نظام تشغيل

نظام التشغيل هو برنامج مسئول عن إدارة موارد عتاد وبرمجيات الحاسوب، يقوم نظام التشغيل بالمهام الأساسية مثل إدارة وتخصيص مصادر الحاسب الآلي(الذاكرة ، القرص الصلب ، الوصول للأجهزة الطرفية الملحقة ..إلخ)، ترتيب أولوية التعامل مع الأوامر، التحكم في أجهزة الإدخال والإخراج، تسهيل الشبكات، وإدارة الملفات.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 مقدمة

الحواسيب الحديثة متعددة الأغراض، شاملة الحواسيب الشخصية و الحواسيب العملاقة(mainframes)، لها نظام تشغيل ليشغل باقى البرامج مثل التطبيقات البرمجية. تشمل الأمثلة على أنظمة تشغيل الحواسيب الشخصية ميكروسوفت ويندوز، لينوكس، ماك أو.إس(داروين)، و يونكس.

تشمل الفوائد الأساسية لنظام تشغيل ما يلى:

1. يسمح بتشغيل أكثر من برنامج في نفس الوقت
2. يسهل برمجة التطبيقات البرمجية، لأن البرنامج لن يحتاج إلى إلى التعامل مع العتاد مباشرة. يدير نظام التشغيل العتاد وتفاعله مع البرمجيات. كما يوفر أيضا واجهة عالية المستوى للعتاد وطريقة للتفاعل مع البرامج الأخرى.

المستوى الأدنى من أى نظام تشغيل هو نواته. هذه هى الطبقة الأولى من البرمجيات التى يتم تحميلها في الذاكرة عند إقلاع التظام أو بدأ التشغيل. توفر النواة إمكانية الوصول إلى الخدمات المركزية الشائعة الأخرى لكل برامج النظام والتطبيقات. هذه الخدمات تشمل(وليس فقط): جدولة المهام، إدارة الذاكرة، الوصول للقرص، و الوصول لأجهزة العتاد.

كما هو الحال بالنسبة للنواة، فإن نظام التشغيل كثيرا ما يزود ببرمجيات نظام لإدارة واجهة المستخدم الرسومية (بالرغم من إدماج ويندوز و ماكينتوش لهذه البرامج في نظام التشغيل). وأيضا أدوات لمهام مثل إدارة الملفات و إعداد نظام التشغيل. في أحيان كثيرة يوزع مع نظام التشغيل برمجيات ليست لها علاقة مباشرة بالوظائف الأساسية لنظام التشغيل، ولكن من يوزع نظام التشغيل وجد فائدة في توزيعها معه.

الفاصل بين نظام التشغيل وبرمجيات التطبيقات غير واضح، وكثيرا ما يكون موضع خلاف. من وجهة النظر التجارية أو القانونية، فإن الفصل يعتمد على سياق الإهتمامات الداخلة في الموضوع. على سبيل المثال، واحد من الأسئلة الرئيسية في قضية الولايات المتحدة ضد ميكرسوفت هو هل متصفح ويب ميكروسوفت جزأ من نظام التشغيل أم لا.

كما هو الحال مع مصطلح "نظام تشغيل"، فإن الخلاف يدور أحيانا حول ما الذى يجب على النواة إدارته يالتحديد، مع النقاش حول هل يجب أن تكون أشياء مثل نظام الملفات في النواة أم لا. البعض يؤيد النواة الصغريه، و البعض النواة الاحاديه وهكذا.

تستخدم أنظمة التشغيل على أغلب، وليس كل الحواسيب. الحواسيب الأبسط، شاملة الأنظمة المغروسة الأصغر والعديد من الحواسيب المبكرة بدون نظام تشغيل، بدلا من هذا يعتمدوا على برامج التطبيقات لتدير العتاد بمعرفتها، و ربما بمسياعدة مكتبات صممت لهذا الغرض.

