تنقسم البرامج في الحاسب انظمة التشغيل والتطبيقات؟

تنقسم البرامج في الحاسب انظمة التشغيل والتطبيقات؟

نظام التشغيل هو مجموعة من البرمجيات المسؤولة عن إدارة الموارد (عتاد الحاسوب)، وبرمجيات الحاسوب، ويمثل وسيط بين المستخدم، وعتاد الحاسوب، وبتعريف آخر يمثل نظام التشغيل جسر لتشغيل برامج المستخدم، ويقوم بالمهام الأساسية مثل: إدارة وتخصيص مصادر الحاسوب (الذاكرة، القرص الصلب، الوصول للأجهزة الملحقة إلخ…)، وترتيب أولوية التعامل مع الأوامر، والتحكم في أجهزة الإدخال، والإخراج مثل: لوحة المفاتيح، وكذلك لتسهيل التعامل مع الشبكات، وإدارة الملفات.

أنواع نظم التشغيل

تتنوع أنظمة التشغيل نظرًا لِعدة أسباب؛ فهي تختلف فيما بينها من حيث طُرق التشغيل، والعرض، والمكونات، والهدف من استخدامها، وتختلف أيضًا حسب حداثة الجِهاز المُستخدم، ولكن أبرز ما يُميز نظام عن آخر، ما يُسمى بالواجهة الرسمويّة (GUI)؛ هذه الواجهات تتيح للمُستخدم استخدام الفأرة للتوجيه، والقوائم المُختلفة، وعرض كل شيء على الشاشة، سواء الرسومات أو النصوص وغيرهما، ولكل نظام تشغيل واجهة مُختلفة في الشكل، والمظهر، وطريقة الاستخدام، وتوجد العديد من أنظمة تشغيل الحاسوب، إلّا أن هناك ثلاث برامج تعد الأشهر من غيرها، وهي: Microsoft Windows، وmacOS، وLinux.

وقد شهدت أنظمة التشغيل تطورًا كبيرًا بمرور الزمن، ويعد نظام الويندوز أشهر أنظمة الحواسيب دون مُنازع، إذ إنَّ غالبية المُستخدمين يتعاملون مع أجهزة ذات أنظمة ويندوز متطورة، بينما نظامي الأندرويد والأي أو أس يُسيطران على أنظمة تشغيل الهواتف، والأندرويد مُنتشر بشكل أكبر بسبب استخدامه في هواتف كثير من الشركات، بينما نظام الأي أو أس يُستخدم لهواتف شركة أبل.

المنفرد المستخدم المنفرد المهمة

أبسط أنواع نظم التشغيل تخدم مستخدما واحدا في الوقت الواحد وهو منفرد المهمة (Single-Tasking) بمعنى آخر ويمكنه أن ينفذ برنامجا واحدا فقط في الوقت الواحد ومن الأمثلة عليه نظام إم إ

أو

س-دوس (MS-DOS).

المنفرد المستخدم المتعدد المهام

هذا النظام لديه القدرة على تنفيذ أكثر من برنامج واحد بشكل متزامن، حيث تنتقل الوحدة المعالجة المركزية (CPU) بين المهمات بسرعة كبيرة. و من أمثلتها: Windows95, Windows98.

المتعدد المستخدمين المنفرد المهمة

يسمح هذا النظام لعدد من الأشخاص بتنفيذ كل منهم برنامجاً واحداّ في الوقت نفسه. و يزود كل مستخدم بمحطة إدخال وإخراج تتصل مع الحاسوب المركزي ويسمى هذا التنظيم بنظام المشاركة الزمنية (Timesharing) وذلك لأن نظام التشغيل يأمر الحاسوب بالانتقال بسرعة كبيرة بين المستخدمين بعد إعطائهم فترات زمنية ثابتة لاستخدام CPU وتسمى هذه الفترات بالشرائح الزمنية (Time Slices) وهي قصيرة جداً (حوالي ألوف جزئية من الثانية) بحيث يتوهم كل مستخدم أنه يمتلك انتباه الحاسوب كلية ومن امثلته Windows NT.

