مناسبة يقوم الجهاز على أساسها بترتيب تنفيذ العمليات (المعالج).

3.     توفير المصادر اللازمة  لتنفيذ العمليات.

إيجاد مساحة تخزينية وإيجاد مكان مناسب على الذاكرة لتبادل المعلومات المطلوبة لتنفيذ المهمة وتوفير وقت المعالج لتنفيذ هذه المهمة .

·        إتاحة الفرصة لتنفيذ أكثر من مهمة في آن واحد .

·        توفير إمكانية المشاركة على جهاز واحد من عدة مستخدمين .

·        تعظيم الفائدة من الموارد المتاحة داخل الجهاز.

تحديث نظم التشغيل

دائما هناك حاجة ماسة لتطوير نظم التشغيل بحيث تستوعب الاختراعات الجديدة والبرمجيات الحديثة . وتحسين كفاءة تشغيل الحاسب أكثر فأكثر لذلك تتلخص أهمية التطوير في النقاط التالية :

1. مواكبة التطور المتلاحق في صناعة الحاسبات
2. تحسين كفاءة الأجهزة ومحاولة  الاستفادة من موارد الحاسب .
3. إضافة مرونة أكثر في الاستخدام وتسهيل عمل المستخدمين .
4. ظهور أنواع من الخدمات الجديدة التي يؤديها الحاسب الآلي .
5. اكتشاف العيوب فيصبح من الضروري تلافيها في الإصدارات الحديثة .
6. ظهور برمجيات جديدة تحتاج إلى دعم من نظم التشغيل .
7. تطوير طرق العرض على الشاشات(ظهور النوافذ المتعددة) .

أنواع نظم التشغيل

هناك عدة طرق لتصنيف نظم التشغيل المتعارف عليها :

أولا: حسب طبيعة نظم التشغيل:

1.      نظم تشغيل مدمجة:

تكون جزء من صناعة الجهاز المدمجة فيه ولا يمكن تحديثها ولا إصلاحها لأنها تثبت على شرائح الكترونية  داخل الاجهزه مثل نظم تشغيل السيارات والأجهزة المنزلية.

2.     نظم تشغيل مرنه غير مدمجة :

وهي تلك النظم التي يمكن تطويرها وتحديثها وتغيرها وإصلاحها وهي النظم الموجودة على أجهزة الحاسبات مثل Windows أو Dos.

 

ثانيا: حسب الغرض المطلوب  تنفيذه من نظم التشغيل :

1.     نظم تشغيل أحادية:

مثل نظم التشغيل الأجهزة الطبية وأجهزة المختبرات وخطوط الإنتاج في المصانع.

2.     نظم تشغيل متعددة الأهداف .

 

ثالثا :تصنيف على حسب المهام (Multi-tasks) :

1.      نظم تشغيل أحادية المهمة :

وهذه النظم لا تستطيع القيام بأكثر من مهمة واحدة في نفس الوقت وإذا طلب  تنفيذ أكثر من

مهمة يقوم بتنفيذ المهمة الأولى وعند الانتهاء منها يشرع في تنفيذ المهمة الثانية.

 

2.     نظم تشغيل متعددة المهام :

يستطيع المستخدم تنفيذ أكثر من مهمة بالتوازي .

 

رابعا:  تصنيف على حسب المستخدمين :

1. نظم تشغيل تدعم مستخدم واحد فقط (single user) :

في هذه الحالة لا يستطيع أكثر من مستخدم القيام بتنفيذ مهام على نفس الجهاز الذي يحتوي

نظام التشغيل . ومن أمثلة هذه النظم  (windows for p()) الحاسبات الشخصية.

 

2. نظام تشغيل يدعم أكثر من مستخدم (Multi user) :

يستطيع أكثر من مستخدم الدخول على الجهاز من خلال بوابات مختلفة وتنفيذ ما يحتاج من مهام بنفس الوقت ومن أمثلة هذا النظام  (windows mt ) ويندوز الشبكات. Unix –lunix.

 مكونات نظم التشغيل

·        نواة التشغيل

أهم جزء في نظام التشغيل  وتسمى قلب نظام التشغيل وتسمى أيضا المدير التنفيذي لنظام التشغيل .

 

وتقوم بالمهام الآتية :

 

1.      عملية التنقل بين البرامج إثناء التشغيل .

2.      التحكم في المكونات المادية لجهاز الحاسب .

3.      التحكم في البرمجيات.

4.      إدارة وتنسيق العمليات .

5.      ترتيب تنفيذ العمليات وتوفير المتطلبات اللازمة لتنفيذها .

6.      الربط بين العمليات وأماكن تخزين نتائجها.

7.      التأكد من إتمام العمليات وتحديد علامات  لنهاية كل عملية .

 

·        مدير العمليات .

·        منسق ترتيب الأولويات.

·        مدير الملفات .

·        مدير الذاكرة.

 

مسجلات وحدات التشغيل المركزية :

1.      وحدة تسجيل البيانات .

2.      وحدة تسجيل العناوين على الذاكرة . وتنقسم إلى ثلاثة أقسام :

a.      مسجل مؤشر العنوان.

b.      مسجل عنوان القطاعات.

c.       مسجلات نتائج العمليات.

 

تكتمل أهمية وحدة المسجلات في وحدة التشغيل المركزية في الأتي :

1. الحفاظ على البيانات وعدم تشتيتها إثناء التشغيل .
2. منع تداخل البرامج وتضارب العمليات إثناء التشغيل

 

مسجلات وحدة التشغيل

 

المجدولات

هي جزء من أجزاء نظام التشغيل وهي الجزء المختص بترتيب أولويات تنفيذ العمليات .

 

أنواع المجدولات

1.     حسب أسبقية العملية:

يتم تنفيذ العملية التي تأتي أولا(F1, F0 )

2. حسب حجم العملية:

( STF) يتم ترتيب العمليات حسب حجمها وطولها فالأولوية للأصغر حجماً .

ميزاتها أنها تنفذ عدد كبير من العمليات في قدر صغير من الوقت ولكن يوجد عيب

واضح وهو التأخير الكبير في تنفيذ العمليات الأكبر حجماً .

3. حسب الأكثر أهمية:

(H P F) يتم ترتيبها فتنفذ العملية الأهم .وتستخدم مثل هذه المجدولات في

الأنظمة المستخدمة في إدارة الأماكن واتخاذ القرار والبورصات والبنوك .