سیستم عامل در یک نگاه | انواع سیستم عامل
سیستم عامل رابطی میان کاربر و سخت افزار به شمار می‌آید و محیطی را در اختیار کاربران قرار میدهد تا بتوانند وظایف خود را به شکلی مناسب‌تر انجام دهند. ازآنجاکه سیستم کامپیوتر به دو بخش نرم افزار و سخت افزار تقسیم میشود و تنها سخت افزار است که می‌تواند کدهای ماشین را که به صورت 0 و 1 است درک کند؛ بنابراین، ما به سیستمی نیاز داریم که بتواند نقش یک واسطه را ایفا نماید و به مدیریت منابع موجود در سیستم بپردازد.
سیستم عامل، رابط میان کاربران و سخت افزار است مسئولیت اجرای تمامی فرایندها، تخصیص منابع، مدیریت CPU، مدیریت فایل و بسیاری از وظایف دیگر را بر عهده دارد و هدف آن فراهم آوردن محیطی است که کاربران بتوانند برنامهها را به صورتی مناسب‌تر اجرا نمایند. در این مقاله به معرفی سیستم عامل می‌پردازیم، پس تا انتها همراه ما باشید
سیستم عامل چیست؟
Operating System نوعی نرم افزار سیستمی است که همه منابع رایانه را مدیریت میکند. سیستم عامل رابطی میان نرم افزار، سخت افزار و دیگر بخش‌های مختلف کامپیوتر است و به گونه‌ای طراحی شده که می‌تواند منابع را مدیریت نماید. سیستم عامل‌ها مجموعه‌ای از برنامه‌های تخصصی هستند که تمامی عملیات‌های رایانه را مدیریت می‌کنند. مواردی مثل ویندوز، لینوکس، سیستم عامل مک و غیره نمونه‌هایی از سیستم عامل‌ها هستند.
نسل‌های سیستم عامل
نسل اول (از سال 1940 تا اوایل 1950)
نخستین کامپیوتر الکترونیکی در سال 1940 بدون هیچگونه سیسنم عاملی ایجاد شد. در سال‌های ابتدایی کاربران دسترسی کاملی به کامپیوترها داشند و برای انجام هر کدام از کارها به نوشتن برنامه‌ای به زبان ماشین می‌پرداختند. در حالت کلی، برنامه نویسان تنها قادر بودند محاسبات ابتدایی و ساده را اتجام دهند که این محاسبات نیز نیازی به سیستم عامل نداشت.
نسل دوم (1955 – 1965)
نخستین سیستم عامل در اوایل سال 1950 ایجاد شد و با عنوان GMOS معروف گشت. سیستم عامل نسل دوم بر اساس سیستم پردازش دسته‌ای تک جریانی بود؛ چرا که همه کارهای مشابه را به صورت گروهی جمع آوری و با کمک کارت پانچ به سیستم عامل ارسال میکند تا کارها را کامل نماید.
نسل سوم (1965 – 1980)
در اواخر دهه 1960، طراحان سیستم عامل توانستند سیستم عامل‌های جدیدی را توسعه دهند که بتواند به صورت همزمان چندین کار را در یک برنامه ی واحد به نام Multiprogramming انجام دهند. معرفی این برنامه نقش عظیمی را در توسعه و گسترش این سیستم ها ایفا نمود و به CPU این اجازه را می‌داد تا بتواند به اتجام وطابف مختلف به صورت همزمان بپردازد.
نسل چهارم (1980 – تا به امروز)
این نسل مربوط به توسعه رایانه شخصی است. کامپیوترهای شخصی شباهت زیادی به کامپیوترهای کوچکی که در نسل سوم ساخته شدند داشتند، با این حال در آن زمان هزینه لازم برای ساخت کامپیوترهای شخصی بسیار زیاد بود. از جمله دلایل مهم در ایجاد این رایانه‌ها شکل گیری مایکروسافت و سیستم عامل بود که باعث حرکت رایانه‌ها به سطح بعدی شد.
قابلیت‌ها و محدودیت‌های سیستم عامل
بهره گیری از سیستم عامل‌ها قابلیت‌های زیادی را برای شما به همراه دارد که برای مثال می‌توان این موارد را نام برد:- نظارت و تنظیم منابع مفید
- کارکرد راحت
- عملکرد بر اساس CPU
- پاسخگویی سریع
- به اشتراک گذاری منابع مختلف
- و…
- محدودیت در اجرای همزمان کارها
- وقوع هرگونه خطا می‌تواند منجر به از بین رفتن داده‌های ذخیره شده شود.
