تا ۵۰٪ تخفیف در جشنواره کوله پشتی بهار
دیدن تخفیف‌ها و شرکت در جشنواره
مدت زمان باقیمانده :
ثانیه -
دقیقه -
ساعت -
روز -
کنکور کامپیوتر
0
ورود | ثبت نام
نظرات
اشتراک
بالا
علاقه‌مندی

اشتراک
 

سیستم عامل چیست به زبان ساده، چرا باید از OS استفاده کنیم؟

این مقاله عالی به معرفی سیستم عامل (Operating System|OS) به زبان ساده پرداخته، همچنین بررسی کرده که چرا باید از سیستم عامل استفاده کنیم

سیستم عامل (Operating System) برنامه‌ای است که بعد از اینکه بر روی یک کامپیوتری به وسیله‌ی برنامه‌های بوت، نصب و اجرا شد، می‌تواند بقیه‌ی برنامه‌ای کامپیوتری را مدیریت کند. در سیستم عامل‌ها، رابط‌های برنامه‌ی کاربردی یا همان APIAPI چیست؟ همه چیز درباره api یا رابط برنامه نویسی کاربردیAPI چیست؟ همه چیز درباره api یا رابط برنامه نویسی کاربردیاین مقاله عالی بررسی کرده که API چیست و چه کاربردی دارد و چگونه می توان از api ها در برنامه های خود استفاده نمود. همچنین استاندارد api و کاربرد api بررسی شدههایی نوشته شده است که بقیه‌ی برنامه ها به وسیله‌ی این APIها از سیستم عامل درخواست سرویس می‌کنند. علاوه بر این‌ها، کاربران می‌توانند مستقیما با سیستم عامل به وسیله‌ی واسط‌های کاربری ساخته شده در تعامل باشند. به عنوان مثال از طریق رابط خط فرمان یا Command-Line Interface (CLI) و یا از طریق رابط کاربری گرافیکی (GUI).

چرا باید از سیستم عامل استفاده کنیم؟

هر نرم افزاری که بر روی کامپیوتر نصب می‌شود، نیاز دارد دائما با سخت افزارسخت افزار چیست - بررسی اجزای اصلی سخت افزار کامپیوترسخت افزار چیست - بررسی اجزای اصلی سخت افزار کامپیوتردر این صفحه بررسی شده که سخت افزار چیست و سخت افزار کامپیوتر به زبان ساده معرفی شده است، همچنین به بررسی اجزای اصلی سخت افزار کامپیوتر پرداخته شده است در تعامل باشد، مثلا عددی را از کیبورد از کاربر دریافت کند یا متنی را بر روی صفحه‌ی نمایش نشان دهد یا یک فایلی را پرینت کند. تمامی این امورات نیازمند به ارتباط با سخت افزار است. همچنین این نرم افزارها از UIها تشکیل شده است. اگر سیستم عاملی در کار نباشد، نوشتن کل UI و نوشتن کدهای سطح پایین برای ارتباط با سخت افزار، تماما بر عهده سازندگان نرم افزارها خواهد بود. این کار دو مشکل اساسی دارد، اول اینکه اگر هر نرم افزاری بخواهد تمامی این موارد را از صفر بنویسد و در حافظهحافظه در کامپیوتر، همه چیز در مورد حافظه در معماری کامپیوترحافظه در کامپیوتر، همه چیز در مورد حافظه در معماری کامپیوتردر این مقاله به بررسی کامل حافظه در کامپیوتر، انواع حافظه در کامپیوتر، کش، روش‌های آدرس دهی کش، نگاشت آدرس و موارد دیگر می‌پردازیم ذخیره کند، حافظه خیلی زود پر می‌شود. بنابراین این کار اصلا بهینه نیست، مورد دوم اینکه نوشتن کدهای سخت افزاری کار پیچیده‌ای است و در این صورت نوشتن نرم افزار برای توسعه دهندگان عملا غیر ممکن می‌شود.

