فروش فایل ,دانلود فایل,خرید فایل,دانلود رایگان فایل,دانلود رایگان
فروش فایل ,دانلود فایل,خرید فایل,دانلود رایگان فایل,دانلود رایگانفروش فایل ,دانلود فایل,خرید فایل,دانلود رایگان فایل,دانلود رایگان
فروش فایل ,دانلود فایل,خرید فایل,دانلود رایگان فایل,دانلود رایگانپاورپوینت-اصول همزمانی و بن بست در سیستم عامل- در 54 اسلاید-powerpoin-ppt
سیستم‌های بی‌درنگ یا زمان واقعی یک جهاز عامل چند وظیفه‌ای است که معمولاً بعنوان یک کنترل کننده باب یک کاربرد خاص استفاده می‌شوند. جهاز باب این حالت می‌بایست در زمانی مشخص و معین حتماً جواب مورد نظر را بدهد. سیستم‌های کنترل آزمایش‌های علمی، تصویربرداری پزشکی، کنترل صنعتی و برخی از سیستم‌های ارائه از این دسته‌اند. هدف حقیقی استعمال از سیستم‌های بی‌درنگ واکنش سریع و تضمین شده در برابر یک رویداد خارجی می‌باشد. باب سیستم‌های آن معمولاً وسایل ذخیره‌سازی ثانویه وجود ندارد و به جای آن از حافظه‌های ROM استفاده می‌شود. سیستم‌عامل‌های پیشرفته نیز در این سیستم‌ها وجود ندارند چرا که سیستم‌عامل کاردان را از سخت‌افزار جدا می‌کند و این جداسازی باعث عدم قطعیت باب زمان پاسخ‌گویی می‌شود. سیستم‌هایی که در آن مهلت زمانی[یادداشت ۲] باید پاسخ داده شود را آن سخت و سیستم‌هایی که مهلت زمانی را پشتیبانی نمی‌کنند آن نرم می‌نامند. از استعمال سیستم‌های بی‌درنگ پیچیده می‌توان به کنترل موتور یک خودرو (پاسخ با تأخیر می‌تواند نتایج فاجعه‌باری را به همراه داشته باشد) و در سیستم‌های بی‌درنگ نرم می‌توان به اسکن بارکد در پایانه فروشگاه (با اینکه سرعت پاسخ‌دهی باید سریع باشد اما به حادّی سیستم‌های سخت نمی‌باشد) اشاره کرد
سیستم‌های چند کاربره
سیستم‌های قید کاربره اجازه می‌دهند تا کاربران متعدد بصورت همزمان به سمت یک جهاز کامپیوتری دسترسی داشته باشند. سیستم‌های اشتراک زمانی و کارساز وب را می‌توان بعنوان سیستم‌های چند کاربره دسته‌بندی کرد. در سیستم‌های اشتراک زمانی عزب یک پردازنده رسم دارد که توسط مکانیزم‌های زمانبندی بین برنامه‌های مختلف کاربرها با سرعت بابرکت سوئیچ می‌شود و بنابراین هر کاردان تصور می‌کند کل رایانه در اختیار اوست
سیستم‌عامل تک پردازنده
این نوع سیستم‌عامل‌ها، سیستم‌عامل‌های نسل چهارم (نسل فعلی) هستند که بر چهر یک پردازنده اجرا می‌شوند. از قبیل XP,Vista,98,Me که بیشتر محصول کارتل مایکرو سافت می‌باشند.
سیستم‌عامل شبکه‌ای
جهاز عاملهایی مثل ناول نت که زیادترین استفاده و امکانات این سیستم عامل برای شبکه می‌باشد.
سیستم‌عامل توزیع شده
این سیستم‌عامل‌ها خود را بسان سیستم‌عامل‌های تک پردازنده به سمت کاربر معرفی میکنند، اما در عمل از چندین پردازنده استفاده میکنند. این نوع سیستم‌عامل در یک اسم شبکه‌ای اجرا می‌شود در این نوع جهاز یک برنامه پس از اجرا در کامپوترهای مختلف جواب نهایی به سیستم اصلی کاربر برمی‌گردد سرعت پردازش در این نوع سیستم بسیار بالاست.
