سیستم عامل

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد.

Image:Merge-arrows.svg

پیشنهاد شده است که این مقاله یا بخش با سيستم عامل ادغام گردد. (بحث).

مخفف: OS

سرواژه عبارت: Operating System


فهرست مندرجات

[ویرایش] سیستم عامل

سیستم عامل (Operating System) با حروف اختصاری OS نرم افزاری است که مسئول کنترل و بکار گیری منابع سخت افزاری مانند حافظه، واحد پردازش مرکزی (CPU) فضای ذخیره سازی دیسک و تجهیزات جانبی است.

سیستم عامل مبنایی است که برنامه‌های کاربردی مانند برنامه‌های واژه پردازی و صفحه گسترده‌ها بر اساس آن ساخته می‌شود.

امروزه مشهورترین سیستم عامل در جهان نرم‌افزار ویندوز است که بر روی اکثر رایانه‌های شخصی نصب شده‌است. علاوه بر ویندوز سیستم‌های عامل‌های دیگری نیز بر روی انواع رایانه‌ها به‌کار می‌رود از جمله یونیکس، لینوکس، سولاریس، بی اس دی، مک و ام وی اس و سیستم عامل ایرانی ( Code Name Sam )

سام (سیستم عامل ایرانی )

سیستم عامل بدون شک مهم‌ترین نرم افزار در کامپیوتر است. پس از روشن کردن کامپیوتر اولین نرم افزاری که مشاهده می‌گردد سیستم عامل بوده و آخرین نرم افزاری که قبل از خاموش کردن کامپیوتر مشاهده خواهد شد، نیز سیستم عامل است. سیستم عامل نرم افزاری است که امکان اجرای تمامی برنامه‌های کامپیوتری را فراهم می‌آورد. سیستم عامل با سازماندهی، مدیریت و کنترل منابع سخت افزاری امکان استفاده بهینه و هدفمند آنها را فراهم می‌آورد. سیتم عامل فلسفه بودن سخت افزار را بدرستی تفسیر و در این راستا امکانات متعدد و ضروری جهت حیات سایر برنامه‌های کامپیوتری را فراهم می‌آورد.

تمام کامپیوترها از سیستم عامل استفاده نمی‌نمایند. مثلاً اجاقهای مایکرویو که در آشپزخانه استفاده شده دارای نوع خاصی از کامپیوتر بوده که از سیستم عامل استفاده نمی‌نمایند. در این نوع سیستم‌ها بدلیل انجام عملیات محدود و ساده، نیازی به وجود سیستم عامل نخواهد بود. اطلاعات ورودی و خروجی با استفاده از دستگاههائی نظیر صفحه کلید و نمایشگرهای LCD، در اختیار سیستم گذاشته می‌گردند. ماهیت عملیات انجام شده در یک اجاق گاز مایکروویو بسیار محدود و مختصر است، بنابراین همواره یک برنامه در تمام حالات و اوقات اجراء خواهد شد.

برای سیستم‌های کامپیوتری که دارای عملکردی بمراتب پیچیده تر از اجاق گاز مایکروویو هستند، بخدمت گرفتن یک سیستم عامل باعث افزایش کارآئی سیستم و ساده سازی پیاده سازی برنامه‌های کامپیوتری می‌گردد. همه کامپیوترهای شخصی دارای سیستم عامل هستند. ویندوز یکی از پرکاربرد ترین سیستم‌های عامل است. یونیکس یکی دیگر از سیستم‌های عامل مهم در این زمینه‌است. صدها نوع سیستم عامل تاکنون با توجه به اهداف گوناگون طراحی و عرضه شده‌است. سیستم‌های عامل مختص کامپیوترهای بزرگ، سیستم‌های روبوتیک، سیستم‌های کنترلی بی درنگ، نمونه‌هایی در این زمینه هستند.

سیستم عامل با ساده‌ترین تحلیل و بررسی دو کار اساسی را در کامپیوتر انجام می‌دهد:

  • مدیریت منابع نرم افزاری و سخت افزاری یک سِستم کامپیوتری را بر دوش دارد. پردازنده، حافظه، فضای ذخیره سازی نمونه‌هایی از منابع اشاره شده هستند.
  • روشی پایدار و یکسان برای دستیابی و استفاده از سخت افزار را بدو ن نیاز از جزئیات عملکرد هر یک از سخت افزارهای موجود را برای برنامه‌های کامپیوتری فراهم می‌نماید.

اولین وظیفه یک سیستم عامل، مدیریت منابع سخت افزاری و نرم افزاری است. برنامه‌های متفاوت برای دستیابی به منابع سخت افزاری همچون: پردازنده، حافظه، دستگاههای ورودی و خروجی، حافطه‌های جانبی، در رقابتی سخت شرکت خواهند کرد. سیستم‌های عامل به‌عنوان یک مدیر دادگر و مطمئن زمینه استفاده بهینه از منابع موجود را برای هر یک از برنامه‌های کامپیوتری فراهم می‌نمایند.