بنابراین سیستم عامل ساخته شده تا انجام تمامی این فرآیندها را بر عهده بگیرد. به عنوان مثال مراحل فرستادن یک بسته به  شبکه به وسیله‌ی کارت های شبکه، کار سیستم عامل می‌باشد، نرم افزارها تنها به وسیله‌ی واسط ها یا APIAPI چیست؟ همه چیز درباره api یا رابط برنامه نویسی کاربردیAPI چیست؟ همه چیز درباره api یا رابط برنامه نویسی کاربردیاین مقاله عالی بررسی کرده که API چیست و چه کاربردی دارد و چگونه می توان از api ها در برنامه های خود استفاده نمود. همچنین استاندارد api و کاربرد api بررسی شدهها درخواست‌های ارسال بسته را فراخوانی می‌کنند و بدین وسیله قادر هستند تا بک بسته را در طول شبکه ارسال کنند بدون اینکه از جزئیات سخت افزاری و عملکرد آن اطلاعی داشته باشند.

با توجه به اینکه فرآیندهای سخت افزاری یک امر تکراری می‌باشد، بنابراین تمامی نرم افزارها با فراخوان‌های مشابهی می‌توانند امورات خود را انجام دهند، این امر باعث صرفه جویی در زمان می‌شود و میزان کد مورد نیاز برای توسعه نیز بشدت کاهش پیدا می‌کند. بعد از نصب سیستم عامل، سیستم عامل درایور ها یا راه اندازهای سخت افزاری را نصب و اجرا می‌کند تا هم کاربر و هم خود سیستم عامل بتوانند از طریق این درایورها با سخت افزارها ارتباط برقرار کنند.

وظایف اصلی سیستم عامل

در این تصویر محل قرار گیری سیستم عامل در یک سیستم کامپیوتری نشان داده شده است.

هر سیستم عامل (Operating System) معمولا سه وظیفه‌ی اساسی دارد:

  1. در اختیار گذاشتن یک واسط کاربری یا UI برای کاربران.
  2. مدیریت کردن نرم افزارهای قابل اجرا که بر روی سیستم عامل نصب شده‌اند.
  3. شناسایی و فراهم کردن منابع سخت افزاری مورد نیاز برای نرم افزارهای نصب شده.

در ادامه به بررسی این 3 مورد خواهیم پرداخت:

مورد اول: در اختیار گذاشتن واسط کاربری:

هر سیستم عامل نیاز به یک UI دارد تا از طریق آن به کاربران و مدیران (Admins) اجازه‌ی تعامل با سیستم عامل را بدهد، به وسیله‌ی UI، کاربران قادر به نصب، پیکربندی و حتی عیب یابی سیستم عامل و سخت افزارهای مربوطه هستند. به طور کلی دو نوع سیستم UI وجود دارد:

CLI یا مد ترمینال یک واسط بر مبنای متن است که به وسیله‌ی آن، کاربران با استفاده از صفحه کلید یا کیبورد، برای نوشتن دستورات، پارامترها، آرگومان‌ها و اجرای دستورات استفاده می‌کنند. در شکل زیر یک نمونه از آن را مشاهده می‌کنید:

در این تصویر محیط CLI نشان داده شده است.

نوع دیگر رابط کاربری GUI است که امروزه آن را با نام دسکتاپ (Desktop) می‌شناسیم. این سیستم یک محیط گرافیکی بصری در اختیار کاربران قرار می‌دهد که بر پایه ی آیکن‌ها و سمبل‌ها است. کاربران با استفاده از موس و صفحات لمسی و حرکت های دستشان، می‌توانند این آیکن‌ها را انتخاب کرده و با دابل کلیک بر روی آن‌ها، برنامه‌ها را اجرا کنند. در شکل زیر یک تصویر از این نمونه رابط آمده است:

در این تصویر محیط GUI سیستم عامل نشان داده شده است.

سیستم GUI به طور گسترده‌ای توسط کاربران نهایی و افراد عادی که می‌خواهند کارهای روزمره‌ی خود را به راحتی با کلیک کردن روی آیکن‌ها انجام دهند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال استفاده از یک نرم افزار، گشت و گذار در اینترنت، جابجا کردن فایل و موارد دیگر. از طرفی سیستم CLI در بین کاربران حرفه‌ای و ادمین‌های سیستم که باید دستورات بسیار دقیقی را به طور منظم انجام دهند هنوز محبوب باقی مانده است و مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال کارهایی مانند اجرای اسکریپت‌ها برای راه اندازی کامپیوترهای شخصی جدید کارمندان یا راه اندازی سرورها و غیره.