دلایل ایجاد سیستم‌عامل
یک سیستم کامپیوتری آباد از یک الا چند پردازنده، مقداری حافظه اصلی، دیسک‌ها، چاپگرها، صفحه‌کلید، صفحه نمایش، واسط‌های شبکه‌ای و دیگر دستگاههای ورودی و خروجی تشکیل شده‌است. ار سیستم یکپارچه‌ای از بهر مدیریت این منابع وجود نداشته باشد، هر برنامه باید به تنهایی این کار را انجام دهد. سیستم‌عامل یک لایه نرم‌افزاری فراهم می‌کند که وظیفه مدیریت منابع سیستم را از دوشین برنامه‌های کاربردی رهانیده و کار برنامه‌نویسی را ساده‌تر می‌نماید؛ که با توجه به سمت نسخه‌های جدید سیستم عامل‌ها که به دلیل بهره‌مندی از تکنولوژی گرافیک و امکان استفاده از ماوس، امکان استفاده ساده و آسان را برای کاربران مبتدی فراهم نموده‌است. در حقیقت سیستم‌عامل واسط بین سخت‌افزار رایانه و کاربر می‌باشد.
وظایف سیستم‌عامل
سیستم‌عامل دو کار اصلی انجام می‌دهد:
- در تماشا پایین به بالا، منابع اسم (مانند فایل‌ها) و منابع فیزیکی (مانند دستگاههای سخت‌افزاری) رایانه را مدیریت و کنترل می‌کند.
- در تماشا اسم به پایین، وظیفه سیستم‌عامل این است که یک ماشین توسعه یافته [یادداشت ۳]یا ماشین مجازی را به سمت کاربران عرضه کند تا آنها بتوانند آسان‌تر برنامه‌نویسی نمایند و درگیر پیچیدگی‌های سخت‌افزاری رایانه نشوند. [نیازمند منبع]
به طور کلی، وظایف سیستم‌عامل شامل موارد پایین است:
- استفاده بهینه‌تر از منابع و جلوگیری از به سمت اتلاف رفتن آنها
- تخصیص و آزاد سازی منابع
- اداره صف‌ها و زمانبندی استعمال از منابع
- حسابداری اندازه استعمال از منابع
- ایجاد امنیت
- ایجاد، حذف و اداره فرایندها
- ابداع مکانیسم‌های ارتباط بین فرایندهاو همگام‌سازی آنها
- مدیریت فایل‌هاو پوشه‌ها
- مدیریت حافظه‌هایحقیقی و جانبی
- برقراری توانایی دسترسی چندتایی و اجرای هم روند فرایندها
- به آبونه گذاری منبع‌ها
- تعیین راهکارهایی از بهر اداره بن‌بست
- جلوگیری از وضعیت رقابتی و تداخل یا باب هم قفل شدن فرایندها
- پیشگیری از گرسنگی
سیستم‌عامل‌های فعلی
در سالهای اخیر رقابت افزون‌تر آشکار سیستم‌عامل‌های مایکروسافت ویندوز، اپل مک اواس و لینوکس جریان دارد که آماری که در ماه ژوییه ۲۰۱۱ توسط وب‌گاه W3Schools به ثبت رسیده حاکی از ثانیه است که هم الحال بیش از ۸۰ درصد کاربران اینترنت از سیستم‌عامل ویندوز استفاده میکنند.
آمار موجود که مرتبط به سمت اوت ۲۰۱۰ می‌باشد به شرح زیر است:
- ویندوز ۷: ۳۷٫۸٪
- ویندوز ویستا: ۶٫۷٪
- ویندوز اکس پی: ۳۹٫۷٪
- ویندوز ۲۰۰۳: ۰٫۹٪
- مک اواس: ۸٫۱٪
- توزیع‌های گنو/لینوکس: ۵٫۲٪
از سیستم‌عامل‌های اسمی کامپیوترهای شخصی می‌توان به اسامی زیر اشاره کرد:
همچنین از سیستم‌عامل‌های حاضر چهر گوشی‌های تلفن همراه نسل جدید می‌توان به اسامی زیر اشاره کرد:
تاریخچه جهاز عامل
در آغاز
آغازین کامپیوترها فاقد سیستم‌عامل بودند. باب اوایل سال ۱۹۶۴ فروشندگان کامپیوترهای تجاری ابزار کاملاً گسترده‌ای را از بهر تسهیل توسعه، زمانبندی، و اجرای کارها روی یک سیستم پردازش دسته‌ای فراهم می‌کردند. برای مانند رایانه پدیدآوری شده توسط UNI VAC.
باب ابتدا سیستم‌عامل روی خمپاره فریم‌ها مستقر می‌شد و کمی بعد سیستم‌عامل میکروکامپیوترهای ابتدایی که فقط از یک برنامه در هر زمان پشتیبانی می‌کردند و به یک زمانبند بسیار ابتدایی نیاز داشتند. تمام برنامه زمانی که باب حال اجرا بود تحت کنترل کامل ماشین قرار داشت. چند وظیفه‌ای (اشتراک زمانی) اولین پاس باب مین فریم‌ها و در ۱۹۶۰ عرضه شد. ابتدا کامپیوترها بسیار بزرگ و جاگیر بودند لیک امروزه باب کف یک دست جا می‌گیرند.