 مراحل تطور نظم التشغيل

كان لنظم التشغيل وبنية الحاسوب قدر كبير من التأثير بعضها في بعض. فقد جرى تطوير نظم التشغيل لتسهيل استخدام العتاديات.

في البداية، استُخدمت النظم الحاسوبية ما سمي المُحاِور أوالِمعراض console، ولم يكن المستخدِم يتفاعل مباشرة معها، بل كان الحاسوب يُدار بوساطة مشغِّل operator. وأدّت برمجياتٌ مثل المجمّعات assemblers والموسِقات loaders والرابطات linkers والمترجِمات، إلى تحسين ملاءَمة برمجة النظام، ولكنها، في نفس الوقت، احتاجت إلى زمن تهيئة طويلٍ.

أتاحت النظمُ الدُفعية batch systems تنفيذَ الأعمال jobs الواحد تلو الآخر آلياً، من خلال نظامِ تشغيلٍ قاطنٍ في الذاكرة resident، وحسّنت إلى حدٍّ بعيدٍ الاستخدام الكلي للحاسوب. فلم تعد ثمة ضرورة أن ينتظرَ الحاسوبُ أعمالاً يقوم بها المستخدِم. ومع ذلك، ظلّت نسبة استخدام وحدة المعالجة منخفضةً، ذلك أنّ تجهيزاتِ الدخل/الخرج أبطأُ نسبياً من وحدة المعالجة.

ولتحسين الأداء الكلي للنظام، أَدخل المطورون مفهوم تعدد البرمجة multi-programming. يتيح تعددُ البرمجة الاحتفاظ بعدد من الأعمال في الذاكرة في وقت واحد؛ وتنتقل وحدة المعالجة ذهاباً وإياباً بين تلك الأعمال، لزيادة استخدام وحدة المعالجة ولإنقاص مجموع الزمن اللازم لتنفيذ تلك الأعمال.

أتاح تعددُ البرمجة أيضاً اقتسامَ الزمن time-sharing. إذ تَسمح نظم التشغيل باقتسام الزمن لعدد من المستخدمين (من 1 إلى عدة مئات) لدى استخدامهم الحاسوب معاً استخداماً تفاعلياً.

مع انخفاض أسعار العتاديات، ظهرت نظم الحواسيب الشخصية وهي حواسيب صغيرة أصغرُ حجماً من نظم الحواسيب الرئيسة mainframe، وأقل كلفةً منها. وقد استفادت نظم التشغيل الخاصة بتلك الحواسيب من تطورها. ولم تعد نسبةُ استخدام وحدة المعالجة المشكلة الأولى التي ينصبُّ الاهتمام عليها، لأن الأفراد ينفردون باستخدام الحاسوب، لذلك نجد أن بعض قرارات التصميم المتَّخذة في نظم تشغيل الحواسيب الرئيسة غير ملائمة للنظم التي هي أصغر حجماً منها.

ثم ظهرت النظم المتوازية وهي تحوي عدة وحدات معالجة تعمل في اتصال وثيق؛ وتتشارك وحدات المعالجة في مسرى الحاسوب، وتتشارك أحياناً في الذاكرة والتجهيزات الطرفية. وتستطيع هذه النظم توفير معدَّل تدفق متزايد وموثوقية محسّنة.

ومع انتشار الشبكات الحاسوبية، ظهرت النظم الموزعة وهي مجموعة معالجات لا تتشارك في الذاكرة أو الميقاتية. وبدلاً من ذلك، يحوي كل معالج ذاكرةً محليةً، وتتصل المعالجات بعضُها ببعض بوساطة خطوط اتصال متنوعة، مثل المساري العالية السرعة وخطوط الهاتف. يسمح النظام الموزع للمستخدمين بالنفاذ إلى موارد متنوعة موجودة في حواسيب بعيدة، وتحسين الإفادة من المعطيات وموثوقيتها.