مورد دوم: مدیریت کردن نرم افزار ها 

فرآیند اجرا کردن و مدیریت تمامی نرم افزارها بر عهده‌ی سیستم عامل می‌باشد. فرآیندهایی مانند:

مورد سوم: شناسایی و فراهم کردن منابع سخت افزاری

مسئول شناسایی و پیکربندی سخت افزارهای کامپیوتری، سیستم عامل می‌باشد. همچنین وظیفه‌ی فراهم کردن برنامه‌ای برای دسترسی نرم افزارها به این سخت افزارها نیز با سیستم عامل است. همانطور که گفته شد، بعد از شناسایی یک نرم افزار، سیستم عامل، درایور مربوطه را نصب می‌کند تا نرم افزارها از طریق آن بتوانند با سخت افزارسخت افزار چیست - بررسی اجزای اصلی سخت افزار کامپیوترسخت افزار چیست - بررسی اجزای اصلی سخت افزار کامپیوتردر این صفحه بررسی شده که سخت افزار چیست و سخت افزار کامپیوتر به زبان ساده معرفی شده است، همچنین به بررسی اجزای اصلی سخت افزار کامپیوتر پرداخته شده است در تعامل باشند. سخت افزارهایی مانند USB، پورت های شبکه، کارهای گرافیک یا GPU، حافظه‌ها مثل RAMرم کامپیوتر چیست؟ رم کجاست؟ معرفی انواع رم (RAM) کامپیوتررم کامپیوتر چیست؟ رم کجاست؟ معرفی انواع رم (RAM) کامپیوتراین مقاله عالی به معرفی رم کامپیوتر پرداخته، همچنین بررسی کرده رم کامپیوتر (RAM : Random Access Memory) کجاست و انواع رم کامپیوتر را معرفی کرده است، هارد (HDD)هارد کامپیوتر یا همان هارد دیسک چیست؟معرفی انواع هارد دیسکهارد کامپیوتر یا همان هارد دیسک چیست؟معرفی انواع هارد دیسکاین مقاله عالی به معرفی هارد کامپیوتر یا همان هارد دیسک و نحوه عملکرد آن پرداخته، همچنین به بررسی انواع هارد دیسک و معرفی هارد اکسترنال و حافظه SDD پرداخته است و بسیاری از سخت افزارهای دیگر.

پیکربندی یا Config سخت افزارها معمولا در یک ساختار استانداردی در سیستم عامل (Operating System) ثبت می‌شوند. به عنوان مثال در ویندوز این پیکربندی‌ها در رجیستری ویندوز یا Windows Registry ذخیره می‌شوند. سازندگان دستگاه‌ها و سخت افزارها هر از چند گاهی درایورها را بروز رسانی می‌کنند. سیستم عامل باید این بروزرسانی‌ها را به طور خودکار دانلود و نصب کند تا از بهترین عملکرد و امنیت دستگاه‌ها اطمینان حاصل شود. با تعویض دستگاه، سیستم عامل مجددا درایورهای جدید را نصب و پیکربندی می‌کند.

انواع سیستم عامل همراه با مثال

تاکنون انواع مختلفی از سیستم عامل‌ها بوجود آمده‌اند که هرکدام از آنها کاربرد‌های خاص خودشان را دارند. بعضی از این دسته بندی‌ها عبارت اند از:

در این قسمت به مهم ترین انواع سیستم عامل و نمونه‌های معروف آن‌ها خواهیم پرداخت.

سیستم عامل‌های همه منظوره

سیستم عامل های همه منظوره یا General-Purpose، سیستم عامل‌هایی هستند که برای اجرای بسیاری از برنامه‌ها بر روی مجموعه‌ای از سخت افزارها در نظر گرفته شده‌اند و کاربر را قادر می‌سازد تا یک یا چند برنامه را به طور همزمان اجرا کند. یک سیستم عامل همه منظوره می‌تواند بر روی طیف وسیعی از دسکتاپ‌ها و لپ‌تاپ‌ها نصب شود و برنامه‌های گوناگونی را اجرا کند، از نرم افزارهای سیستمی گرفته تا پایگاه داده‌ها، مرورگرهای وب و بازی‌ها و... برخی از نمونه‌های سیستم عامل دسکتاپ در زیر آمده است:

سیستم عامل های موبایل

سیستم‌عامل‌های موبایل برای دستگاه‌های سیار بوجود آمده‌اند. مانند گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها، دستگاه‌های موبایل معمولا از منابع محدود‌تری نسبت به کامپیوترها برخوردار هستند، بنابراین سیستم عامل‌های این دستگاه‌ها باید کوچک و ساده باشند تا منابع کمتری استفاده کنند و سرعت و کارایی بالایی داشته باشند. هدف عمده‌ی سیستم عامل‌های موبایل این است که عملکرد کارآمد و پاسخگویی سریعی داشته باشند.