مین فریم‌ها
میکرو کامپیوترها
میکروکامپیوترهای اولیه نیاز یا ظرفیت داشتن یک سیستم‌عامل بغرنج که روی مین فریم‌ها بسط یافته بود نداشتند.
سیستم آژانس
سیستم عامل بدون شک مهمترین رقیق آلت در کامپیوتر است . پشت از روشن اجرا کردن کامپیوتر اولین نرم افزاری که مشاهده می گردد سیستم عامل بوده و آخرین نرم افزاری که قبل از خاموش کردن کامپیوتر مشاهده خواهد شد، نیز سیستم عامل است . سیستم عامل رقیق افزاری است که توانایی اجرای تمامی برنامه های کامپیوتری را فراهم می آورد. سیستم آژانس حرف سازماندهی ، مدیریت و کنترل منابع سخت افزاری امکان استفاده بهینه و هدفمند آنها را فراهم می آورد. سیتم آژانس الهیات بودن سخت افزار را بدرستی تفسیر و در این راستا امکانات متعدد و ضروری جهت حیات سایر برنامه های کامپیوتری را فراهم می آورد.
قید کامپیوترها از سیستم عامل استفاده نمی نمایند. مثلا" آتشگاه های مایکرویو که در آشپزخانه استعمال شده دارای نوع خاصی از کامپیوتر بوده که از سیستم عامل استفاده نمی نمایند. باب این نوع سیستم ها بدلیل انجام عملیات محدود و ساده، نیازی به وجود سیستم عامل نخواهد بود. داده‌ها ورودی و خروجی با استفاده از دستگاههائی نظیر صفحه کلید و نمایشگرهای LCD ، باب اختیار سیستم گذاشته می گردند. ماهیت عملیات انجام شده در یک اجاق دندان مایکروویو بسیار محدود و مختصر است، بنابراین پیوسته یک برنامه در تمام حالات و اوقات اجراء خواهد شد.
برای سیستم های کامپیوتری که دارای عملکردی بمراتب پیچیده خیس از اجاق گاز مایکروویو می باشند، بخدمت گرفتن یک سیستم آژانس باعث افزایش کارآئی سیستم و تسهیل در امر پیاده سازی برنامه های کامپیوتری می گردد. تمام کامپیوترهای شخصی دارای سیستم عامل باده باشند. ویندوز یکی از متداولترین سیستم های عامل است . یونیکس یکی دیگر از سیستم های عامل مهم در این زمینه است . صدها سنخ سیستم عامل تاکنون با توجه به اهداف دیگرسان طراحی و عرضه شده است. سیستم های عامل مختص کامپیوترهای بزرگ، سیستم های روبوتیک، سیستم های کنترلی بلادرنگ ، نمونه هائی باب این زمینه می باشند.
سیستم آژانس با ساده ترین تحلیل و بررسی دو عملیات اساسی را در کامپیوتر اجرا می دهد :
- مدیریت منبع‌ها رقیق افزاری و سخت افزاری یک سِستم کامپیوتری را برعهده دارد. پردازنده ، حافظه، فضای ذخیره سازی نمونه هائی از منابع استعاره شده می باشند .
- روشی پایدار و یکسان از بهر دستیابی و استفاده از سخت افزار را آغاز ن نیاز از جزئیات عملکرد هر یک از سخت افزارهای موجود را برای برنامه های کامپیوتری فراهم می نماید
اولین وظیفه یک سیستم عامل، مدیریت منابع پیچیده افزاری و نرم افزاری است . برنامه های دیگرسان برای دستیابی به سمت منابع سخت افزاری نظیر: پردازنده ، حافظه، دستگاههای ورودی و خروجی، حافطه های جانبی، در رقابتی سخت شرکت خواهند کرد. سیستم های عامل بعنوان یک مدیر عادل و آرام زمینه استفاده بهینه از منابع موجود را از بهر هر یک از برنامه های کامپیوتری فراهم می نمایند.