وظیفه دوم یک سیستم عامل ارائه یک رابط (اینترفیس) یکسان برای سایر برنامه‌های کامپیوتری است. در این حالت زمینه استفاده بیش از یک نوع کامپیوتر از سیستم عامل فراهم شده و در صورت بروز تغییرات در سخت افزار سیستم‌های کامپیوتری نگرانی خاصی برای اجرای برنامه وجود نخواهد داشت، چراکه سیستم عامل به‌عنوان میانجی بین برنامه‌های کامپیوتری و سخت افزار ایفای وظیفه کرده و مسئولیت مدیریت منابع سخت افزاری به وی سپرده شده‌است .برنامه نویسان کامپیوتر نیز با استفاده از نقش سیستم عامل به‌عنوان یک میانجی براحتی برنامه‌های خود را طراحی و پیاده سازی کرده و در رابطه با اجرای برنامه‌های نوشته شده بر روی سایر کامپیوترهای مشابه نگرانی نخواهند داشت. (حتی اگر میزان حافظه موجود در دو کامپیوتر مشابه نباشد). در صورتیکه سخت افزار یک کامپیوتر بهبود و ارتقاء یابد، سیستم عامل این تضمین را ایجاد خواهد کرد که برنامه‌ها، در ادامه بدون بروز اشکال قادر به ادامه حیات وسرویس دهی خود باشند.

مسئولیت مدیریت منابع سخت افزاری برعهده سیستم عامل خواهد بود نه برنامه‌های کامپیوتری، بنابراین در زمان ارتقای سخت افزار یک کامپیوتر مسئولیت سیستم عامل در این راستا اولویت خواهد داشت. ویندوز xp یکی از بهترین نمونه‌ها در این زمینه‌است. سیستم عامل فوق بر روی سخت افزارهای متعدد تولید شده توسط تولیدکنندگان متفاوت اجراء می‌گردد. ویندوز xpمی تواند هزاران نوع چاپگر دیسک و دیگر تجهیزات جانبی را مدیریت کند و بکار اندازد.

[ویرایش] اجزای سیستم عامل

سیستم عامل به سه بخش عمده تقسیم می‌شود.

[ویرایش] رابط کاربر

رابط کاربر سیستم عامل می‌تواند یک رابط گرافیکی کاربر (GUI)، خط فرمان و یا shell باشد. از رابط‌های گرافیکی کاربر معروف می‌توان به گنوم و KDE در سیستم عامل لینوکس اشاره کرد.


[ویرایش] هسته

هسته سیستم عامل (kernel) به عنوان قلب سیستم عامل عمل می‌کند و در بسیاری از سیستم‌های عامل وظیفهٔ ایجاد ارتباط امن با سخت افزار و پروسه‌های مختلف کامپیوتر را بر عهده دارد.


           سخت افزار <-> هسته <-> پوسته(shell) <-> برنامه‌های کاربردی 
                           |          |                                
                           +----------+                                
                ۱                ۲                 ۳

[ویرایش] وظایف سیستم عامل

سیستم عامل دارای وظایف زیر است :

سیستم عامل دوکار انجام می‌دهد یکی منابع سخت‌افزار و نرم‌افزار سیستم کامپیوتر را مدیریت و کنترل می‌کند که این منابع شامل پردازشگر، حافظه، فضای دیسک و غیره است دوم یک راه ثابت و استواری را برای کاربران فراهم می‌کند تا آنها بتوانند بدون اینکه مجبور باشند تمام جزئیات سخت‌افزار را بدانند، با سخت‌افزار کار کنند. یعنی در کل می‌توان گفت ارتباط بین استفاده کننده و کامپیوتر و ارتباط بین اجزای مختلف کامپیوتر را برقرار می‌کند.

[ویرایش] سیستم عامل بی درنگ

از این نوع سیستم‌های عامل برای کنترل ماشین آلات صنعتی، تجهیزات علمی و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌گردد. یک سیستم عامل بلادرنگ دارای امکانات محدود در رابطه با بخش رابط کاربر و برنامه‌های کاربردی مختص کاربران هستند. یکی از بخش‌های مهم این نوع سیستم‌های عامل، مدیریت منابع موجود کامپیوتری بگونه‌ای است که یک عملیات خاص در زمانی که می‌بایست، اجراء خواهند شد , مهمتر اینکه مدیریت منابع بگونه ایست که این عمل در هر بار وقوع, مقدار زمان یکسانی بگیرد.