وهنا شكل آخر من أشكال نظم التشغيل الخاصة، هو نظام الزمن الحقيقي وله نوعان. يُستخدم نظام الزمن الحقيقي الراسخ hard في تطبيقٍ مخصص بمنْزلة تجهيزةِ تحكّمٍ. ولنظام تشغيل الزمن الحقيقي الراسخ قيوده المعرَّفة جيداً والمحددة من حيث الزمن. فالمعالجة يجب أن تنجز ضمن القيود المعرَّفة، وإلا أخفق النظام. أما النوع الثاني فيرتبط بنظم الزمن الحقيقي المطواعة soft التي لديها قيود زمنية أقل صرامةً، ولا تدعمُ الجدولةَ الزمنية للمواعيد الأخيرة deadlines.

 مكونات النظام الحاسوبي

عتاديات الحاسوب.

توفِّر العتاديات -وهي وحدة المعالجة المركزية CPU، والذاكرة، وتجهيزات الدخل/الخرج O/I ـ المواردَ resources الأساسية للحاسوب. وتُستخدم هذه الموارد لحل المسائل الحاسوبية الخاصة بالمستخدمين، وذلك بطريقة تعرّفها البرامج التطبيقية، مثل المترجمات compilers، ونظم قواعد المعطيات، والألعاب، والبرامج الخاصة بالأعمال business. قد يقوم مستخدِمون مختلفون (أشخاص، تجهيزات، حواسيب أخرى) بحل مسائل مختلفة، وذلك عن طريق برامج تطبيقية عدة ومختلفة. لذا يتولى نظام التشغيل مهمة مراقبة وتنسيق استخدام العتاديات بين مختلف البرامج التطبيقية لمختلف المستخدمين.

لا يوجد تعريف وافٍ وكامل لنظام التشغيل، ولا يوجد أيضاً عالمياً تعريف مقبول للأشياء التي هي جزء من نظام التشغيل، والأشياء التي ليست منه. عموماً نظام التشغيل هو البرنامج الذي يكون بحالة التنفيذ كل الوقت (يسمى النواة kernel عادةً)، أما البرامج الأخرى فهي برامج تطبيقية.

 الخدمات

يوفر نظام التشغيل بيئة عمل لتنفيذ البرامج، فهو يقدم خدمات للبرامج ولمستخدِمي تلك البرامج. وتختلف هذه الخدمات من نظام تشغيل إلى آخر، بيد أنه يمكن تمييز بعض التصنيفات العامة لها، تجعل هذه الخدمات المبرمجين أكثر مقدرة على البرمجة وتسهل عليهم عملهم.

 إدارة العمليات

أى عمل في حاسوب، سواء كان خدمة تعمل في الخلفية أو تطبيق، يجرى داخل عملية. ما دامت معمارية John von Neumann تستخدم في بناء الحاسوب، فلا يمكن تشغيل سوى عملية واحدة لكل و.م.م في كل مرة. أنظمة التشغيل الأقدم مثل MS-DOS لا تقدم أى محاولة لتجاوز هذه المحدودية و في الحقيقة يمكن لعملية واحدة فقط أن تعمل عليهم. تستطيع الأنظمة الحديثة محاكاة تشغيل أكثر من عملية مرة واحدة (متعددة المهام) على و.م.م واحدة. إدارة العمليات هى طريقة نظام التشغيل في التعامل مع العمليات العديدة العاملة. حيث أن أغلب الحواسيب تحتوى على و.م.م مفردة ذات قلب واحد، فإن الحصول على تعدد المهام يكون ببساطة عن طريق التحويل بين المهام بسرعة. و مع زيادة العمليات التى يشغلها المستخدم يصبح نصيب كل عملية من الوقت أقل، في كثير الأنظمة قد يسبب هذا مشاكل مثل تخطى أجزاء من ملفات الصوت أو حركة مرتعشة لمؤشر الفأرة. تشمل إدارة العمليات الحساب والتوزيع "للأنصبة الزمنية".