وظیفه دوم یک سیستم عامل عرضه یک رابط ( اینترفیس ) یکسان برای سایر پروگرام های کامپیوتری است . در این حالت زمینه استفاده بیش از یک نوع کامپیوتر از سیستم آژانس فراهم شده و در صورت بروز تغییرات باب سخت افزار سیستم های کامپیوتری نگرانی خاصی از جهت اجرای برنامه وجود نخواهد داشت، چراکه سیستم عامل بعنوان میانجی بین برنامه های کامپیوتری و سخت افزار ایفای وظیفه کرده و مسئولیت مدیریت منابع سخت افزاری به وی سپرده شده است . برنامه نویسان کامپیوتر نیز با استفاده از نقش سیستم عامل بعنوان یک میانجی براحتی برنامه های خود را طراحی و پیاده سازی کرده و در رابطه با اجرای پروگرام های نوشته شده بر روی سایر کامپیوترهای مشابه نگرانی نخواهند داشت . ( حتی اگر میزان حافظه حاضر در دو کامپیوتر مشابه نباشد ) . باب صورتی که پیچیده افزار یک کامپیوتر بهبود و ارتقاء یابد، سیستم عامل این تضمین را ایجاد خواهد کرد که برنامه ها، در ادامه بدون بروز اشکال قادر به ادامه حیات وسرویس دهی خود باشند. مسئولیت مدیریت منابع پیچیده افزاری برعهده سیتم عامل خواهد بود خیر برنامه های کامپیوتری، بنابراین در زمان ارتقای سخت افزار یک کامپیوتر مسئولیت سیتستم عامل در این راستا اولویت خواهد داشت . ویندوز 98 یکی از بهترین نمونه ها در این زمینه است . سیستم عامل فوق حرف روی پیچیده افزارهای متعدد تولید شده توسط تولیدکنندگان متفاوت اجراء می گردد. ویندوز 98 قادر به سمت مدیریت و استفاده از هزاران نوع دستگاه چاپ رایانه‌ای دیسک و سایر تجهیزات جانبی است .
سیستم های عامل را از بعد نوع کامپیوترهائی که قادر به کنترل آنها بوده و نوع پروگرام های کاربردی که قادر به حمایت از آنها می باشند به چهار گروه عمده تقسیم می نمایند.
- سیستم آژانس بلادرنگ( RTOS). از این نوع سیستم های عامل برای کنترل ماشین آلات صنعتی ، تجهیزات علمی و سیستم های صنعتی استفاده می گردد. یک سیستم عامل صفت آنی دارای امکانات بسته در رابطه با بخش رابط کاربر و برنامه های کاربردی مختص کاربران می باشند. یکی از بخش های مهم این سنخ سیستم های عامل ، مدیریت منبع‌ها موجود کامپیوتری بگونه ای است که یک عملیات خاص در زمانی که می بایست ، اجراء خواهند شد.
- صفت کاربره - صفت کاره . همانگونه که از آغاز این نوع سیستم های عامل آشکار است، آنها بگونه ای طراحی شده اند که قادر به مدیریت کامپیوتر بصورتی باشند که یک کاربر در هر لحظه قادر به انجام یک کار باشد. سیستم عامل Palm OSبرای کامپیوترهای PDA الگو ای مناسب از یک سیستم آژانس مدرن تک کاربره و تک کاره است .
- تک کاربره - چندکاره. اکثر سیستم های عامل استفاده شده باب کامپیوترهای خصوصی از این نوع می باشند. ویندوز 98 و MacOS نمونه هائی در این زمینه بوده که امکان اجرای چندین برنامه بطور همزمان را از بهر یک کاردان فراهم می نمایند. مثلا" یک کاردان ویندوز 98 باقدرت به تایپ یک نامه با استفاده از یک واژه پرداز بوده و در همان زمان اقدام به دریافت یک فایل از اینترنت نموده و در همان وضعیت محتویات نامه الکترونیکی خویش را برای چاپ بر روی دستگاه چاپ رایانه‌ای ارسال کرده باشد.
- چندکاربره. یک سیستم آژانس چند کاربره ، توانایی استفاده همزمان چندین کاربر از منابع موجود کامپیوتر را فراهم می آورند. منابع مورد نیاز تمام یک از کاربران می بایست توسط سیستم عامل بدرستی مدیریت تا باب صورت بروز اشکال در منابع تخصیص یافته به یک کاربر، بر روند استفاده سایر کاربران از منابع مورد نظر اختلالی ایجاد نگردد. یونیکس، VMS و سیستم های عامل کامپیوترهای بزرگ نظیر MVS نمونه هائی از سیستم های عامل چندکاربره باده باشند.
باب اینجا لازم است که به اختلاف های موجود سیستم های عامل " چند کاربر " و " تک کاربر" در رابطه با امکانات شبکه ای اشاره گردد. ویندوز 2000 و ناول قادر به حمایت از صدها و هزاران کاردان شبکه باده باشند این نوع سیستم های عامل بعنوان سیستم عامل چند کاربره واقعی در نظر گرفته نمی شوند.
باب امتداد با توجه به شناخت مناسب بوجود آمده در دررابطه با انواع سیستم های عامل به عملیات و وظایف سیستم عامل اشاره می گردد.
