نظام التشغيل عبارة عن مجموعة جيدة التنظيم من البرامج التي تدير أجهزة الكمبيوتر. إنه نوع من برامج النظام المسؤولة عن حسن سير نظام الكمبيوتر.
نظام التشغيل دفعة
في السبعينيات، كانت المعالجة المجمعة تحظى بشعبية كبيرة. في هذه التقنية، يتم تجميع أنواع مماثلة من المهام معًا وتنفيذها في الوقت المناسب. لقد اعتاد الناس على امتلاك جهاز كمبيوتر واحد يسمى الحاسوب المركزي.
في نظام التشغيل Batch، يتم منح الوصول لأكثر من شخص واحد؛ يقدمون وظائفهم إلى النظام للتنفيذ.
يقوم النظام بوضع كافة المهام في قائمة الانتظار على أساس من يأتي أولاً يخدم أولاً ثم يقوم بتنفيذ المهام واحدة تلو الأخرى. يقوم المستخدمون بجمع المخرجات الخاصة بهم عند تنفيذ جميع المهام.
كان الغرض الأساسي من نظام التشغيل هذا هو نقل التحكم من وظيفة إلى أخرى بمجرد اكتمال المهمة. كان يحتوي على مجموعة صغيرة من البرامج تسمى الشاشة المقيمة والتي كانت موجودة دائمًا في جزء واحد من الذاكرة الرئيسية. أما الجزء المتبقي فيستخدم في أعمال الخدمة.
الشجرة الثنائية لاجتياز أمر البريد
مزايا نظام التشغيل Batch
- يؤدي استخدام الشاشة المقيمة إلى تحسين كفاءة الكمبيوتر حيث أنه يقلل وقت وحدة المعالجة المركزية بين مهمتين.
عيوب نظام التشغيل Batch
1. المجاعة
معالجة الدفعات تعاني من المجاعة.
على سبيل المثال:
توجد خمس وظائف J1، وJ2، وJ3، وJ4، وJ5، موجودة في الدفعة. إذا كان وقت تنفيذ J1 مرتفعًا جدًا، فلن يتم تنفيذ المهام الأربع الأخرى أبدًا، أو سيتعين عليها الانتظار لفترة طويلة جدًا. ومن ثم تتضور العمليات الأخرى جوعا.
2. غير تفاعلية
توليد رقم عشوائي في جافا
المعالجة المجمعة غير مناسبة للمهام التي تعتمد على مدخلات المستخدم. إذا كانت المهمة تتطلب إدخال رقمين من وحدة التحكم، فلن تحصل عليها أبدًا في سيناريو المعالجة المجمعة نظرًا لأن المستخدم غير موجود في وقت التنفيذ.
تغيير اسم الدليل لينكس
نظام تشغيل متعدد البرمجة
تعد البرمجة المتعددة امتدادًا للمعالجة المجمعة حيث تظل وحدة المعالجة المركزية مشغولة دائمًا. تحتاج كل عملية إلى نوعين من وقت النظام: وقت وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووقت الإدخال/الإخراج.
في بيئة متعددة البرمجة، عندما تقوم إحدى العمليات بالإدخال/الإخراج، يمكن لوحدة المعالجة المركزية أن تبدأ في تنفيذ العمليات الأخرى. ولذلك فإن البرمجة المتعددة تعمل على تحسين كفاءة النظام.
مزايا نظام التشغيل متعدد البرمجة
- في جميع أنحاء النظام، زاد هذا العدد حيث كان لدى وحدة المعالجة المركزية دائمًا برنامج واحد للتنفيذ.
- يمكن أيضًا تقليل وقت الاستجابة.
عيوب نظام التشغيل متعدد البرمجة
- توفر أنظمة البرمجة المتعددة بيئة يتم فيها استخدام موارد الأنظمة المختلفة بكفاءة، ولكنها لا توفر أي تفاعل للمستخدم مع نظام الكمبيوتر.
نظام التشغيل متعدد المعالجات
في المعالجة المتعددة، يتم تحقيق الحوسبة المتوازية. يوجد في النظام أكثر من معالج يستطيع تنفيذ أكثر من عملية في نفس الوقت. سيؤدي هذا إلى زيادة إنتاجية النظام.
في المعالجة المتعددة، يتم تحقيق الحوسبة المتوازية. يمكن لأكثر من معالج موجود في النظام تنفيذ أكثر من عملية في وقت واحد، مما يؤدي إلى زيادة إنتاجية النظام.
مزايا نظام التشغيل متعدد المعالجات:
عيوب نظام التشغيل متعدد المعالجات
ما هو اسم المستخدم
- يعد نظام التشغيل متعدد المعالجات أكثر تعقيدًا وتطورًا لأنه يعتني بوحدات المعالجة المركزية المتعددة في وقت واحد.
نظام تشغيل متعدد المهام
يعد نظام التشغيل متعدد المهام امتدادًا منطقيًا لنظام متعدد البرمجة يمكّن عديد البرامج في وقت واحد. يسمح للمستخدم بأداء أكثر من مهمة كمبيوتر في نفس الوقت.
