سیستم‌عامل

سیستم عامل (به انگلیسی: Operating System) با حروف اختصاری OS اساسی ترین برنامه سیستمی است که مدیریت کلیه منابع سیستم را به عهده گرفته و زمینه ای را فراهم می سازد که برنامه های کاربردی می توانند بر روی آن نوشته شوند .

دلایل ایجاد سیستم عامل

یک سیستم کامپیوتری پیشرفته از یک یا چند پردازنده ، مقداری حافظه اصلی ، دیسک ها ، چاپگر ها ، صفحه کلید ، صفحه نمایش ، واسط های شبکه ای و دیگر دستگاه های ورودی و خروجی تشکیل شده است . این اجزا در کنار یکدیگر یک سیستم پیچیده را به وجود آورده اند . نوشتن برنامه هایی که تمامی این عناصر را مدیریت کرده و از آنها به طور صحیح ، بهینه و کارآمد استفاده نماید ، کار بسیار مشکلی است . اگر هر برنامه نویس مجبور باشد با مفاهیمی نظیر نحوه کار دستگاه های ورودی خروجی گوناگون آشنا باشد ، بسیاری از برنامه ها هرگز نوشته نخواهد شد . به همین دلیل ، از سالها قبل به وضوح مشخص بود که باید روش هایی یافت که برنامه نویسان را از پیچیدگی های سخت افزار دور نگه دارد . تلاش های گسترده ، منجر به ایجاد یک لایه نرم افزاری روی سخت افزار شد که همه اجزای سیستم را کنترل نموده و کار برنامه نویسان را راحت تر کند . به این لایه نرم افزاری سیستم عامل می گویند .

وظایف سیستم عامل

سیستم عامل دو کار عمده انجام می‌دهد :

در نگرش پایین به بالا ، منابع منطقی ( مانند فایل ها ) و منابع فیزیکی ( مانند دستگاه های سخت افزاری ) رایانه را مدیریت و کنترل می‌کند .

در نگرش بالا به پایین ، وظیفه سیستم عامل این است که یک ماشین توسعه یافته ( Extended Machine ) یا ماشین مجازی ( Virtual Machine ) را به کاربران ارائه کند تا آنها بتوانند آسان تر برنامه نویسی نمایند و درگیر پیچیدگی های سخت افزاری رایانه نشوند .

به طور کلی ، وظایف سیستم عامل شامل موارد زیر است :

• استفاده بهینه از منابع و جلوگیری از به هدر رفتن آنها
• تخصیص و آزاد سازی منابع
• اداره صف ها و زمان بندی استفاده از منابع
• حساب داری ( Accounting ) میزان استفاده از منابع
• ایجاد امنیت ( security )
• ایجاد ، حذف و اداره فرایند ها
• ایجاد مکانیسم های ارتباط بین فرایند ها و همگام سازی آنها
• مدیریت فایل ها و پوشه ها
• مدیریت حافظه های اصلی و جانبی
• برقراری امکان دسترسی چندتایی ( Multiaccess ) و اجرای هم روند ( Concurrent ) فرایند ها
• به اشتراک گذاری منابع ( Resource Sharing )
• تعیین راهکار هایی برای اداره بن بست ( deadlock ) ها
• جلوگیری از شرایط رقابتی ( Race Condition ) و تداخل یا در هم قفل شدن ( Interlock ) فرایند ها
• جلوگیری از گرسنگی ( Starvation )

سیستم عامل های فعلی

امروزه پرمصرف ترین سیستم عامل جهان ، ویندوز است که بر روی بیشتر رایانه‌های شخصی نصب شده ‌است .

نام چند ‌سیستم عامل معروف جهان در زیر آمده است :

• یونیکس
• لینوکس
• سولاریس (سیستم عامل)
• بی اس دی
• مک او اس
• ام وی اس.
• ویلز (سیستم عامل)
• ویندوز اکس‌پی
• ویندوز ویستا
• ویندوز ان‌تی
• ویندوز سی‌ئی
• پالم (سیستم عامل)
• سیمبیان (سیستم عامل)

انواع سیستم عامل

سیستم عامل تک پردازنده

این نوع سیستم عامل ها ، سیستم عامل های نسل چهارم ( نسل فعلی ) هستند که بر روی یک پردازنده اجرا می شوند .

سیستم عامل شبکه ای

این نوع سیستم عامل ها ، از کنترل کننده های واسط شبکه و نرم افزار های سطح پایین به عنوان گرداننده استفاده می کنند و برنامه هایی برای ورود به سیستم های راه دور و دسترسی به فایل از راه دور در آنها به کار گرفته می شود .

سیستم عامل توزیع شده

این سیستم عامل ها خود را مانند سیستم عامل های تک پردازنده به کاربر معرفی می کنند ، اما در عمل از چندین پردازنده اجرا می شوند .

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.

منابع

کتاب طراحی و پیاده سازی سیستم های عامل ، نوشته [دکتر ابوالفضل طرقی حقیقت][عنوان پیوند[۱]] ، نشر همای دانش