وظایف سیستم عامل
پس از روشن نمودن کامپیوتر، لولین پروگرام ای که اجراء باده گردد ، مجموعه دستوراتی می باشند که در حافظه ROM ذخیره و اسم بررسی صحت حاصل امکانات سخت افزاری موجود می باشند. برنامه فوق (POST) ، پردازنده ، حفظه و سایر عناصر سخت افزاری را امعان خواهد کرد . پس از امعان موفقیت آمیز برنامه POST ، در ادامه درایوهای ( هارد ، فلاپی ) سیستم پرکار خواهند شد. باب اکثر کامپیوترها ، پس از پرکار شدن هارد دیسک ، اولین بخش سیستم عامل با نام Bootstrap Loader فعال خواهد شد. پروگرام فوق صرفا" دارای یک وظیفه بنیادی است : انتقال ( استقرار ) سیستم عامل در حفظه حقیقی و امکان اجرای ثانیه . پروگرام بالا عملیات متفاوتی را یه منظور استفرار سیستم عامل در حافظه انجام خواهد داد.
سیستم عامل دارای وظایف زیر است :
پاورپوینت-مدیریت حافظه در سیستم عامل- در 45 اسلاید-powerpoin-ppt
سیستم‌عامل یا سامانهٔ آژانس نرم‌افزاری است که مدیریت منابع رایانه را به عهده گرفته و بستری را فراهم می‌سازد که نرم‌افزار کاربردی اجرا شده و از خدمات آن استعمال کنند. سیستم‌عامل جزء ضروری‌ترین نرم‌افزارهای یک سیستم کامپیوتری است. سیستم‌عامل خدماتی به برنامه‌های کاربردی و کاربر ارائه می‌دهد. برنامه‌های کاربردی یا از جاده واسط‌های برنامه‌نویسی کاربردی [یادداشت ۱] و یا از طرق فراخوانی‌های جهاز به این خدمات دسترسی دارند. حرف فراخوانی این واسط‌ها، برنامه‌های کاربردی می‌توانند سرویسی را از سیستم‌عامل درخواست کنند، پارامترها را جابجایی دهند، و پاسخ عملیات را دریافت کنند. ممکن است کاربران با بعضی اشکال واسط کاربری نرم‌افزار مثل واسط الفبا فرمان یا یک واسط گرافیکی کاربر با سیستم‌عامل تعامل کنند. برای کامپیوترهای دستی و رومیزی، تماماً واسط کاربری به عنوان بخشی از سیستم‌عامل در تماشا گرفته می‌شود. در سیستم‌های بزرگ و چند کاربره الگو یونیکس و سیستم‌های شبیه یونیکس، واسط کاربری معمولاً به آغاز یک برنامه کاربردی که خارج از سیستم‌عامل اجرا می‌شود پیاده‌سازی می‌شود. نمونه‌هایی از محبوب‌ترین سیستم‌عامل‌های تازه شامل: اندروید، بی‌اس‌دی، آی‌اواس، لینوکس، اواس آبادی ، کیوان‌اکس، مایکروسافت ویندوز، ویندوز فون و زد/اواس می‌باشند.
انواع سیستم‌عامل
سیستم‌های بی‌درنگ
سیستم‌های بی‌درنگ یا زمان حقیقی یک جهاز عامل چند وظیفه‌ای است که معمولاً بعنوان یک کنترل کننده در یک کاربرد خاص استفاده می‌شوند. جهاز در این حالت می‌بایست در زمانی آشکار و معین حتماً جواب مورد نظر را بدهد. سیستم‌های بازدید آزمایش‌های علمی، تصویربرداری پزشکی، کنترل صنعتی و برخی از سیستم‌های ارائه از این دسته‌اند. هدف حقیقی استفاده از سیستم‌های بی‌درنگ اثر سریع و تضمین شده در برابر یک رویداد خارجی می‌باشد. در سیستم‌های آن معمولاً ابزار ذخیره‌سازی ثانویه وجود ندارد و به جای آن از حافظه‌های ROM استفاده می‌شود. سیستم‌عامل‌های آباد نیز در این سیستم‌ها وجود ندارند برای‌چه که سیستم‌عامل کاربر را از سخت‌افزار جدا می‌کند و این جداسازی باعث عدم قطعیت در زمان پاسخ‌گویی می‌شود. سیستم‌هایی که در آن اجل زمانی [یادداشت ۲] باید پتواز داده شود را آن سخت و سیستم‌هایی که مهلت زمانی را پشتیبانی نمی‌کنند بی‌درنگ نرم می‌نامند. از کاربرد سیستم‌های بی‌درنگ پیچیده می‌توان به بازدید موتور یک خودرو (پاسخ با تأخیر می‌تواند نتایج فاجعه‌باری را به همراه داشته باشد) و در سیستم‌های بی‌درنگ نرم می‌توان به اسکن بارکد در پایانه فروشگاه (با اینکه سرعت پاسخ‌دهی باید سریع باشد اما به حادّی سیستم‌های سخت نمی‌باشد) اشاره کرد
سیستم‌های چند کاربره
سیستم‌های قید کاربره اجازه می‌دهند تا کاربران متعدد بصورت همزمان به سمت یک جهاز کامپیوتری دسترسی داشته باشند. سیستم‌های آبونه زمانی و کارساز وب را می‌توان بعنوان سیستم‌های چند کاربره طبقه‌بندی کرد. در سیستم‌های اشتراک زمانی تنها یک پردازنده قرار دارد که توسط مکانیزم‌های زمانبندی بین برنامه‌های جوراجور کاربرها با سرعت زیاد سوئیچ می‌شود و بنابراین تمام کاربر تصور می‌کند کل رایانه در اختیار اوست
سیستم‌عامل تک پردازنده
این نوع سیستم‌عامل‌ها، سیستم‌عامل‌های نسل چهارم (نسل فعلی) هستند که بر روی یک پردازنده اجرا می‌شوند. از قبیل XP,Vista,98,Me که افزون‌تر بار شرکت مایکرو سافت می‌باشند.