المتعددة المستخدمين المتعددة المهام

هو عباره عن نظم التشغيل الحديثة حيث تتيح للمستخدم تشغيل عدة برامج حتى إن كان تعدد المعالجات (CPU) غير كافية لذلك. تقوم نظم التشغيل بتوزيع وقت المعالج بين هذه البرامج بحيث يأخذ كل برنامج وقت محدد من المعالج من ثم يقوم بإيقاف مؤقت للبرنامج وإعطاء برنامج اخر هذا الوقت. هذا يعني ان خلال اللحظة الواحدة برنامج واحد يعمل على المعالج ونظام التشغيل يقوم بالتغيير بسرعة كبيرة جداً كأجزاء من الثانية. عملية توزيع وقت المعالج تسمى بالجدولة (scheduling) حيث يحتفظ نظام التشغيل بقائمة من البرامج التي قام المُستخدم بتشغيلها وتقوم عملية الجدولة بتوزيع وقت لكل برنامج موجود في هذه القائمة ليستفيد من المُعالج في هذا الوقت.

حوسبة الزمن الحقيقي

حوسبة الزمن الحقيقي هي دراسة للعتاد والبرامج التي  تكون لها قيود في الزمن الحقيقي بمعنى أن النظام لا بد أن يضمن معالجة الأحداث أو البيانات في وقت محدد، على عكس الأنظمة الأخرى حيث لا تكون هناك قيود على مدة الاستجابة على الرغم أنه كلما كانت أسرع استجابة كلما كانت أفضل، ويتم تلبية الطلب على برامج الوقت الحقيقي بواسطة أنظمة تشغيل الوقت الحقيقي (مثل VxWork، و Windows CE، و RTLinux) و لغات البرمجة المتزامنة (مثل Averest و ChucK و SyncCharts).

الصعوبات

تتمثل الصعوبة الرئيسية للمبرمج في الحفاظ على نظام التشغيل ضمن القيود الزمنية الثابتة لنظام في الوقت الحقيقي، فعلى سبيل المثال إذا لم يكمل النظام مهمة في إطار زمني معين، فقد يتسبب في انهيار النظام بأكمله الذي يعمل عليه، لذلك عند كتابة نظام تشغيل لنظام الوقت الحقيقي، يجب أن يكون المبرمج على يقين من أن مخططات الجدولة الخاصة به لا تسمح بوقت الاستجابة لتتجاوز وقت القيد.

الأنظمة المدمجة

تعني ارتباط شي بشيء آخر، وهذا النظام صمم خصيصًا للقيام بمهمة محددة أو عدد من المهمات المحددة، أي أنه مصمم لأغراض محددة، وهو المتحكم أو المعالج القائم على النظام الذي تم تصميمه ليؤدي مهمة محددة أو عدة مهمات محددة.على سبيل المثال: إنذار الحريق هو نظام مدمج، والآلات الصناعية، والأجهزة الزراعية والمعدات الطبية والكاميرات والأجهزة المنزلية، فضلًا عن الأجهزة النقالة (المحمول)، وأيضًا أجهزة الراوتر (Routers) وأمثلة على الأنظمة المدمجة في منتج أكبر وهو الحاسوب (Computer) الـ DVD Player و كارت الـ LAN.والأنظمة المدمجة بعضها يحتوي على واجهة مستخدم (UI) وآخر لا.. على سبيل المثال الأجهزة التي صممت لأداء مهمة واحدة لا تحتوي على واجهة مستخدم في كثير من الأحيان، والأخرى الأكثر تعقيدًا والتي صممت لأداء عدد أكبر من المهمات مثل الأجهزة النقالة (المحمول) صممت بواجهة مستخدم رسومية (GUI).يحتوي النظام المدمج على ثلاث مكونات أساسية هي الجزء المادي (Hardware) و تطبيقات برمجية (Application Software) و RTOS وهو اختصار لـ Real Time Operating system.

من مميزات هذا النظام:

• سهولة التخصيص (تخصيص النظام لأداء المهمات المحددة).
• منخفض استهلاك الطاقة.
• تكلفة منخفضة.
• أداء جيد. ويعتبر من أهم عيوب الأنظمة المدمجة جهود تطويرها وإنتاجها عالية.

الأنظمة الموزعة

مجموعة من الحواسيب المستقلة تظهر للمستخدمين ويستخدمونها عن طريق جهاز مركزي (إدارة مركزية)، أمثلة على النظم الموزعة شبكة داخل جامعة أو مديرية في شركة معينة وغيره من الأمثلة. للنظم الموزعة مزايا عديدة في الأنظمة المركزية منها انها توفر الكثير من المال وتعطي أداء جيد وكذلك لها مزايا في الأجهزة المستقلة حيث أنها تساعد على تبادل الملفات والقدرة على الوصول لقواعد البيانات. وأيضا للنظم الموزعة مساوئ حيث أن هناك برمجيات محددة يمكن استخدامها. 

تنقسم البرامج في الحاسب انظمة التشغيل والتطبيقات؟