همه چیز در مورد سيـــــــــستـــــــم عــــــــامــــــــل به زبان ساده و خلاصه

[Borna66]

درباره سیستم عامل



در فرهنگ رایانه سیستم عامل (به انگلیسی: Operating System) نرم‌افزاری است که مدیریت منابع رایانه را به عهده گرفته و بستری را فراهم می‌سازد که برنامه‌های کاربردی اجرا شده و از خدمات آن استفاده کنند.

[Borna66]

دلایل ایجاد سیستم عامل
یک سیستم کامپیوتری پیشرفته از یک یا چند پردازنده، مقداری حافظه اصلی، دیسک‌ها، چاپگرها، صفحه‌کلید، صفحه‌نمایش، واسط‌های شبکه‌ای و دیگر دستگاه‌های ورودی و خروجی تشکیل شده‌است. اگر سیستم یکپارچه‌ای برای مدیریت این منابع وجود نداشته باشد، هر برنامه باید به تنهایی این کار را انجام دهد. سیستم عامل یک لایه نرم‌افزاری فراهم می‌کند که وظیفه مدیریت منابع سیستم را از دوش برنامه‌های کاربردی رهانیده و کار برنامه‌نویسی را ساده‌تر می‌نماید.

[Borna66]

وظایف سیستم عامل
سیستم عامل دو کار عمده انجام می‌دهد: در نگرش پایین به بالا، منابع منطقی (مانند فایل‌ها) و منابع فیزیکی (مانند دستگاه‌های 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 پیچیدگی‌های 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 صف‌ها و زمان بندی استفاده از منابع
حساب داری (Accounting) میزان استفاده از منابع
ایجاد امنیت (security)
ایجاد، حذف و اداره فرایند‌ها
ایجاد مکانیسم‌های ارتباط بین فرایند‌ها و همگام سازی آنها
مدیریت فایل‌ها و پوشه‌ها
مدیریت حافظه‌های اصلی و جانبی
برقراری امکان دسترسی چندتایی (Multiaccess) و اجرای هم روند (Concurrent) فرایند‌ها
به اشتراک گذاری منابع (Resource Sharing)
تعیین راهکار‌هایی برای اداره بن بست (deadlock)‌ها
جلوگیری از شرایط رقابتی (Race Condition) و تداخل یا در هم قفل شدن (Interlock) فرایند‌ها
جلوگیری از گرسنگی (Starvation)

[Borna66]

سیستم عامل‌های فعلی
در سالهای اخیر رقابت بشتر بین سیستم‌عامل‌های مایکروسافت ویندوز، اپل مک اواس و لینوکس جریان دارد که آماری که در ماه اوت ۲۰۱۰ توسط وب‌گاه W3Schools (http://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=W3Schools&action=edit&redlink=1) به ثبت رسیده حاکی از آن است که هم اکنون ۸۷٫۶ درصد کاربران رایانه‌های شخصی از سیستم‌عامل ویندوز استفاده می‌کنند.
آمار موجود که مربوط به اوت ۲۰۱۰ می‌باشد به شرح زیر است:

ویندوز ۷ : ۲۲٫۳٪
ویندوز ویستا : ۱۰٫۵٪
ویندوز اکس پی : ۵۳٫۱٪
ویندوز سرور ۲۰۰۳ : ۱٫۳٪
ویندوز ۲۰۰۰ : ۰٫۴٪
مک اواس : ۶٫۷٪
لینوکس : ۴٫۹٪

[Borna66]

تاریخچه : اولین کامپیوترها فاقد سیستم‌عامل بودند. در اوایل سال ۱۹۶۴ فروشندگان کامپیوترهای تجاری ابزار کاملا گسترده‌ای را برای تسهیل توسعه، زمانبندی، و اجرای کارها روی یک سیستم پردازش دسته‌ای فراهم می‌کردند. برای مثال کامپیوتر تولید شده توسط univac.


در ابتدا سیستم‌عامل روی مین فریم‌ها مستقر می‌شد و کمی بعد سیستم‌عامل میکروکامپیوترهای ابتدایی که فقط از یک برنامه در هر زمان پشتیبانی می‌کردند و به یک زمانبند بسیار ابتدایی نیاز داشتند. هر برنامه زمانی که در حال اجرا بود تحت کنترل کامل ماشین قرار داشت. چند وظیفه‌ای (اشتراک زمانی) اولین بار در مین فریم‌ها و در ۱۹۶۰ عرضه شد. ابتدا کامپیوترها به اندازه یک زمین فوتبال بودند اما امروزه در کف یک دست جا می‌گیرند.

[Borna66]

انواع سیستم عامل :

سیستم عامل تک پردازنده
این نوع سیستم عامل‌ها، سیستم عامل‌های نسل چهارم (نسل فعلی) هستند که بر روی یک پردازنده اجرا می‌شوند.

سیستم عامل شبکه‌ای
این نوع سیستم عامل‌ها، از کنترل کننده‌های واسط شبکه و نرم افزار‌های سطح پایین به عنوان گرداننده استفاده می‌کنند و برنامه‌هایی برای ورود به سیستم‌های راه دور و دسترسی به فایل از راه دور در آنها به کار گرفته می‌شود.

سیستم عامل توزیع شده
این سیستم عامل‌ها خود را مانند سیستم عامل‌های تک پردازنده به کاربر معرفی می‌کنند، اما در عمل از چندین پردازنده استفاده می‌کنند. این نوع سیستم عامل در یک محیط شبکه‌ای اجرا می‌شود در این نوع سیستم یک برنامه پس از اجرا در کامپوترهای مختلف جواب نهایی به سیستم اصلی کاربر بر می‌گردد سرعت پردازش در این نوع سیستم بسیار بالاست.

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.

[Borna66]

منابع
آندرواس تننباوم و وودهال، طراحی و پیاده سازی سیستمهای عامل.چاپ چهارم ویرایش دوم.