باز کردن منو اصلی

سیستم‌عامل

مجموعه نرم‌افزارهائی که منابع یک سیستم را مدیریت می‌کنند

سیستم‌عامل یا سامانهٔ عامل[۱] نرم‌افزاری است که مدیریت منابع رایانه را به عهده گرفته و بستری را فراهم می‌سازد که نرم‌افزار کاربردی اجرا شده و از خدمات آن استفاده کنند. سیستم‌عامل جزء ضروری‌ترین نرم‌افزارهای یک سیستم کامپیوتری است. سیستم‌عامل خدماتی به برنامه‌های کاربردی و کاربر ارائه می‌دهد. برنامه‌های کاربردی یا از طریق واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی[یادداشت ۱] یا از طرق فراخوانی‌های سیستم به این خدمات دسترسی دارند. با فراخوانی این واسط‌ها، برنامه‌های کاربردی می‌توانند سرویسی را از سیستم‌عامل درخواست کنند، پارامترها را انتقال دهند، و پاسخ عملیات را دریافت کنند. ممکن است کاربران با بعضی انواع واسط کاربری نرم‌افزار مثل واسط خط فرمان یا یک واسط گرافیکی کاربر با سیستم‌عامل تعامل کنند. برای کامپیوترهای دستی و رومیزی، عموماً واسط کاربری به عنوان بخشی از سیستم‌عامل در نظر گرفته می‌شود. در سیستم‌های بزرگ و چند کاربره مثل یونیکس و سیستم‌های شبیه یونیکس، واسط کاربری معمولاً به عنوان یک برنامه کاربردی که خارج از سیستم‌عامل اجرا می‌شود پیاده‌سازی می‌شود. نمونه‌هایی از محبوب‌ترین سیستم عامل‌های نوین شامل: اندروید، بی‌اس‌دی، آی‌اواس، لینوکس، اواس ده، کیوان‌اکس، مایکروسافت ویندوز، ویندوز فون و زد/اواس می‌باشند.

محتویات

انواع سیستم‌عاملویرایش

سیستم‌های بی‌درنگویرایش

سیستم‌های بی‌درنگ یا زمان واقعی یک سیستم عامل چند وظیفه‌ای است که معمولاً به عنوان یک کنترل‌کننده در یک کاربرد خاص استفاده می‌شوند. سیستم در این حالت می‌بایست در زمانی مشخص و معین حتماً جواب مورد نظر را بدهد. سیستم‌های کنترل آزمایش‌های علمی، تصویربرداری پزشکی، کنترل صنعتی و برخی از سیستم‌های نمایش از این دسته‌اند. هدف اصلی استفاده از سیستم‌های بی‌درنگ واکنش سریع و تضمین شده در برابر یک رویداد خارجی می‌باشد. در سیستم‌های بی‌درنگ معمولاً وسایل ذخیره‌سازی ثانویه وجود ندارد و به جای آن از حافظه‌های ROM استفاده می‌شود. سیستم عامل‌های پیشرفته نیز در این سیستم‌ها وجود ندارند چرا که سیستم‌عامل کاربر را از سخت‌افزار جدا می‌کند و این جداسازی باعث عدم قطعیت در زمان پاسخ‌گویی می‌شود. سیستم‌هایی که در آن مهلت زمانی[یادداشت ۲] باید پاسخ داده شود را بی‌درنگ سخت و سیستم‌هایی که مهلت زمانی را پشتیبانی نمی‌کنند بی‌درنگ نرم می‌نامند. از کاربرد سیستم‌های بی‌درنگ سخت می‌توان به کنترل موتور یک خودرو (پاسخ با تأخیر می‌تواند نتایج فاجعه‌باری را به همراه داشته باشد) و در سیستم‌های بی‌درنگ نرم می‌توان به اسکن بارکد در پایانه فروشگاه (با اینکه سرعت پاسخ‌دهی باید سریع باشد اما به حادّی سیستم‌های سخت نمی‌باشد) اشاره کرد.[۲][۳]