سیستم‌عامل شبکه‌ای
سیستم عاملهایی الگو ناول نت که بیشترین استعمال و امکانات این سیستم عامل برای شبکه می‌باشد.
سیستم‌عامل پخش شده
این سیستم‌عامل‌ها خود را بسان سیستم‌عامل‌های تک پردازنده به سمت کاربر معرفی میکنند، اما در عمل از چندین پردازنده استفاده میکنند. این سنخ سیستم‌عامل در یک اسم شبکه‌ای اجرا می‌شود در این نوع سیستم یک برنامه پس از اجرا در کامپوترهای مختلف جواب نهایی به سیستم اصلی کاربر برمی‌گردد سرعت پردازش در این نوع سیستم بسیار بالاست.
ادله ایجاد سیستم‌عامل
یک سیستم کامپیوتری پیشرفته از یک الا چند پردازنده، مقداری حافظه اصلی، دیسک‌ها، چاپگرها، صفحه‌کلید، برگ نمایش، واسط‌های شبکه‌ای و دیگر دستگاههای ورودی و خروجی تشکیل شده‌است. اگر سیستم یکپارچه‌ای از بهر مدیریت این منبع‌ها وجود نداشته باشد، هر برنامه باید به تنهایی این کار را انجام دهد. سیستم‌عامل یک لایه نرم‌افزاری آماده می‌کند که تکلیف مدیریت منابع سیستم را از دوش برنامه‌های کاربردی رهانیده و کار برنامه‌نویسی را ساده‌تر می‌نماید؛ که با توجه به نسخه‌های جدید سیستم عامل‌ها که به دلیل بهره‌مندی از تکنولوژی گرافیک و امکان استفاده از ماوس، امکان استفاده ساده و آسان را برای کاربران مبتدی فراهم نموده‌است. در حقیقت سیستم‌عامل واسط بین سخت‌افزار رایانه و کاربر می‌باشد.
وظایف سیستم‌عامل
سیستم‌عامل دو کار عمده انجام می‌دهد:
- باب نگرش پایین به بالا، منابع منطقی (مانند فایل‌ها) و منابع فیزیکی (مانند دستگاههای سخت‌افزاری) رایانه را مدیریت و کنترل می‌کند.
- باب نگرش اسم به پایین، وظیفه سیستم‌عامل این است که یک ماشین توسعه یافته [یادداشت ۳]یا ابزار مجازی را به کاربران عرضه کند تا آنها بتوانند آسان‌تر برنامه‌نویسی نمایند و درگیر پیچیدگی‌های سخت‌افزاری رایانه نشوند. [نیازمند منبع]
به طور کلی، وظایف سیستم‌عامل شامل موردها زیر است:
- استفاده بهینه‌تر از منابع و جلوگیری از به هدر جارو کردن آنها
- اختصاص و آزاد سازی منابع
- دائره صف‌ها و زمانبندی استفاده از منابع
- حسابداری میزان استعمال از منابع
- ایجاد آرامش
- ایجاد، الغا و اداره فرایندها
- ایجاد مکانیسم‌های ارتباط بین فرایندهاو همگام‌سازی آنها
- مدیریت فایل‌هاو پوشه‌ها
- مدیریت حافظه‌هایاصلی و جانبی
- برقراری توانایی دسترسی چندتایی و اجرای بازهم روند فرایندها
- به اشتراک گذاری منبع‌ها
- بازشناخت راهکارهایی برای اداره بن‌بست
- پیشگیری از وضعیت رقابتی و تداخل یا در هم بسته شدن فرایندها
- جلوگیری از گرسنگی
سیستم‌عامل‌های جاری
باب سالهای اخیر رقابت بیشتر بین سیستم‌عامل‌های مایکروسافت ویندوز، اپل مک اواس و لینوکس جریان دارد که آماری که در اسم ژوییه ۲۰۱۱ توسط وب‌گاه W3Schools به درج رسیده حاکی از ثانیه است که هم اکنون بیش از ۸۰ درصد کاربران اینترنت از سیستم‌عامل ویندوز استفاده میکنند.