 إدارة الذاكرة

يجب أن يكون النظام قادراً على تحميل البرامج في الذاكرة وتنفيذها.

طبقا لقانون باركينسون "البرامج تتمدد لتملأ الذاكرة المتوفرة لاحتواءهم". لهذا يحب المبرمجين ذاكرة لا نهائية الحجم ولا نهائية السرعة. في هذه الأيام فإن أغلب ذاكرة الحاسوب مرتبة في نمط شجرى بدآ بالسجلات (registers) الأسرع، الكاش، الرام، قرص التخزين وربما حتى الأشرطة النغناطيسية. مدير الذاكرة في نظام التشغيل يقوم بالتعامل مع أنواع الذاكرة، بتحديد أيها متوفر، وأيها يجب تخصيصه أو إلغاء تخصيصه وكيفية الإنتقال بين الذاكرة الرئيسية و الذواكر الثانوية. هذه العملية والتى يشار اليها غالبا باسم إدارة الذاكرة الإفتراضية تزيد من حجم الذاكرة المتوفرة لكل عملية (4 ج.ب لحاسوب بينتيم مثالى حتى لو كان حجم الرام الفيزيائى المتوفر لا يتعدى 265 م.ب). يأتى هذا على حساب السرعة التى تصبح بطيئة، ولكن يمكن أن تصبح سريعة جدا في الحالات المتطرفة، ومن هنا قد تحدث المشاكل.

جزء آخر مهم من إدارة الذاكرة، هو إدارة العناوين الإفتراضية، مع مساعدة من و.م.م. إذا كان هناك العديد من العمليات في الذاكرة فيجب منعهم من تعارض أى منهم مع ذاكرة الآخر (ما لم يكن هناك طلب محدد لمشاركة جزء محدود من الذاكرة بصورة محكومة). يتم تحقيق هذا عن طريق وجود فراغات عناوين منفصلة.

 وظيفة الدخل/الخرج

قد يحتاج تنفيذ برنامج إلى إجراء عملية دخل/خرج (من ملف مثلاً). ولأنه لا يُسمح للمستخدِم عادةً التحكم مباشرةً في أجهزة الدخل/الخرج، وذلك لضمان الفعالية والحماية، فإنه يجب على نظام التشغيل توفير بعض الوسائل لإنجاز الدخل/الخرج.

 القرص وأنظمة الملفات

يعتبر نظام الملفات مهماً، ذلك أن البرامج تحتاج إلى قراءة وكتابة ملفات وكذلك إنشاء وحذف ملفات محددة.

لدى الكثير من أنظمة التشغيل العديد من أنظمة الملفات التى يمكن استخدامها بشكل طبيعى، لينوكس لديه أكبر تنوع من أنظمة الملفات هذه، وهى ext2 ،ext3 ،ReiserFS ،Reiser4 ،GFS ،GFS2 ،OCFS ،OCFS2 ،NILFS و نظام ملفات جوجل. كما يدعم لينوكس أيضا أنظمة ملفات XFS و JFS بشكل كامل. مع دعم لنظام ملفات FAT ودعم قراءة NTFS. أما ويندوز فمحدود من ناحية دعمه لأنظمة الملفات حيث يدعم فقط: FAT12 ،FAT16 ،FAT32، و NTFS.

بالنسبة لأغلب أنظمة الملفات التي ذكرناها هناك طريقتان لتخصيصها. فالنظام هو إما أن يكون journaled أيْ مزود بقيد للحوادث وإما غير journaled. يعتبر النظام المزود بقيد الحوادث journaled خياراً آمناً في حالات تعافي النظام. لو حدث أن توقف النظام عن العمل فجأة (في حالة انقطاع الكهرباء مثلا) فإن نظام الملفات غير المزود بقيد للحوادث سيحتاج إلى نوع من الفحص في حين يحدث هذا تلقائيا في أنظمة الملفات المزودة بقيد الحوادث.