سیستم‌های چند کاربرهویرایش

سیستم‌های چند کاربره اجازه می‌دهند تا کاربران متعدد به صورت هم‌زمان به یک سیستم کامپیوتری دسترسی داشته باشند. سیستم‌های اشتراک زمانی و کارساز وب را می‌توان به عنوان سیستم‌های چند کاربره طبقه‌بندی کرد. در سیستم‌های اشتراک زمانی تنها یک پردازنده قرار دارد که توسط مکانیزم‌های زمانبندی بین برنامه‌های مختلف کاربرها با سرعت زیاد سوئیچ می‌شود و بنابراین هر کاربر تصور می‌کند کل رایانه در اختیار اوست.[۲]نسخه

تک پردازندهویرایش

این نوع سیستم عامل‌ها، سیستم عامل‌های نسل چهارم (نسل فعلی) هستند که بر روی یک پردازنده اجرا می‌شوند. از قبیل ویندوز اکس‌پی، ۹۸، ام‌ای و ویستا که بیشتر محصول شرکت مایکروسافت می‌باشند.

سیستم عامل شبکه ایویرایش

سیستم عامل Novell یکی از قدرتمندترین سیستم عامل های شبکه میباشد که در محیط شبکه برای یک پارچه سازی و مدیریت شبکه استفاده میشد.

قابلیت ویژه این سیستم عامل نسبت به بقیه سیستم عامل های شبکه ,قابلیت ریکاوری فایل های پاک شده توسط کاربر و بازگردانی دقیق است که تا به حال هیچ سیستم عاملی به این الگوریتم خاص دست نیافته است.

انواع نسخه های ساخته شده عبارت اند از :

  • نسخه Netware 3x
  • نسخه Netware 4x
  • نسخه Netware 5x
  • نسخه Netware 6x

سیستم‌عامل توزیع شدهویرایش

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

دلایل ایجاد سیستم‌عاملویرایش

یک سیستم کامپیوتری پیشرفته از یک یا چند پردازنده، مقداری حافظه اصلی، دیسک‌ها، چاپگرها، صفحه‌کلید، صفحه نمایش، 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. سیستم‌عامل یک لایه نرم‌افزاری فراهم می‌کند که وظیفه مدیریت منابع سیستم را از دوش برنامه‌های کاربردی رهانیده و کار برنامه‌نویسی را ساده‌تر می‌نماید؛ که با توجه به نسخه‌های جدید سیستم عامل‌ها که به دلیل بهره‌مندی از تکنولوژی گرافیک و امکان استفاده از ماوس، امکان استفاده ساده و آسان را برای کاربران مبتدی فراهم نموده‌است. در حقیقت سیستم‌عامل واسط بین سخت‌افزار رایانه و کاربر می‌باشد.

وظایف سیستم‌عاملویرایش

سیستم‌عامل دو کار عمده انجام می‌دهد:

  1. در نگرش پایین به بالا، منابع منطقی (مانند فایل‌ها) و منابع فیزیکی (مانند دستگاه‌های سخت‌افزاری) رایانه را مدیریت و کنترل می‌کند.
  2. در نگرش بالا به پایین، وظیفه سیستم‌عامل این است که یک ماشین توسعه یافته[یادداشت ۳] یا ماشین مجازی را به کاربران ارائه کند تا آن‌ها بتوانند آسان‌تر برنامه‌نویسی نمایند و درگیر پیچیدگی‌های سخت‌افزاری رایانه نشوند.[نیازمند منبع]

به‌طور کلی، وظایف سیستم‌عامل شامل موارد زیر است:

سیستم‌عامل‌های فعلیویرایش

در سالهای اخیر رقابت بیشتر بین سیستم عامل‌های مایکروسافت ویندوز، اپل مک اواس و لینوکس جریان دارد که آماری که در ماه ژوییه ۲۰۱۱ توسط وبگاه W3Schools به ثبت رسیده حاکی از آن است که هم‌اکنون بیش از ۸۰ درصد کاربران اینترنت از سیستم‌عامل ویندوز استفاده می‌کنند.

آمار موجود که مربوط به اوت ۲۰۱۰ می‌باشد به شرح زیر است:

از سیستم عامل‌های مشهور کامپیوترهای شخصی می‌توان به اسامی زیر اشاره کرد:

همچنین از سیستم عامل‌های موجود روی گوشی‌های تلفن همراه نسل جدید می‌توان به اسامی زیر اشاره کرد:

تاریخچه سیستم عاملویرایش

در آغازویرایش

اولین کامپیوترها فاقد سیستم‌عامل بودند. در اوایل سال ۱۹۶۴ فروشندگان کامپیوترهای تجاری ابزار کاملاً گسترده‌ای را برای تسهیل توسعه، زمانبندی، و اجرای کارها روی یک سیستم پردازش دسته‌ای فراهم می‌کردند. برای مثال رایانه تولید شده توسط UNI VAC.

در ابتدا سیستم‌عامل روی مین فریم‌ها مستقر می‌شد و کمی بعد سیستم‌عامل میکرو کامپیوترهای 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 بسیار بزرگ و جاگیر بودند اما امروزه در کف یک دست جا می‌گیرند.

مین فریم‌هاویرایش

میکرو کامپیوترهاویرایش

میکرو کامپیوترهای اولیه نیاز یا ظرفیت داشتن یک سیستم‌عامل پیچیده که روی مین فریم‌ها توسعه یافته بود نداشتند.

ویژگی‌هاویرایش

اجرای برنامهویرایش

وقفه‌هاویرایش

دسته‌بندی وقفه‌هاویرایش

  • برنامه وقفه‌هایی که به دلیل بعضی شرایط حاصل از یک دستورالعمل بروز می‌کند. شامل سریز شدن محاسباتی، تقسیم بر صفر، تلاش برای اجرای یک دستورالعمل ماشین غیرمجاز و مراجعه به آدرسی خارج از فضای مجاز کاربر.
  • زمان‌سنج وقفه‌ای که توسط زمان‌سنج داخلی تولید می‌شود. این وقفه به سیستم‌عامل اجازه می‌دهد، بعضی اعمال را به‌طور مرتب انجام دهد.
  • ورودی/خروجی وقفه‌هایی که به وسیله کنترل‌کننده ورودی/خروجی تولید می‌شود، تا کامل شدن طبیعی یک عمل یا شرایط خطا را اعلام نماید.
  • نقص سخت‌افزار وقفه‌هایی که با نقص سخت‌افزاری تولید می‌شود، مثل نقص برق یا خطای توازن حافظه.

حالت حفاظت شده و ناظرویرایش

مدیریت حافظهویرایش

حافظه مجازیویرایش

چند وظیفه‌ایویرایش

دسترسی به دیسک و سیستم فایلویرایش

راه اندازهای دستگاه‌هاویرایش

شبکهویرایش

امنیتویرایش

جستارهای وابستهویرایش

منابعویرایش

  1. فرهنگ واژه‌های مصوّب فرهنگستان: ۱۳۷۶ تا ۱۳۸۵، بخش دوم فارسی، صفحهٔ ۳۹۸. (دانلود از فرهنگستان)
  2. ۲٫۰ ۲٫۱ مقسمی، حمیدرضا (۱۳۸۹). «فصل یک». سیستم عامل. صفحه 32: انتشارات گسترش علوم پایه. شابک ۹۷۸-۹۶۴-۴۹-۳۰۳-۸ مقدار |شابک= را بررسی کنید: length (کمک). پارامتر |تاریخ بازیابی= نیاز به وارد کردن |پیوند= دارد (کمک)
  3. «Real - time Operating System s that Support Java» (PDF). W. Arnold, K. Branson, D. Chung, R. Pesigan University of California, San Diego. دریافت‌شده در ۱۷ اوت ۲۰۱۴.
  • آندرواس تننباوم و وودهال، طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های عامل. چاپ چهارم ویرایش دوم ۱۳۸۱.


خطای یادکرد: خطای یادکرد: برچسب <ref> برای گروهی به نام «یادداشت» وجود دارد، اما برچسب <references group="یادداشت"/> متناظر پیدا نشد. ().