السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
أريد اليوم أن أحدثكم عن البنية الهيكلية لأنظمة التشغيل بشكل عام، وسأحاول أن أقوم بتغطية النقاط التالية : -
1 - البنية المعمارية الخاصة بـVon Neumann .
2 - معرفة المهام الأساسية لنظام التشغيل (OS Central Tasks) .
لنبدأ على بركة الله ..
ما هو نظام التشغيل في الواقع؟ كيف يعمل ؟ وكيف وصلنا لأنظمة التشغيل الحالية ؟؟
في الواقع إذا سألت أحد العوام أو حتى بعض الطلاب التقنيين عن معنى "نظام التشغيل" قد لا يتمكن من إعطائك وصف توضيحي لمعنى هذه العبارة، بل إن البعض حتى قد يصف لك بعض أنظمة التشغيل بعينها مثل : Windows, Linux وغيره من الأنظمة، لذلك لنبدأ أولًا بشرح نظام التشغيل، ولكن قبل أن أبدأ بإعطائك وصف معين، لنلقي نظرة على المؤسسات الأكاديمية والدولية الخاصة كيف عرفت نظام التشغيل وكيف وصفته.
في عام 2009 أطلقت الصحيفة الرسمية لجامعة Cambridge تعريفًا رسميًا لنظام التشغيل وكان الوصف طبقًا لهم، أن نظام التشغيل هو عبارة عن مجموعة البرامج التي يستخدمها الكمبيوتر لتشغيل وتخزين الملفات والتواصل مع الأجهزة وأجهزة الكمبيوتر الأخرى.
تطور هذا التعريف لاحقًا في 2011 من نفس الصحيفة حيث قالوا أن نظام التشغيل هو عبارة عن برنامج يتحكم في طريقة عمل الكمبيوتر، ويسمح للتطبيقات (برامج لأغراض معينة) بالعمل عليه.
تطور هذا التعريف لاحقًا من نفس الصحيفة في عام 2013 حيث أطلقوا تعريفًا آخر مفاده أن نظام التشغيل هو عبارة عن مجموعة من البرامج التي تتحكم في طريقة عمل نظام الكمبيوتر، وخاصة كيفية استخدام ذاكرته وكيفية عمل البرامج المختلفة معًا.
حاولت أيضًا "المنظمة الدولية للمقاييس (ISO) بإطلاق تعريف ووصف لنظام التشغيل عام 2015 حيث قالوا أن نظام التشغيل هو البرمجيات التي تتحكم في تنفيذ البرامج والتي قد توفر خدمات مثل تخصيص الموارد، والجدولة، والتحكم في المدخلات والمخرجات، وإدارة البيانات.
ستجد أيضًا أن شركة مثل Merriam-Webster قامت بإدراج تعريفًا لنظام التشغيل ضمن موسوعتها للتعاريف حيث أوردوا في موسوعتهم تعريفهم الخاص حيث قالوا أنه برنامج يتحكم في تشغيل الكمبيوتر ويوجه معالجة البرامج (مثل تخصيص مساحة تخزين في الذاكرة والتحكم في وظائف الإدخال والإخراج).
من خلال كل هذه التعريفات بإمكانك أن تجد بعض ما اتفقوا عليه، ستجد بعض الكلمات المفتاحية(key words) وستتمكن من تحديد بعض المهام الأساسية لنظام التشغيل نستخلص منها التالي ..
أن نظام التشغيل هو ما يمثل الجهاز الدوري للكمبيوتر، كما في جسم الإنسان، فإذا نظرت إلى جسد الإنسان تجد أن الجهاز الدوري يربط جميع أطراف وأركان وخبايا وأجزاء الجسم؛ فتجده يربط القلب والرئتين والكبد والطحال والمخ وجميع الأجهزة مع بعض، ويتم كذلك نقل الغذاء وإدارة موارد الجسم من خلال هذا الجهاز، نفس الشيء ينطبق على نظام التشغيل، فهو بمثابة الجهاز الدوري للحاسب.
ثم يأتيك إنسان
برأس كلب
يقول لا يوجد إله وخالق لهذا الكون 
.
- تنظيم إدارة البرامج (Organizing Program Management)
- توفير واجهة مستخدم (User Interface)
- إدارة الموارد (Managing resources)
- مراقبة النظام (Monitoring the system)
- ضمان أمان النظام (Ensuring System Security) , هي الوظيفة من كيسي ولكنها صحيحة
.
يقول العالم Andrew S. Tanenbaum في كتابه الشهير Modern Operating Systems by Andrew S. Tanenbaum (2015) الآتي فيما يخص نظام التشغيل:
The central tasks of an operating system are “to provide user programs with a better, simpler, cleaner, model of the computer and to handle managing [hardware] resources” (Tanenbaum & Bos, 2015, p. 28)
فيما معناه أن المهام الأساسية لنظام التشغيل هي "تزويد برامج المستخدم بنموذج أفضل وأبسط وأنظف للكمبيوتر والتعامل مع إدارة موارد [الأجهزة]"
جدير بالذكر أن هذا العالم هو بروفيسور في علوم الحاسوب بجامعة فريجي في أمستردام، هولندا. اشتهر بنظام التشغيل مينيكس وهو نظام حر ومفتوح المصدر موجه للأغراض التعليمية، وهو مؤلف لعدة كتب تعتبر المرجع في مجالها (طبقًا لموسوعة ويكيبيديا).