آمار موجود که مربوط به اوت ۲۰۱۰ می‌باشد به سمت شرح پایین است:
- ویندوز ۷: ۳۷٫۸٪
- ویندوز ویستا: ۶٫۷٪
- ویندوز اکس پی: ۳۹٫۷٪
- ویندوز ۲۰۰۳: ۰٫۹٪
- مک اواس: ۸٫۱٪
- توزیع‌های گنو/لینوکس: ۵٫۲٪
از سیستم‌عامل‌های اسمی کامپیوترهای شخصی می‌توان به اسامی زیر اشاره کرد:
همچنین از سیستم‌عامل‌های حاضر روی گوشی‌های تلفن همراه نسل جدید می‌توان به اسامی زیر استعاره کرد:
تاریخچه جهاز عامل
در آغاز
اولین کامپیوترها فاقد سیستم‌عامل بودند. باب اوایل واحد زمان ( ۱۹۶۴ فروشندگان کامپیوترهای تجاری ابزار کاملاً گسترده‌ای را برای تسهیل توسعه، زمانبندی، و اجرای کارها روی یک سیستم پردازش دسته‌ای فراهم می‌کردند. برای مثال رایانه تولید شده توسط UNI VAC.
در آغاز سیستم‌عامل روی خمپاره فریم‌ها مستقر می‌شد و کمی بعد سیستم‌عامل میکروکامپیوترهای ابتدایی که فقط از یک برنامه در هر زمان پشتیبانی می‌کردند و به یک زمانبند بسیار ابتدایی نیاز داشتند. هر برنامه زمانی که در حال ادا حیات تحت کنترل کامل ماشین قرار داشت. چند وظیفه‌ای (اشتراک زمانی) آغازین بار باب مین فریم‌ها و در ۱۹۶۰ عرضه شد. آغاز کامپیوترها انبوه بزرگ و جاگیر بودند اما امروزه در کف یک دست جا می‌گیرند.
خمپاره فریم‌ها
میکرو کامپیوترها
میکروکامپیوترهای اولیه نیاز یا ظرفیت داشتن یک سیستم‌عامل پیچیده که چهر خمپاره فریم‌ها توسعه یافته بود نداشتند.
سیستم عامل
سیستم عامل بدون تردید مهمترین رقیق افزار در کامپیوتر است . پس از مشعشع اجرا کردن کامپیوتر اولین نرم افزاری که مشاهده می گردد سیستم عامل بوده و آخرین نرم افزاری که قبل از خاموش کردن کامپیوتر مشاهده خواهد شد، نیز سیستم عامل است . سیستم عامل نرم افزاری است که امکان اجرای تمامی برنامه های کامپیوتری را فراهم می آورد. سیستم آژانس با تنسیق ، مدیریت و کنترل منابع سخت افزاری امکان استفاده بهینه و هدفمند آنها را فراهم می آورد. سیتم آژانس فلسفه وجود داشتن سخت افزار را بدرستی تفسیر و در این راستا امکانات متعدد و ضروری جهت حیات سایر برنامه های کامپیوتری را فراهم می آورد.
تمام کامپیوترها از سیستم عامل استعمال نمی نمایند. مثلا" اجاق های مایکرویو که باب آشخانه استفاده شده دارای نوع خاصی از کامپیوتر بوده که از سیستم عامل استفاده نمی نمایند. در این سنخ سیستم ها بدلیل انجام عملیات بسته و ساده، نیازی به وجود سیستم عامل نخواهد بود. اطلاعات در و خروجی با استعمال از دستگاههائی نظیر برگ کلید و نمایشگرهای LCD ، باب اختیار سیستم گذاشته می گردند. ماهیت عملیات اجرا شده باب یک اجاق گاز مایکروویو بسیار محدود و مختصر است، بنابراین همواره یک برنامه در تمام حالات و اوقات اجراء خواهد شد.
برای سیستم های کامپیوتری که دارای عملکردی بمراتب پیچیده خیس از اجاق گاز مایکروویو می باشند، بخدمت گرفتن یک سیستم عامل انگیزه افزایش کارآئی سیستم و تسهیل در امر پیاده سازی برنامه های کامپیوتری می گردد. تمام کامپیوترهای خصوصی دارای سیستم عامل می باشند. ویندوز یکی از متداولترین سیستم های عامل است . یونیکس یکی دیگر از سیستم های آژانس مهم در این زمینه است . صدها سنخ سیستم عامل تاکنون با تدقیق به اهداف متفاوت طراحی و عرضه شده است. سیستم های عامل مختص کامپیوترهای بزرگ، سیستم های روبوتیک، سیستم های کنترلی بلادرنگ ، الگو هائی در این زمینه می باشند.