- تأمین امنیت دشوار
- هزینه‌های بالا
- و..
یک سیستم کامپیوتری چه ساختاری دارد؟
- کاربران (افرادی که از رایانه استفاده می‌کنند.)
- برنامه‌های کاربردی (کامپایلر، پایگاه داده، بازی، پخش کننده ویدئو، مرورگر و غیره)
- برنامه‌های سیستم (شل، ویرایشگر، کامپایلر و غیره)
- سیستم عامل (برنامه‌ای خاص که به عنوان رابط بین کاربر و سخت افزار عمل میکند.)
- سخت افزار (CPU، دیسک، حافظه و دیگر موارد)
انواع سیستم عامل (OS)
سیستم عامل‌ها مجموعه از برنامهها هستند که به مدیریت سخت افزارها می‌پردازند و وظیفه آن‌ها بهبود عملکرد در سیستم‌های کامپبوتری است. که در این بخش به معرفی انواع سیستم عامل‌ها می‌پردازیم:
Batch Operating System
در حدود سال‌های 1970، این نوع از پردازش مورد استقبال افراد قرار گرفت؛ به این صورت که کارهای مشابه در یک دسته بندی قرار می‌گرفتند و در زمان مشخص انجام می‌شدند. مردم به داشتن کامپیوتری منفرد به نام مین فریم عادت داشتند. در این سیستم، دسترسی‌ها به افراد زیادی داده می‌شد. در سیستم عامل Batch، کارها به صورت مرتب در یک صف قرار می‌گرفتند و به ترتیب اجرا می‌شدند. و در آخر کاربران خروجی مربوطه را پس از اجرای تمامی کارها جمع آوری می‌کردند.
هدف سیستم عامل Batch ، منتقل کردن کنترل‌ها از کاری به کار دیگر بود؛ که شامل مجموعه ای کوچک از برنامهها به نام Resident monitor بود که در بخشی از حافظه اصلی قرار داشت. از بخش باقی مانده برای کارهای قسمت خدماتی استفاده می‌شد. استفاده از Resident monitor سبب بهبود در کارایی کامپیوترها میشود؛ چرا که زمان میان دو کار CPU را حذف میکند. اما تعاملی نیست و درصورتی که بازه زمانی برای یکی از کارها طولانی‌تر از حالت عادی باشد بر اجرای سایر کارها اثر نامطلوبی می‌گذارد.
Multiprogramming Operating System
نوعی فرمت برای پردازش Batch به شمار می‌آید و CPU پیوسته در آن مشغول است. فرایندها نیازمند دو نوع زمان هستند: یکی زمان CPU و دیگری زمان IO. در حالت کلی Multiprogramming Operating System کارایی و عملکرد سیستم را تا حد زیادی بهبود می‌بخشد و زمان پاسخگویی را کاهش میدهد. ولی کاربران با سیستم‌های کامپیوتری تعاملی ندارند.
Multiprocessing Operating System
در این سیستم بیش از یک پردازنده وجود دارد که می‌تواند فرایندهای زیادی را به صورت همزمان اجرا نماید. این امر می‌تواند عملیات سیستم را بهبود بخشد. با توجه به سیستم Multiprocessing، وظایف پردازشی را می‌توان بین چندین پردازنده توزیع کرد. این امر قابلیت اطمینان را افزایش میدهد، زیرا اگر یک پردازنده از کار بیفتد، می‌توان کار را برای تکمیل به پردازنده دیگری واگذار کرد. همچنین از آن جا که در این سیستم بیش از یک پردازنده وجود دارد؛ بنابراین می‌توان کار بیشتری را در زمان کمتری انجام داد. البته Multiprocessing Operating System پیچیده است؛ زیرا از چندین CPU به طور همزمان مراقبت میکند.
Multitasking Operating System
توسعه و گسترش منطقی یک سیستم Multiprogramming Operating System است به فعال سازی چندین برنامه به طور همزمان می‌پردازد و این امکان را برای کاربران فراهم می‌آورد تا بتوانند تعداد بیشتری از کارهای کامپیوتری را در یک زمان انجام دهد. این سیستم عامل مناسب برای پشتیبانی از کاربران در یک بازه زمانی است. اما ازآنجاکه از تعداد بالایی از این پردازنده‌ها به صورت همزمان برای انجام کارها در یک محیط شلوغ استفاده میکند، CPU گرمای بیشتری را تولید میکند.