من أنظمة ملفات ويندوز المزودة بقيد الحوادث هي NTFS فقط، في حين أن كل أنظمة ملفات لينكس هي كذلك ما عدا ext2.

يتكون كل نظام ملفات من أدلة وأدلة فرعية منفصلة. ومع ذلك هناك اختلافات غير ملحوظة فمثلا أنظمة ملفات ويندوز تفصل بين المجلدات بالشرطة المائلة الراجعة "\" وأسماء الملفات غير حساسة لحالة الأحرف، على حين في يونكس يفصل بين المجلدات باستخدام الشرطة المائلة "\" وأسماء الملفات حساسة لحالة الأحرف.

 الاتصالات

قد تحتاج إجرائية إلى تبادل المعلومات مع إجرائية أخرى. هناك أسلوبان أساسيان لتوفير هذا الاتصال. الأول يحصل بين إجرائياتٍ تُنفّذ على نفس الحاسوب؛ الثاني يحصل بين إجرائياتٍ على حواسيب مختلفة ومرتبطة فيما بينها بوساطة شبكة حاسوبية. يمكن توفير الاتصال عبر ذاكرة مشتركة أو بتقنيات تمرير الرسائل message passing التي يتولى فيها نظام التشغيل نقل رزم المعلومات بين الإجرائيات.

 الشبكات

أغلب أنظمة التشغيل الحديثة قادرة على استخدام بروتوكول الشبكات العالمى TCP/IP. مما يعنى أن أحد الأنظمة يمكن أن يظهر في شبكة نظام آخر، ويشاركه المصادر مثل الملفات، و الطابعة، و ماسح الصور.

الكثير من أنظمة التشغيل أيضا تدعم واحد أو أكثر من البروتوكولات التقليدية الخاصة بكل مصنّع، مثل SNA في أنظمة IBM، و البروتوكولات الخاصة بميكروسوفت في ويندوز. هناك أيضا بروتوكولات خاصة بمهام معينة مثل NFS للوصول للملفات.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 كشف الأخطاء

يحتاج نظام التشغيل إلى أن يكون حذراً من الأخطاء الممكن حدوثها. يمكن مثلاً حدوث الأخطاء في وحدة المعالجة المركزية والذاكرة (كخطأ انقطاع التغذية)، أو أجهزة الدخل/الخرج، أو في برنامج المستخدِم. يجب على نظام التشغيل اتخاذ الإجراء المناسب لكل خطأ، للتوثق من صحة العمل.

 الأمن

الأمن من منظور نظام التشغيل يعنى: التحقق من المستخدمين قبل السماح بالوصول، تصنيف مستوى السماحية بالوصول الذى يملكه المستخدم، و تحجيم مستوى الوصول تبعا للسياسة التى يحددها مدير النظام.

قد يرغب مالك المعلومات المخزنة على نظام حاسوبي متعدد المستخدِمين أن يتحكم في استخدامها. لذلك عند تنفيذ عدة إجرائيات منفصلة تنفيذاً متسايراً، لا يُسمح لإجرائية واحدة أن تتعارض مع الإجرائيات الأخرى أو مع نظام التشغيل نفسه. يجب أن تضمن الحماية السيطرة على كل عمليات النفاذ إلى موارد النظام، وحماية النظام من المستخدمين أنفسهم. تبدأ هذه الحماية بأن يقوم كل مستخدِم يريد الدخولَ إلى النظام واستخدامَ موارده، بالتعريف بنفسه وعادةً ما يكون هذا التعريف بوساطة كلمة مرور يتحقق النظام من صحتها. ويمنع أيضاً النفاذ غير المشروع إلى أجهزة الدخل/الخرج الخارجية، ومنها المودِمات وموائمات الشبكة network adapters، وتسجل كل هذه الاتصالات لكشف الاختراقات. لكي يصبح النظام محمياً وآمناً يجب الحذر واتخاذ الإجراءات الوقائية لحماية جميع أقسامه، فقوة السلسلة تعتمد على قوة أضعف حلقاتها.