والآن بعد أن وضعنا كل هذه التعاريف والأوصاف في الاعتبار لنتخذ خطوة إلى الأمام ونتكلم عن البنية الأساسية لأنظمة الكمبيوتر من الجانب المادي (Hardware) "وهو جانب لا أبرع فيه" ولكن مكره أخاك لا بطل
.الهيكل الأساسي لأنظمة الكمبيوتر(The Basic Structure Of Computer Systems) : -
إذا أردنا أن نتحدث عن هذا الهيكل، سيجدر بنا حينها أن نتحدث عن أهم قطعة عتاد مادي في جهاز الحاسب ألا وهي وحدة المعالجة المركزية CPU (Central Processing Unit).
المعالج هو العقل المفكر لجهاز الحاسب، شأنه شأن المخ في رأس الإنسان، وسبحان الله، رغم التطور والتقدم إلا أن الإنسان ما زال يستلهم من خالقه وصانعه وفي ذات الوقت يجحد وجوده، يقول تعال:إِنَّا عَرَضْنَا الْأَمَانَةَ عَلَى السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضِ وَالْجِبَالِ فَأَبَيْنَ أَن يَحْمِلْنَهَا وَأَشْفَقْنَ مِنْهَا وَحَمَلَهَا الْإِنسَانُ ۖ إِنَّهُ كَانَ ظَلُومًا جَهُولًا (72)
عذرًا على التغيير المفاجيء للموضوع ولكن أجواء رمضان وكدا
المهم صديقي العزيز المعالج هو المخ كما ذكرنا، هذا المعالج يعتبر آلة منفصلة بحد ذاته لما فيه من بعض التعقيدات، فهو يعتبر آلة داخل آلة " Machine inside a Machine"، ومعلومة لك عزيز القارىء الخبراء التقنيين عادة ما يطلقون لفظ Machine على أي جهاز حاسب حتى لو كانت أجهزة الحديثة تفتقر إلى جانب ميكانيكي في بعض الأحيان، وتطلق أيضًا على أنظمة التشغيل الإفتراضية، نتحدث هنا عن ما يسمى بالـ Virtualization.
إذا كنت تواجه مشكلة مع الهاردوير فلا أنصحك بإكمال الموضوع والذهاب مباشرة إلى دورة أخونا @laith_alyousef فهو يقدم دورة هاردوير رائعة تجدها هنا.
نكمل الموضوع ..
ما يفعله المعالج باختصار أنه يقوم بإحضار التعليمات (Instructions) من الذاكرة (Memory) ثم يقوم بفك تشفير أو ما يعرف بالـ Decoding لهذه التعليمات ومن ثم يقوم بتنفيذها (Execute) ومن ثم يكرر كل هذه العملية من البداية بشكل مستمر طوال الوقت حتى يتم إطفاء الجهاز، هذه الدورة نسميها " دورة فون نيومان" أو von Neumann cycle ولاحقًا تم اعتمادها كبنية أساسية (هيكلية) لأنظمة التشغيل وتسميتها على اسم مكتشفها أو مخترعها von Neumann architecture
وفون نيومان هو عالم هنغاري أمريكي، حتى اليوم جميع الحواسيب سواء كانت أجهزة كمبيوتر مكتبية أو لوحية أو هواتف ذكية، كلها تستخدم نفس البنية الهيكلية (von Neumann architecture) إلا أنه تم التطوير بالطبع في هذه البنية مع الوقت ولكن هذا هو الأساس.
سأكتفي بهذا القدر في هذا الموضوع، سأشرح هذه البنية بالتفصيل مستقبلًا بإذن الله وأبين لك كيف ترتبط بشكل مباشر مع عتاد الحاسب.
إن أحسنت فمن الله وإن أسأت فمن نفسي والشيطان
دمتم هكرجية
| البنية الأساسية لأنظمة التشغيل | 2 ... |
دمتم هكرجية
| البنية الأساسية لأنظمة التشغيل | 2 ... |
مصادر ومراجع : -
Andrew S. Tanenbaum - Wikipedia
The World John von Neumann Built
Game theory, computers, the atom bomb—these are just a few of things von Neumann played a role in developing, changing the 20th century for better and worse.
www.thenation.com
جون فون نيومان - ويكيبيديا
operating system
1. a set of programs that control the way a computer system works, especially…
dictionary.cambridge.org
Operating system - Wikipedia
Definition of OPERATING SYSTEM
software that controls the operation of a computer and directs the processing of programs (as by assigning storage space in memory and controlling input and output functions)… See the full definition
www.merriam-webster.com
التعديل الأخير بواسطة المشرف:
