مراحل تطور انظمة التشغيل بالترتيب

ما هو نظام التشغيل

نظام التشغيل هو برنامج يعمل كواجهة بين المستخدم ونظام الحوسبة، وتخلق أنظمة التشغيل بيئة تمكن المستخدم من تشغيل أي تطبيق أو برنامج تواصل بطريقة مريحة ومنظمة تنظيمًا جيدًا.

كما أن جهاز التشغيل يتحكم في التي الطريقة تستخدم بها موارد الكمبيوتر لتنفيذ التطبيقات والبرامج، ومن أمثلة موارد الكمبيوتر الذاكرة، والأجهزة الطرفية لكمبيوتر مثل الطابعات ومحرك الأقراص وغيرها، ويعد ويندوز أشهر برنامج تشغيل معروف اليوم، ومع ذلك مر إنشاء وتطوير أنظمة التشغيل بالكثير من المراحل.

وظيفة نظام التشغيل

يقوم نظام التشغيل باجراء عدد من الوظائف الهامة منها:

• إدارة المعالج
• العمل كمدير للموارد
• إدارة الذاكرة
• إدارة الملفات
• حماية الجهاز
• إدارة الجهاز
• أجهزة الإدخال / أجهزة الإخراج
• الوقاية من حالة الجمود deadlock
• إدارة الوقت
• التنسيق بين الهارد وير والسوفت وير

أنواع أنظمة التشغيل

أنظمة تشغيل الدفعات Batch Operating System

في أنشطة تشغيل الدفعات لا يوجد تفاعل مباشر بين المستخدم والكمبيوتر، فكان المستخدم يحتاج لتحضير الوظائف وحفظ الوضع على بطاقات مثقبة أو شريط مغناطيسي، ويتم وضعها في مشغل الكمبيوتر، ثم يقوم المشغل بفرز البيانات وإنشاء البيانات المتشابهة معًا على هيئة دفعات ويرسل تلك الدفعات إلى وحدة المعالجة المركزية لتنفيذ المهام على دفعات حسب الإرسال.

نظام تشغيل مشاركة الوقت History of the Operating System

أنظمة مشاركة الوقت كانت تسمح بتوصيل العديد من الأشخاص الموجودين في مواقع مختلفة لمشاركة واستخدام نظام معين أو وحدة معالجة مركزية واحدة في نفس الوقت، وقد كان هذا النظام امتداد طبيعي للبرمجة المتعددة multiprogramming.

وقد كان يسمح لكل مستخدم باستخدام أجهزة طرفية (أجهزة إدخال وإخراج) خاصة به، وكلمة مشاركة الوقت كانت تطلق على وقت المعالج المركزي الذي يعمل عليه المستخدمين.

أنظمة التشغيل المضمنة Embedded Operating System

أنظمة التشغيل المضمنة هي التي تعمل على أجهزة مخصصة بغرض محدد ، مثل أنظمة تشغيل أجهزة الصراف الآلي أو أنظمة الطائرات أو الأجهزة الرقمية الموجودة بالمنازل.

نظام تشغيل البرمجة المتعددة Multiprogramming Operating System

هذا النظام تم تطويره لإصلاح مشكلة الاستخدام غير السليم لموارد وحدة الكمبيوتر أو الجهاز، لأن وحدة المعالجة الرئيسية كانت تنتظر موارد الإدخال والإخراج لتبدأ في عملها.

لكن في هذا النظام تم السماح باستخدام موارد الإدخال والإخراج في الجهاز في نفس الوقت الذي تعمل فيه وحدة المعالجة المركزية، حيث يتم تنشيط برنامجين أو أكثر في نفس الوقت، وعندما يكون أحد البرامج في وضع استخدام موارد الإدخال يكون الأخر يستخدم وحدة المعالجة، وبتلك الطريقة تم توفير الكثير من الوقت لمعالجة البرامج وزيادة إنتاجية الأجهزة.

نظام تشغيل الشبكة Network Operating System

انظمة تشغيل الشبكة هي أنظمة تعمل على سيرفر أو خادم يستخدم شبكة مثل الراوتر أو جدار الحماية أو موارد الشبكة الأخرى، ويستطيع هذا النظام توفير اتصال بين أنظمة التشغيل المستقلة.

نظام التشغيل الموزع Distributed Operating system

يوفر نظام التشغيل الموزع هو بيئة تتواصل فيها وحدات المعالجة المركزية المتعددة المستقلة مع بعضها البعض من خلال عقد حسابية منفصلة ماديًا، وتحتوي كل عقدة على برنامج معين يتصل بنظام التشغيل الكلي العام، ويمكن للمبرمج أن يصل بسهولة لأي نظام تشغيل من المتصلين لتنفيذ مهام محددة.

نظام تشغيل متعدد المعالجات Multiprocessing Operating System

هو نوع نظام التشغيل الذي يشير إلى استخدام وحدتين أو أكثر من وحدات المعالجة المركزية (CPU) في نظام كمبيوتر واحد. ومع ذلك، يتم استخدام هذه الأنظمة متعددة المعالجات أو أنظمة التشغيل المتوازية لزيادة كفاءة نظام الكمبيوتر.