 واجهة المستخدم

أغلب أنظمة التشغيل الحديثة اليوم توفر واجهة مستخدم رسومية(GUI). بعض أنظمة التشغيل الأقدم تربط بشكل وثيق بين الواجهة الرسومية و النواة مثل الإصدارات الأولى من ويندوز و ماك أو.إس. أنظمة التشغيل الأحدث تفصل بين نظام الرسوميات الفرعى و النواة (كما في ماك أو.إس.إكس و الأنظمة المبنية على ويندوز إن.تى.)

العديد من أنظمة التشغيل تسمح للمستخدم بتثبيت واستخدام الواجهة الرسومية التى يريدها. يوجد نظام النوفذة إكس للأنظمة الشبيهة بيونيكس مثل لينوكس و BSD.

 مشغلات العتاد

مشغل العتاد هو قطعة من يرمجيات الحاسوب صممت لتسمح بالتفاعل بين العتاد والبرمجيات.

 واجهة التطبيقات

هذه الواجهة توفر لمطوري البرامج والتطبيقات مجموعة من الدوال الاساسية التي يكثر استعمالها مثل دوال لادارة الذاكرة والدوال الرسومية ودوال لادارة الملفات وغيرها . هذه الواجهة تسهل عمل المبرمج حيث انها توفر عليه القيام بهذه المهمات في البرامج التي يكتبها .

 الوظائف الأساسية

لنظام التشغيل وظائف أساسية في عمل الحاسوب من أهمها:

• تنظيم ملفات المستخدم على العديد من وسائط التخزين (Storage Media) كالقرص الصلب والقرص المضغوط (CDROM). كما و يعتمد كل نظام تشغيل على نظام ملف( File System) خاص به، مثلا، تعتمد معظم أنظمة تشغيل مايكروسوفت ويندوز الجديدة على نظام NTFS.
• تنظيم البرامج المحمَلة على الحاسوب و قطع الأجهزة(hardware) المتصلة به، كالشاشة و الطابعة و لوحة المفاتيح...الخ
• معالجة أخطاء قطع الأجهزة و البرامج و تفادي خسارة المعلومات.

 تحصيص الموارد resources allocation

عند وجود عدة مستخدِمين أو عدة مهام يجري تنفيذها في نفس الوقت، يجب تحصيص الموارد لكل منها. يوفِّر النظام أنواعاً مختلفة من الموارد؛ مثل زمن وحدة المعالجة المركزية، والذاكرة الرئيسية، والملفات، وأجهزة الدخل/الخرج. ويدير نظام التشغيل هذه الموارد، ويخصصها لبرامج ومستخدمين محددين وفقاً لحاجة المهمات tasks. فمثلاً، لتحديد الاستثمار الأمثل لوحدة المعالجة المركزية، يطبِّق نظام التشغيل إجرائيات خاصة لجدولتها CPU-scheduling تأخذ بالحسبان سرعتها، والأعمال الواجب القيام بها، إضافةً إلى عوامل أخرى.

 بعض الانظمة المتوفرة

• مايكروسوفت ويندوز، طور في العام ١٩٩٥ في النسخة Widows95
• Mac OS X من شركة أبل، الذي بدأ تطويره في عام ١٩٨١ ، ذي المصدر المفتوح والذي يتمتع بشهرة كبيرة في المجال الإعلامي والتلفزيوني
• جنو/لينكس الحر مفتوح المصدر. (يمكن تنزيله عبر الانترنت)
• يونكس. طور في العام 1969، يتمتع بشهرة كبيرة في الأوساط الأكاديمية لدوره الكبير في تطوير شبكة إنترنت.
• ReactOS نظام تشغيل حر مفتوح المصدر متوافق مع نظام ويندوز.
• MS-DOS
• OS/2 المطور من قبل IBM

 قضايا في نظم التشغيل

يخضع موضوع نظم التشغيل لتغيرات سريعة جداً، لأن الحواسيب صارت اليوم سائدة افتراضياً في كل تطبيق، من ألعاب الأطفال إلى أدوات التخطيط الخاصة بالحكومات والشركات المتعددة الجنسيات. ومع ذلك، تبقى المفهومات الأساسية في هذا الإطار جلية إلى حدّ ما، منها الأمور الآتية:

 إدارة الإجرائيات

الإجرائية process والتساير concurrency هما محور نظم التشغيل العصرية. الإجرائية هي وحدة العمل في النظام. يتضمن نظام التشغيل جَمْعاً من الإجرائيات المتسايرة يجري تنفيذها، بعضها إجرائيات خاصة بنظام التشغيل (وهي تلك التي تنفِّذ رِماز النظام)، وبقية الإجرائيات خاصة بالمستخدِم (وهي تلك التي تنفِّذ رِماز المستخدِم). تتناول إدارةُ الإجرائيات طرائقَ في جدولة الإجرائيات، الاتصال فيما بين الإجرائيات، تَزامُن الإجرائيات، معالجة الانسداد deadlock.

 إدارة الخزْن storage management

لتحسين استخدام وحدة المعالجة CPU وسرعة استجابتها لمستخدميها، يجب أن يُبقي الحاسوب عدة إجرائيات في الذاكرة. توجد أساليب متعددة ومختلفة لإدارة الذاكرة. لما كانت الذاكرة الرئيسية عادةً صغيرة جداً لتناسِب كل المعطيات والبرامج، ولا تستطيع تخزين المعطيات بصفة دائمة، وَجَب على نظام الحاسوب توفير خزن ثانوي لمساندة الذاكرة الرئيسية. تَتخذ معظمُ نظم الحواسيب المعاصرة الأقراصَ وسطَ خزنٍ أولي آنيّ للمعلومات (برامج ومعطيات). ويوفِّر نظامُ الملفات آليةً للخزن الآني والقدرة على النفاذ إلى المعطيات والبرامج القاطنة على الأقراص.

 النظم الموزعة

يجب أن يوفِّر النظام الموزع آليات مختلفة لمزامنة الإجرائيات وللاتصال فيما بينها، ولمعالجة مشكلة الانسداد والأعطال المختلفة التي لا تصادَف في النظام المركزي.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 الحماية والأمن

المقصود بالأمن حماية المعلومات المخزنة في النظام الحاسوبي (وهي المعطيات والرِّماز) إضافة إلى الموارد الفيزيائية، من نفاذِ غير مخوَّل له، ومن تخريب أو تبديل مقصود، ومن إحداث عدم اتساق عَرَضي.

أُحدِثتْ نظم التشغيل لأنها وسيلة مقبولة لجعل النظام الحاسوبي قابلاً للاستخدام. فلتحقيق الغرض الأساسي من النظم الحاسوبية، وهو تنفيذ برامج المستخدم وتسهيل حل مشكلاته، جرى بناء عتاديات الحاسوب. ولمّا كانت العتاديات المجرّدة ليست سهلة الاستخدام على حدة، جرى تطوير البرامج التطبيقية. تَستخدم هذه البرامج عملياتٍ شائعة، كتلك التي تتحكم في تجهيزات الدخل/الخرج. ولتنفيذ العمليات التي تستخدمها هذه البرامج، أُدرِجت وظائف التحكم والتحصيص الشائعة جميعاً في برمجية هي: نظام التشغيل.

 مراجع للإستزادة

• ABRAHAM SILBERSCHATZ, PETER BAER GALVIN, Greg Operating System Concepts (6th Edition Gagne, Wiley 2001).

 إقرأ ايضا

• علم الحاسبات
• هندسة البرامج
• تطوير نظم التشغيل

 وصلات خارجية

• [1]
• دروس في أنظمة التشغيل