از سیستم عامل‌های موفق موبایل می‌توان به سیستم عامل iOSسیستم عامل iOS چیست؟ بررسی تاریخچه و ویژگی های آی او اسسیستم عامل iOS چیست؟ بررسی تاریخچه و ویژگی های آی او اساین مقاله عالی به معرفی سیستم عامل آی او اس (IOS) پرداخته، همچنین به بررسی ویژگی های سیستم عامل Apple iOS و تاریخچه و نسخه های سیستم عامل iOS پرداخته است شرکت Apple و سیستم عامل Androidسیستم عامل اندرويد چیست؟ هر آنچه باید درمورد Android بدانیدسیستم عامل اندرويد چیست؟ هر آنچه باید درمورد Android بدانیداندروید چیست و چه ویژگی هایی دارد؟ این مقاله عالی به معرفی سیستم عامل اندروید (Android)، تاریخچه و توسعه اندروید، ویژگی های ورژن های مختلف اندروید پرداخته است شرکت Google اشاره کرد. 

سیستم عامل های تعبیه شده

تمامی کامپیوترها برای این به وجود نیامده‌اند تا همه منظوره باشند و تمامی کارها را بتوان بر روی آن‌ها انجام داد. بسیاری از دستگاه‌های کامپیوتری تنها برای هدف خاصی بوجود آمده‌اند. به عنوان مثال ATMهای بانک‌ها، سیستم‌های هواپیما، دستگاه‌های POS، دستگاه‌های IOT، دستگاه‌های پزشکی و خیلی از دستگاه‌های دیگر. این کامپیوترها تنها برای یک هدف عمده طراحی شده‌اند. بنابراین سیستم عامل‌های موجود بر روی این دستگاه‌ها، معمولا بسیار ضعیف و کم حجم هستند و تنها بر روی یک هدف تاکید دارند.

این سیستم عامل‌ها باید به سرعت کار کنند و هیچ خطایی نداشته باشند و به اصطلاح کرش یا هنگ نکنند. تمامی خطاهای بوجود آمده در این دستگاه‌ها باید طوری کنترل بشوند تا در هر شرایطی بتوانند به کارشان ادامه دهند. در بسیاری از مواقع، سیستم عامل‌های تعبیه شده بر روی یک تراشه قرار دارند و در داخل دستگاه قرار می‌گیرند و همراه با دستگاه عرضه می‌شوند. به عنوان مثال دستگاه‌های پزشکی در بیمارستان‌ها از یک سیستم عامل تعبیه شده استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها باید بدون هیچ خطایی کار کنند تا بیمار را زنده نگه دارند و هرگونه خطا و ایراد ایجاد شده‌ای می‌تواند جان بیمار را به خطر بی‌اندازد. یک نمونه‌ی مطرح از این نوع سیستم عامل، Embedded Linux است.

سیستم عامل های شبکه

سیستم عامل شبکه یا Network Operation System (NOS) نوع دیگری از سیستم عامل‌های اختصاصی است که هدف آن راحت‌تر کردن ارتباطات بین عملیات دستگاه‌های داخل یک شبکه‌ی محلی یا Local Area Network (LAN) است. امروزه این نوع سیستم عامل تقریبا منسوخ شده است، چرا که بقیه‌ی سیستم عامل‌ها قادر به کنترل کردن ارتباطات شبکه‌ای هستند. به عنوان مثال ویندوز 10، ویندوز سرور 2019 که قابلیت‌های فراوانی در زمینه‌ی شبکه دارند. مفهوم NOS البته هنوز برای بسیاری از دستگاه‌های شبکه استفاده می‌شود، مثلا مسیریاب‌ها، سوئیچ‌ها، فایروال‌ها و غیره.