سیستم عامل با آسان ترین تحلیل و بررسی دو عملیات اساسی را در کامپیوتر انجام باده دهد :
- مدیریت منبع‌ها نرم افزاری و سخت افزاری یک سِستم کامپیوتری را برعهده دارد. پردازنده ، حافظه، فضای ذخیره سازی الگو هائی از منابع اشاره شده می باشند .
- روشی پایدار و یکسان از بهر دستیابی و استفاده از پیچیده افزار را بدو ن نیاز از جزئیات عملکرد هر یک از سخت افزارهای موجود را برای برنامه های کامپیوتری فراهم می نماید
اولین وظیفه یک سیستم عامل، مدیریت منابع سخت افزاری و نرم افزاری است . برنامه های متفاوت از بهر دستیابی به منابع سخت افزاری نظیر: پردازنده ، حافظه، دستگاههای در و خروجی، حافطه های جانبی، در رقابتی سخت شرکت خواهند کرد. سیستم های عامل بعنوان یک مدیر عادل و آرام زمینه استفاده بهینه از منابع حاضر را برای هر یک از برنامه های کامپیوتری فراهم می نمایند.
وظیفه دوم یک سیستم عامل عرضه یک رابط ( اینترفیس ) یکسان برای سایر پروگرام های کامپیوتری است . در این حال زمینه استفاده بیش از یک نوع کامپیوتر از سیستم عامل آماده شده و در صورت بروز تغییرات در سخت افزار سیستم های کامپیوتری نگرانی خاصی از جهت اجرای برنامه وجود نخواهد داشت، چراکه سیستم عامل بعنوان میانجی بین برنامه های کامپیوتری و سخت افزار ایفای وظیفه کرده و مسئولیت مدیریت منابع سخت افزاری به وی سپرده شده است . پروگرام نویسان کامپیوتر نیز حرف استفاده از نقش سیستم عامل بعنوان یک میانجی براحتی برنامه های خود را طراحی و پیاده سازی کرده و در رابطه با اجرای برنامه های نوشته شده بر روی سایر کامپیوترهای مشابه نگرانی نخواهند داشت . ( تا ار میزان حافظه موجود در دو کامپیوتر مشابه نباشد ) . باب صورتی که پیچیده افزار یک کامپیوتر بهبود و ارتقاء یابد، سیستم عامل این تضمین را ایجاد خواهد کرد که برنامه ها، در ادامه بدون بروز اشکال قادر به ادامه حیات وسرویس دهی خود باشند. مسئولیت مدیریت منابع سخت افزاری برعهده سیتم عامل خواهد حیات نه برنامه های کامپیوتری، بنابراین باب زمان ارتقای سخت افزار یک کامپیوتر مسئولیت سیتستم عامل در این راستا اولویت خواهد داشت . ویندوز 98 یکی از بهترین نمونه ها در این زمینه است . سیستم آژانس فوق بر روی پیچیده افزارهای متعدد تولید شده توسط تولیدکنندگان متفاوت اجراء می گردد. ویندوز 98 قادر به مدیریت و استفاده از هزاران نوع دستگاه چاپ رایانه‌ای دیسک و سایر تجهیزات جانبی است .
سیستم های عامل را از بعد سنخ کامپیوترهائی که قادر به کنترل آنها بوده و نوع برنامه های کاربردی که قادر به حمایت از آنها می باشند به چهار گروه عمده تقسیم می نمایند.
- سیستم آژانس بلادرنگ( RTOS). از این نوع سیستم های عامل برای کنترل ماشین ابزار صنعتی ، تجهیزات علمی و سیستم های صنعتی استعمال می گردد. یک سیستم عامل بلادرنگ دارای امکانات بسته باب رابطه با بخش رابط کاربر و برنامه های کاربردی مختص کاربران می باشند. یکی از بهر های بااهمیت این نوع سیستم های عامل ، مدیریت منابع موجود کامپیوتری بگونه ای است که یک عملیات خاص در زمانی که می بایست ، اجراء خواهند شد.
- صفت کاربره - صفت کاره . همانگونه که از عنوان این نوع سیستم های عامل آشکار است، آنها بگونه ای طراحی شده اند که قادر به مدیریت کامپیوتر بصورتی باشند که یک کاربر باب هر لحظه قادر به انجام یک کار باشد. سیستم عامل Palm OSاز بهر کامپیوترهای PDA نمونه ایا مناسب از یک سیستم آژانس مدرن تک کاربره و تک کاره است .
تک کا