سیستم عامل چیست؟ آشنایی با مفهوم سیستم عامل و انواع آن

سیستم عامل چیست؟

سیستم عامل یا OS یک رابط بین کاربر و سخت افزار کامپیوتر است. همچنین سیستم عامل نرم افزاری است که وظایف مهمی دارد. برخی از آن عبارت اند مدیریت فایل، مدیریت حافظه، مدیریت فرآیند، مدیریت ورودی و خروجی و کنترل دستگاه های جانبی مانند درایو دیسک و چاپگر را انجام می دهد.

همچنین سیستم عامل نرم افراری است که برنامه های کاربردی را قادر می‌سازد تا در تعامل با سخت افزار کامپیوتر باشند.

هدف سیستم عامل

هدف اصلی یک سیستم عامل، فعال کردن برنامه ها یا SPFTWARES برای تعامل با سخت افزار سیستم است. همچنین وظیفه مدیریت منابع سخت افزاری و نرم افزاری را نیز دارد.

سیستم عامل انواعی دارد. برخی از محبوب ترین آن عبارت است از:

• لینوکس
• ویندوز
• VMS
• AIX
• etc

امروزه سیستم عامل ها تقریبا در هر دستگاهی مانند تلفن همراه، رایانه شخصی، رایانه های بزرگ و… وجود دارند.

تعاریف مختلف سیستم عامل

تعاریف مختلف سیستم‌عامل

در دنیای امروزی تعاریف مختلفی برای سیستم عامل‌ها بیان می‌شود. در ادامه به برخی از آنها می‌پردازیم.

1. سیستم عامل نرم افزار سطح پایینی است که وظیفه پشتیبانی از عملکرد های اساسی کامپیتور مانند زمان بندی وظایف و کنترل وسایل جانبی را دارد.
2. سیستم عامل برنامه ای است که به عنوان رابط میان کاربر و سخت افزار سیستم عمل می‌کند و وظیفه آن کنترل اجرای انواع برنامه ها است.
3. سیستم‌عامل یا OS نرم افزار سیستمی است که سخت افزار سیستم و منابع نرم افزاری را مدیریت می‌کند. همچنین خدمات مشترکی را برای برنامه های کامپیوتری ارائه می‌کند.

معماری کلی

ساختار کلی یک سیستم عامل برای آشنایی با اجزای مختلف آن به صورت زیر است:

معماری کلی

نسل های مختلف سیستم عامل

نسل های مختلف سیستم‌عامل

سیستم عامل ها در طول سال های اخیر دائما در حال بروزرسانی و پیشرفت هستند. یکی از مباحثی که میتوان به آن پرداخت شناخت نسل های مختلف سیستم عامل ها از گذشته تا حال است. نسل های سیستم عامل در طول زمان به صورت زیر است:

نسل 0

اصطلاح نسل 0 به منظور اشاره به دوره توسعه محاسبات است. در این نسل چالرز بابیج موتور تحلیلی را اختراع کرد سپس جان آتاناسوف کامپیوتری را در سال 1940 ساخت. در این دوره هیچ سیستم عاملی برای این نسل کامپیوتر وجود نداشت و برنامه ها به زبان ماشین نوشته می‌شدند.

رایانه های در این نسل ناکارآمد بودند و به مهارت های برنامه نویسان به عنوان اپراتور وابسته بودند.

نسل اول (1951 الی 1956)

اولین نسل اغاز محاسبات تجاری 1951 بود. در این نسل عملیات سیستم با کمک اپراتور های خبره و بدون بهره مندی از سیستم‌عامل اجرا شد. اگرچه برنامه ها به صورت زبان های سطح بالاتر نوشته شدند اما این رویه مدت کوتاهی پایدار بود.

بعدها سیستم‌عامل تک برنامه ریزی شده وارد بازار شد. این سیستم‌عامل دخالت انسان ها در کار اجرا را حذف کرد و تعدادی از عملکرد های مطلوب را در اختیار برنامه نویسان قرار داد. این سیستم زیر نظر یک اپراتور انسانی به کار خود ادامه می‌داد. زبان برنامه نویسی FORTRAN نیز  John W. Backus در سال 1956 توسعه یافت.

نسل دوم (1956 الی 1964)

در این نسل اولین سیستم‌عامل GMOS توسط کامپیوتر IBM توسعه یافت. GMOS مبتنی بر سیستم پردازش دسته ای تک جریانی بود. این به معنا آن است که تمام کارهای مشابه را در گروه یا دسته ای جمع آوری و با استفاده از کارت پانچ به سیستم‌عامل ارسال می‌شدند.

سیستم‌عامل نیز بعد از انجام این کارها تمیز می‌شود و شروع به خواندن اطلاعات می‌کرد. سپس کارهای بعدی از کارت پانچ دریافت می‌شد.

محققان در این نسل شروع به آزمایش چند برنامه نویسی و چند پردازش در خدمات محاسباتی خود شدند. این کار سیستم اشتراک زمانی نامیده شد. یکی از انواع آن سیستم اشتراک زمان سازگار یا CTSS است که در اوایل دهه 1960 در MIT توسعه یافت.

نسل سوم (1964 الی 1979)

نسل سوم به صورت رسمی در آوریل 1964 آغاز شد. در این نسل فناوری سخت افزار شروع به استفاده از مدارهای مجتمع یا ICs کرد. این کار مزایای قابل توجهی در سرعت و اقتصاد داشت.

توسعه سیستم‌عامل با معرفی و پذیرش گسترده برنامه نویسی چندگانه ادامه یافت. همچنین ایده بهره گیری کامل از قابلیت های ورودی و خروجی کانال داده کامپیوتر نیز در حال توسعه بود.

نسل سوم درواقع زمان هیجان انگیزی برای توسعه سخت افزار کامپیوتر و سیستم‌عامل بود.

نسل چهارم (1979 تا کنون)

نسل‌چهارم با ظاهر رایانه های شخصی و ایستگاه کاری مشخص می‌شود. فناوری های نسل سوم با یکپارچه سازی با مقیاس بسیار بزرگ یا VLSI جایگزین شد. بسیاری از سیستم‌عامل هایی که امروزه در حال استفاده از آنها هستیم مانند لینوکس و ویندوز جزو نسل چهارم هستند.

برخی از عملکردهای سیستم عامل

برخی از عملکردهای سیستم‌عامل

1. مدیریت حافظه: به مدیریت حافظه اولیه یا اصلی اشاره دارد. حافظه اصلی آرایه بزرگی از کلمات یا بایت ها است که هر کلمه آدرس خاص خود را دارد.
2. مدیریت پردازنده: در این قسمت سیستم‌عامل تصمیم می‌گیرد کدام فرآیند در چه زمانی به پردازنده برسد. به این کار زمانبندی فرآیند گویند.
3. مدیریت دستگاه: یک سیستم‌عامل ارتباطات دستگاه را از طریق درایور های مربوطه مدیریت می‌کند.
4. مدیریت فایل: سیستم‌عامل وظیفه ساخت فهرست های راهنما برای استفاده و ناوبری آسان از فایل هارا دارد.

سایر فعالیت های مهم

• مدیریت شبکه.
• امنیت.
• کنترل تمام علمکرد های سیستم.
• حسابداری شغلی.
• خطا در تشخیص وسایل کمکی.
• هماهنگی بین سایر نرم افزارها و کاربران سیستم.

نتیجه

سیستم عامل‌ها کمک بسیار زیادی به سازماندهی فعالیت های یک کامپیوتر و تعامل بهتر کاربران با سخت افزار ها کردند. با گذشت زمان کارایی سیستم عامل‌ها نیز در حال بهتر شدن و افزایش است. حال باید دید سرانجام سیستم عامل ها به کجا خواهند رسید و در آینده آنها به چه شکلی خواهند بود.

بیشتر بخوانید:

مهندسی نرم افزار به چه معناست؟

استارلینک چیست؟

تجارت الکترونیک چیست؟