ما هو نظام التشغيل؟

نظام التشغيل هو البرنامج الأساسي الذي يدير جميع الأجهزة والبرامج الأخرى على جهاز الكمبيوتر. يعمل نظام التشغيل ، المعروف أيضًا باسم "نظام التشغيل" ، مع أجهزة الكمبيوتر ويوفر الخدمات التي يمكن أن تستخدمها التطبيقات.

ماذا يفعل نظام التشغيل?

نظام التشغيل هو مجموعة البرامج الأساسية على جهاز يبقي كل شيء معًا. تتصل أنظمة التشغيل بجهاز الجهاز. يتعاملون مع كل شيء من لوحة المفاتيح والفئران إلى راديو Wi-Fi وأجهزة التخزين والعرض. بمعنى آخر ، يعالج نظام التشغيل أجهزة الإدخال والإخراج. تستخدم أنظمة التشغيل برامج تشغيل الأجهزة التي يكتبها منشئو الأجهزة للتواصل مع أجهزتهم.

تتضمن أنظمة التشغيل أيضًا الكثير من البرامج مثل خدمات النظام الشائعة والمكتبات وواجهة برمجة التطبيقات (APIs) التي يمكن للمطورين استخدامها لكتابة البرامج التي تعمل على نظام التشغيل.

يجلس نظام التشغيل بين التطبيقات التي تقوم بتشغيلها والأجهزة ، باستخدام برامج تشغيل الأجهزة كواجهة بين الاثنين. على سبيل المثال ، عندما يريد تطبيق ما طباعة شيء ما ، فإنه يقوم بتسليم هذه المهمة إلى نظام التشغيل. يرسل نظام التشغيل التعليمات إلى الطابعة ، باستخدام برامج تشغيل الطابعة لإرسال الإشارات الصحيحة. لا يحتاج التطبيق الذي يقوم بالطباعة إلى الاهتمام بالطابعة التي لديك أو يفهم كيفية عملها. نظام التشغيل يعالج التفاصيل.

كما يتعامل نظام التشغيل مع المهام المتعددة ، ويخصص موارد الأجهزة بين العديد من البرامج قيد التشغيل. يتحكم نظام التشغيل في العمليات التي يتم تشغيلها ، ويقوم بتخصيصها بين وحدات المعالجة المركزية المختلفة إذا كان لديك جهاز كمبيوتر يحتوي على وحدات معالجة مركزية متعددة أو نواة متعددة ، مما يسمح بتشغيل عمليات متعددة بشكل متوازٍ. كما أنه يدير الذاكرة الداخلية للنظام ، ويخصص الذاكرة بين التطبيقات قيد التشغيل.

نظام التشغيل هو برنامج واحد كبير يقوم بتشغيل البرنامج ، وهو مسؤول عن كل شيء آخر. على سبيل المثال ، يتحكم نظام التشغيل أيضًا في الملفات والموارد الأخرى التي يمكن لهذه البرامج الوصول إليها.

تتم كتابة معظم تطبيقات البرامج لأنظمة التشغيل ، مما يتيح لنظام التشغيل القيام بالكثير من الرفع الثقيل. على سبيل المثال ، عند تشغيل Minecraft ، يمكنك تشغيله على نظام تشغيل. Minecraft لا يجب أن تعرف بالضبط كيف يعمل كل مكون من مكونات الأجهزة. تستخدم Minecraft مجموعة متنوعة من وظائف نظام التشغيل ، ويترجم نظام التشغيل تلك إلى تعليمات الأجهزة منخفضة المستوى. هذا يوفر مطوري Minecraft وكل البرامج الأخرى التي تعمل على نظام التشغيل - الكثير من المتاعب.

أنظمة التشغيل ليست فقط لأجهزة الكمبيوتر الشخصية

عندما نقول "أجهزة الكمبيوتر" تشغل أنظمة التشغيل ، فنحن لا نعني فقط أجهزة الكمبيوتر المكتبية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة التقليدية. هاتفك الذكي هو جهاز كمبيوتر ، وكذلك الأجهزة اللوحية وأجهزة التلفزيون الذكية ووحدات التحكم في الألعاب والساعات الذكية وأجهزة توجيه Wi-Fi. إن Amazon Echo أو Google Home هو جهاز كمبيوتر يقوم بتشغيل نظام التشغيل.

تتضمن أنظمة التشغيل المكتبية الشائعة Microsoft Windows و Apple macOS و Google Chrome و Linux. أنظمة تشغيل الهواتف الذكية المهيمنة هي iOS و Android من Apple.

قد تقوم أجهزة أخرى ، مثل جهاز توجيه Wi-Fi ، بتشغيل "أنظمة تشغيل مضمنة". هذه أنظمة تشغيل متخصصة ذات وظائف أقل من نظام التشغيل النموذجي ، مصممة خصيصًا لمهمة واحدة تشبه تشغيل جهاز توجيه Wi-Fi ، مما يوفر نظام GPS التنقل ، أو تشغيل جهاز الصراف الآلي.