سیستم عامل های بلادرنگ یا Real-Time

کامپیوترهایی که با دنیای واقعی در ارتباط هستند و نیاز دارند تا یک فرآیند را در یک زمان مشخص و ثابت به اتمام برسانند از سیستم عامل‌های بلادرنگ استفاده می‌کنند. به عنوان مثال یک سیستم کنترل صنعتی را در نظر بگیرید که عملیات یک کارخانه یا یک نیروگاه را هدایت می‌کند. در یک کارخانه ممکن است هزاران سیگنال به وسیله‌ی سنسورهای مختلف به این سیستم کنترلی برسد. این سیستم باید بدون هیچ تاخیری کار کند. اگر کوچک‌ترین خلل و تاخیری در کار کامپیوترهای موجود در کارخانه بوجود بیاید، فاجعه رخ می‌دهد. بنابراین یک سیستم عامل بی درنگ باید بدون بافر کردن و تاخیرهای پردازشی و سایر تاخیرها کار کند، از نمونه سیستم عامل بلادرنگ می‌توان به FreeRTOS و VxWorks اشاره کرد.

البته لازم به ذکر است که تفاوت‌های بین انواع سیستم عامل ها یک امر مطلق نیست و برخی سیستم عامل‌ها می‌توانند ویژگی‌های انواع دیگر سیستم عامل‌ها را نیز داشته باشند. به عنوان مثال یک سیستم عامل همه منظوره می‌تواند قابلیت‌های یک سیستم عامل شبکه ای را داشته باشد.

جمع بندی

در این مقاله به طور مفصل به بررسی سیستم عامل ها و وظایف آن ها پرداختیم و نمونه‌های معروف هر سیستم عامل را نیز معرفی کردیم. بحث سیستم عامل‌ها یکی از بحث های گسترده‌ای است که امروزه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. شرکت‌های سازنده ی تمامی سیستم عامل‌ها می‌خواهند کارایی سیستم عامل خود را افزایش دهند و در عین حال کم حجم باشند و بهینه عمل کنند. تکنیک‌های بسیار زیادی در هر بروزرسانی این سیستم عامل‌ها پیاده سازی می‌شوند تا پاسخگوی نیاز های کاربران و صنایع باشند. حال شما می‌توانید برای آشنایی با آموزش سیستم عاملمعرفی درس سیستم عامل – بهترین آموزش درس سیستم عامل در کشورمعرفی درس سیستم عامل – بهترین آموزش درس سیستم عامل در کشوردرس سیستم عامل در این صفحه معرفی شده، همچنین بهترین آموزش درس سیستم عامل در کشور را می‌توانید در این صفحه تهیه کنید، فصول و مراجع سیستم عامل نیز بررسی شده به صفحه مذکور مراجعه نمایید. 

سیستم عامل چیست؟

سیستم عامل برنامه‌ای است که توسط برنامه‌های بوت بر روی یک کامپیوتر اجرا می‌شود و بقیه‌ی نرم افزارهای کاربردی می‌توانند بر روی این برنامه یعنی سیستم عامل نصب شوند. نرم افزار ها  از طریق API های فراهم شده توسط سیستم عامل می‌توانند بدون هیچ دانشی از سخت افزار، به تعامل با سخت افزارهای مختلف از طریق فراخوان‌های سرویسهای سیستم عامل بپردازند.

چند نوع سیستم عامل وجود دارد؟

انواع مختلفی سیستم عامل بر حسب نیاز به وجود آمده‌اند که مهم‌ترین آنها عبارتند از:
سیستم عامل های همه منظوره (General-Purpose)
سیستم عامل های تعبیه شده (Embedded)
سیستم های توزیعی (Distributed)
سیستم عامل های بیدرنگ یا بلادرنگ (Real-Time)
سیستم عامل دسته ای (Batch)
سیستم عامل های موبایل

کدام سیستم عامل بهتر است؟

امکان پاسخگویی به این سوال وجود ندارد. به این علت که اهداف سیستم عامل‌ها و کارایی آن‌ها با یکدیگر متفاوت است و مقایسه‌ی بسیاری از آن‌ها کار صحیحی نمی‌باشد.

محبوب ترین سیستم عامل ها کدامند؟

از جمله محبوب ترین سیستم عامل های چند منظوره می‌توان به ویندوز و مک اشاره کرد، محبوب ترین سیستم عامل در بین کاربران حرفه‌ای، ادمین‌های سیستم و برنامه نویسان لینوکس است و در سیستم عامل‌های موبایل هم به ترتیب Android و iOS از شهرت و محبوبیت بالایی برخوردارند.

امتیازدهی4.3333333333333 1 1 1 1 1 1 1 1 1 14.33 امتیاز (6 رای)
اشتراک
بارگذاری نظرات
تلگرام اینستاگرام تماس با پشتیبانی: 09378555200 تماس با پشتیبانی: 09378555200