مميزات نظام التشغيل المتعدد المهام
- يعد نظام التشغيل هذا أكثر ملاءمة لدعم العديد من المستخدمين في وقت واحد.
- تتمتع أنظمة التشغيل متعددة المهام بإدارة ذاكرة محددة جيدًا.
عيوب نظام التشغيل المتعدد المهام
- تكون المعالجات المتعددة أكثر انشغالًا في نفس الوقت لإكمال أي مهمة في بيئة متعددة المهام، وبالتالي تولد وحدة المعالجة المركزية المزيد من الحرارة.
نظام تشغيل الشبكة
يسمى نظام التشغيل، الذي يتضمن البرامج والبروتوكولات المرتبطة بها للتواصل مع أجهزة الكمبيوتر الأخرى عبر شبكة بشكل ملائم وفعال من حيث التكلفة، بنظام تشغيل الشبكة.
مزايا نظام تشغيل الشبكة
- في هذا النوع من أنظمة التشغيل، تقل حركة مرور الشبكة بسبب الانقسام بين العملاء والخادم.
- هذا النوع من النظام أقل تكلفة في الإعداد والصيانة.
عيوب نظام تشغيل الشبكة
- في هذا النوع من أنظمة التشغيل، يؤثر فشل أي عقدة في النظام على النظام بأكمله.
- يعد الأمان والأداء من القضايا المهمة. لذلك مطلوب مسؤولي الشبكة المدربين لإدارة الشبكة.
نظام التشغيل في الوقت الحقيقي
في أنظمة الوقت الحقيقي، تحمل كل وظيفة موعدًا نهائيًا معينًا من المفترض أن تكتمل المهمة خلاله، وإلا فإن الخسارة الفادحة ستكون هناك، أو حتى لو ظهرت النتيجة، فستكون عديمة الفائدة تمامًا.
تطبيق نظام الوقت الحقيقي موجود في حالة التطبيقات العسكرية، فإذا كنت تريد إسقاط صاروخ فمن المفترض أن يتم إسقاط الصاروخ بدقة معينة.
مزايا نظام التشغيل في الوقت الحقيقي:
- من السهل تخطيط وتطوير وتنفيذ التطبيقات في الوقت الحقيقي ضمن نظام التشغيل في الوقت الحقيقي.
- في نظام التشغيل في الوقت الحقيقي، تحقيق أقصى استفادة من الأجهزة والأنظمة.
عيوب نظام التشغيل في الوقت الحقيقي:
- يعد تطوير أنظمة التشغيل في الوقت الفعلي أمرًا مكلفًا للغاية.
- أنظمة التشغيل في الوقت الحقيقي معقدة للغاية ويمكن أن تستهلك دورات وحدة المعالجة المركزية الحرجة.
نظام تشغيل تقاسم الوقت
في نظام التشغيل Time Sharing، يتم تخصيص موارد الكمبيوتر بطريقة تعتمد على الوقت لعدة برامج في وقت واحد. وبالتالي فهو يساعد على توفير وصول مباشر لعدد كبير من المستخدمين إلى الكمبيوتر الرئيسي. إنه امتداد منطقي للبرمجة المتعددة. في مشاركة الوقت، يتم تبديل وحدة المعالجة المركزية بين برامج متعددة مقدمة من مستخدمين مختلفين على أساس مجدول.
يسمح نظام تشغيل مشاركة الوقت بخدمة العديد من المستخدمين في وقت واحد، لذلك يلزم وجود مخططات جدولة معقدة لوحدة المعالجة المركزية وإدارة الإدخال/الإخراج.
إن إنشاء أنظمة تشغيل مشاركة الوقت أمر صعب للغاية ومكلف.
مزايا نظام تشغيل مشاركة الوقت
- يوفر نظام تشغيل مشاركة الوقت الاستخدام الفعال ومشاركة الموارد.
- يعمل هذا النظام على تقليل وقت خمول وحدة المعالجة المركزية ووقت الاستجابة.
عيوب نظام تشغيل مشاركة الوقت
- معدلات نقل البيانات عالية جدًا مقارنة بالطرق الأخرى.
- يجب الحفاظ على أمان وسلامة برامج المستخدم المحملة في الذاكرة والبيانات حيث يصل العديد من المستخدمين إلى النظام في نفس الوقت.
نظام التشغيل الموزع
لا يتم تثبيت نظام التشغيل الموزع على جهاز واحد، بل يتم تقسيمه إلى أجزاء، ويتم تحميل هذه الأجزاء على أجهزة مختلفة. يتم تثبيت جزء من نظام التشغيل الموزع على كل جهاز لجعل الاتصال ممكنًا. تعد أنظمة التشغيل الموزعة أكثر تعقيدًا وكبيرة وتطورًا من أنظمة تشغيل الشبكات لأنها يجب أن تهتم أيضًا ببروتوكولات الشبكات المختلفة.
إضافة سلسلة
مزايا نظام التشغيل الموزع
- يوفر نظام التشغيل الموزع مشاركة الموارد.
- هذا النوع من النظام متسامح مع الأخطاء.
عيوب نظام التشغيل الموزع
- يمكن أن يهيمن عبء البروتوكول على تكلفة الحساب.