نظام التشغيل في الوقت الفعلي Real-Time Operating System

يعد نظام التشغيل في الوقت الفعلي نوعًا مهمًا من أنظمة التشغيل المستخدمة لتوفير الخدمات وموارد معالجة البيانات للتطبيقات التي يجب أن يكون فيها الفاصل الزمني المطلوب لمعالجة الإدخال / الإخراج والاستجابة له صغيرًا جدًا دون أي تأخير في نظام الوقت الفعلي

تاريخ أنظمة التشغيل

عندما تم تطوير أول كمبيوتر إلكتروني في عام 1940، تم إنشاؤه بدون أي نظام تشغيل، في تلك الفترة كان المتخصصون فقط يتمتعون بحق الوصول الكامل إلى جهاز الكمبيوتر وكتابة برنامج لكل مهمة بلغة الآلة المطلقة، وخلال تلك الفترة كان المبرمج يستطيع فقط إجراء حسابات رياضية بسيطة وحلها ولم يكن ذلك يتطلب نظام تشغيل.

نظام تشغيل GMOS

تم إنشاء أول نظام تشغيل (OS) في عام 1955م  وكان يعرف باسم GMOS وقد طورته شركة جنرال موتورز لتشغيل لأجهزة كمبيوتر IBM.

واعتمد نظام التشغيل GMOS على نظام معالجة يعرف بالدفعة الواحدة، لأنه كان يجمع جميع الوظائف المتشابهة في مجموعات أو دفعات ثم يرسل المهام إلى نظام التشغيل باستخدام بطاقة مثقبة لإكمال جميع المهام في الجهاز.

وبعدعند كل إنجاز للمهام (سواء بشكل طبيعي أو غير طبيعي) ، ينتقل التحكم إلى نظام التشغيل الذي يتم تنظيفه بعد إكمال مهمة واحدة ثم متابعة القراءة والبدء في المهمة التالية في بطاقة مثقبة.

بعد تلك الفترة ظهرت أجهزة حواسيب مركزية  عملاقة تسمى mainframes، والتي كانت كبيرة جدًا ويستخدمها المشغلون المحترفون فقط.

نظام تشغيل Unix

في أواخر الستينيات ، تم تطوير الإصدار الأول من نظام التشغيل Unix مكتوبة بلغة البرمجة C ، والذي كان متاحًا مجانًا في السنوات الأولى لإصداره، وقد تكيف يونكس بسهولة مع الأنظمة الجديدة وسرعان ما حقق قبولًا واسعًا.

وقد اعتمدت العديد من برامج التشغيل الحديثة منها نظام أبل على نظام تشغيل Unix.

نظام تشغيل MS-DOS

طلبت شركة IBM بعد ذلك من مايكروسوفت تطوير نظام تشغيل لتشغيل العديد من أنظمة التشغيل التي تناسب العديد من أجهزة الكمبيوتر الشخصية الخاصة بالشركة.

واستجابة لهذا الطلب قامت مايكروسوف بشراء نظام تشغيل 86-DOS من شركة Seattle Computer Products وعدّلته لتلبية متطلبات IBM.

وبعد التعديل ظهر الإصدار الأول من نظام تشغيل MS-DOS في عام 1981.

نظام تشغيل Mac

كان عام 1984م بمثابة ثورة في عالم أنظمة التشغيل، حيث ظهر أول نظام تشغيل بواجهة مستخدم رسومية من إصدارشركة أبل وهو نظام Mac OS  الكلاسيكي

نظام تشغيل Windows

ظهر نظام تشغيل Windows لأول مرة في عام 1985م وكان بمثابة تطوير لنظام MS-DOS، حيث تم إنشاء واجهة مستخدم رسومية له، وإضافة العديد من المهام له.

نظام تشغيل Linux

لينكس هو نظام تشغيل مفتوح المصدر تم تطويره عام 1991 بواسطة طالب في جامعة هلسنكي يسمى لينوس تورفالدز، وهو مشابه لنظام UNIX.

واليوم تهيمن شركتي مايكروسوفت وأبل ولينكس على سوق أنظمة التشغيل الخاصة بالكمبيوتر.[1]

أنظمة تشغيل الهواتف المحمولة

يعد نظامي أندرويد وios من أوسع أنظمة التشغيل استخدامًا لليوم، حيث تعمل على أجهزة الهواتف والأجهزة اللوحية،

نظام تشغيل أندرويد

ظهر نظام تشغيل أندرويد لأول مرة في عام 2003م ، وذلك قبل إعلان شركة أبل عن أنظمة ios للهواتف.

وقد تأسست شركة أندرويد في كاليفورنيا بواسطة أربعة أشخاص، وكانوا في البداية يهدفون لإنشاء نظام تشغيل خاص بتشغيل الكاميرات الرقمية.

وفي عام 2005 اشترت شركة جوجل أندرويد، لكن ظل المؤسسون الأصليون للشركة يعملون على تطويره.

وقد تم استخدام نظام Linux مفتوح المصدر كأساس لنظام التشغيل أندرويد.

واليوم أصبح نظام أندرويد هو الأكثر استخدامًا في الهواتف المحمولة على مستوى العالم.[2]

نظام تشغيل ios

قام ستيف جوز في عام 2007 بتقديم نظام ios للعمل على أجهزة هواتف أندرويد، وقد تم تطوير نظام تشغيل ios على نظام Unix  الأساسي

وفي خلال 5 سنوات من إطلاقه أصبح من أكثر أنظمة التشغيل استخدامًا، حيث أصبح يعمل على أجهزة iPhone و iPad و iPod Touch التي طرحتها شركة أبل.