من أين تبدأ أنظمة التشغيل والبرامج؟?

تتضمن أنظمة التشغيل أيضًا برامج أخرى ، بما في ذلك واجهة مستخدم تتيح للأشخاص التفاعل مع الجهاز. قد تكون هذه واجهة سطح مكتب على كمبيوتر شخصي أو واجهة شاشة تعمل باللمس على هاتف أو واجهة صوت على جهاز مساعد رقمي.

نظام التشغيل عبارة عن برنامج كبير مصنوع من العديد من التطبيقات والعمليات المختلفة. يمكن أن يكون الخط الفاصل بين نظام التشغيل وما هو البرنامج أحيانًا ضبابيًا بعض الشيء. لا يوجد تعريف رسمي دقيق لنظام التشغيل.

على سبيل المثال ، في Windows ، يعد كل من تطبيق مستكشف الملفات (أو مستكشف Windows) جزءًا أساسيًا من نظام التشغيل Windows ، بل إنه يعالج أيضًا واجهة سطح المكتب الخاصة بك وتطبيقًا يعمل على نظام التشغيل هذا.

جوهر نظام التشغيل هو النواة

في المستوى المنخفض ، يعتبر "kernel" برنامج الكمبيوتر الأساسي في قلب نظام التشغيل الخاص بك. هذا البرنامج هو واحد من أول الأشياء التي تم تحميلها عند بدء تشغيل نظام التشغيل الخاص بك. يتعامل مع تخصيص الذاكرة ، وتحويل وظائف البرنامج إلى تعليمات وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر الخاص بك ، والتعامل مع المدخلات والمخرجات من الأجهزة. يتم تشغيل النواة بشكل عام في منطقة معزولة لمنعها من التلاعب بها بواسطة برامج أخرى على الكمبيوتر. نواة نظام التشغيل مهمة للغاية ولكنها جزء واحد فقط من نظام التشغيل.

الخطوط هنا يمكن أن تكون غامضة بعض الشيء ، أيضًا. على سبيل المثال ، لينكس هو مجرد نواة. ومع ذلك ، لا يزال نظام التشغيل Linux يُسمى نظام التشغيل. يطلق على نظام التشغيل Android أيضًا نظام التشغيل ، وقد تم إنشاؤه حول نظام Linux kernel. توزيعات Linux مثل Ubuntu تأخذ نواة Linux وتضيف برامج إضافية حولها. يشار إليها باسم أنظمة التشغيل أيضا.

ما هو الفرق بين البرامج الثابتة ونظام التشغيل?

تقوم العديد من الأجهزة فقط بتشغيل "البرامج الثابتة" - نوع من البرامج منخفضة المستوى المبرمجة بشكل عام في ذاكرة الجهاز. البرامج الثابتة عادة ما تكون مجرد جزء صغير من البرامج المصممة للقيام بالأسس المطلقة فقط.

عند تشغيل جهاز كمبيوتر حديث ، يقوم بتحميل البرامج الثابتة من UEFI من اللوحة الأم. هذه البرامج الثابتة هي برامج ذات مستوى منخفض تقوم بتهيئة جهاز الكمبيوتر الخاص بك بسرعة. ثم يقوم بتشغيل نظام التشغيل الخاص بك من محرك الأقراص الثابت الخاص بالكمبيوتر أو محرك الأقراص الثابت. (يحتوي محرك الأقراص الثابت أو محرك الأقراص الثابت هذا على نظام تشغيل داخلي خاص به ، والذي يتعامل مع تخزين البيانات على القطاعات الفعلية داخل المحرك.)

يمكن أن يصبح الخط الفاصل بين البرامج الثابتة ونظام التشغيل ضئيلًا أيضًا. على سبيل المثال ، غالباً ما يطلق على نظام التشغيل الخاص بأجهزة iPhones و iPads من Apple ، والمعروف باسم iOS ، "firmware". نظام التشغيل في PlayStation 4 يطلق عليه رسميًا اسم البرنامج الثابت أيضًا.

هذه هي أنظمة التشغيل التي تتعامل مع العديد من الأجهزة ، وتوفر الخدمات للبرامج ، وتخصيص الموارد بين التطبيقات. ومع ذلك ، لا يُعرف نظام التشغيل الأساسي بشكل أساسي عن البرامج الثابتة الأساسية التي تعمل على جهاز تحكم عن بُعد في التلفزيون.

لا يحتاج الشخص العادي إلى فهم بالضبط ما هو نظام التشغيل. قد يكون من المفيد معرفة نظام التشغيل الذي يجب أن تعرفه عن البرامج والأجهزة المتوافقة مع جهازك.

Image Credit: Stanislaw Mikulski / Shutterstock.com، mama_mia / Shutterstock.com، GagliardiImages / Shutterstock.com