Network Operating System
شامل نرم افزار و پروتکل‌های مرتبط برای برقراری ارتباط راحت با هزینه مناسب به وسیله رایانه‌های دیگر از طریق شبکه است. Network Operating System منجر به کاهش ترافیک شبکه به دلیل تقسیم بین کلاینت و سرور میشود و هزینه کمتری در راه اندازی و نگهداری این نوع سیستم وجود دارد. در این نوع سیستم عامل، خرابی هر گره در یک سیستم، کل سیستم را تحت تأثیر قرار میدهد. ازآنجایی‌که امنیت و عملکرد مسائل مهمی هستند؛ بنابراین برای مدیریت شبکه به مدیران شبکه آموزش دیده نیاز است.
Real-Time Operating System
در این سیستم عامل برای هر کار یک بازه زمانی تعیین میشود که باید در آن بازه کار انجام شود؛ در غیر این صورت ضرر هنگفتی را به وجود می‌آورد و اگر نتیجه‌ای نیز حاصل شود بی ثمر خواهد بود. از جمله موارد استفاده از آن می‌توان به کاربردهای نظامی در پرتاب موشک اشاره کرد. طرح بندی، توسعه و اجرای این برنامهها در Real-time operating system آسان است و بیشترین استفاده از دستگاه‌ها و سیستم‌ها برده میشود. ولی توسعه و گسترش آن‌ها پیچیده و پر هزینه است.
Time-Sharing Operating System
سیستم عامل Time Sharing، این امکان را برای کاربران فراهم می‌آورد تا بتوانند به صورت همزمان برای تعداد زیادی از کاربران امکانات سرویس دهی را فراهم آورند که دشوار و هزینه‌بر است. Time Sharing منجر به استفاده مؤثر و به اشتراک گذاری منابع میشود و زمان پاسخگویی و بیکاری CPU را کاهش میدهد.
Distributed Operating System
این سیستم به قطعاتی تقسیم میشود و هرکدام از آن‌ها بر روی ماشین‌های گوناگون نصب می‌شوند. بخشی از این سیستم بر روی دستگاه‌های مختلف نصب میشود و ارتباط آن‌ها را مهیا می‌سازد. از آن جا که از پروتکل‌های مختلف شبکه مراقبت میکند؛ بنابراین Distributed Operating System از سیستم عامل‌های شبکه، بزرگ‌تر و پیچیده‌تر است و طبیعتاً هزینه‌های محاسبات در این سیستم بالاست.
اگر به دنبال یک راه‌حل سریع، امن و مقرون به صرفه برای مدیریت وب سایت یا برنامه‌های خود هستید، سرور مجازی (VPS) بهترین گزینه است!
سرور مجازی پویان آی تی با ترکیب کارایی بالا و انعطاف‌پذیری، راهکاری ایده‌آل برای کاربرانی است که به منابع اختصاصی و دسترسی کامل به سرور نیاز دارند. جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما در ارتباط باشید.
و در آخر
OS مخفف عبارت Operating System، مهم‌ترین نرم افزاری است که روی کامپیوتر اجرا و حافظه و فرآیندهای کامپیوتر و همچنین تمامی نرم افزارها و سخت افزارهای آن را مدیریت میکند. همچنین به شما این امکان را میدهد که بدون اینکه بدانید چگونه به زبان کامپیوتر صحبت کنید، با کامپیوتر ارتباط برقرار کنید. به عبارتی بدون سیستم عامل، کامپیوتر بی فایده است.
سؤالات متداول
چرا به سیستم عامل نیاز داریم؟
سیستم عامل به عنوان یک واسطه میان کاربر و سخت افزار عمل میکند و اجازه میدهد که برنامهها و دستورات به شکل مناسبتری اجرا شوند. بدون سیستم عامل، کاربر نمیتواند به طور مستقیم با سختافزار تعامل داشته باشد.
سیستم عامل چه وظایفی را بر عهده دارد؟
مواردی مثل مدیریت و همگام سازی فرایند، مدیریت حافظه و فایلها، برنامه ریزی CPU و غیره از وظایف سیستم عامل است.
منابع
- https://www.geeksforgeeks.org/what-is-an-operating-system/
اولین دیدگاه را اضافه کنید.