سیستم عامل چیست و چطور کار می‌کند؟ – هرآنچه باید راجع به OS بدانید

3182
سیستم عامل چیست ؟

در جهان دیجیتال امروز، بسیاری از دیوایس‌های الکترونیکی – مانند کامپیوترها، موبایل‌های هوشمند، تبلت‌ها و گجت‌های گوناگون – از سیستم عامل بهره‌مند شده‌اند. سیستم عامل‌ها را می‌توان مغز چنین دستگاه‌هایی توصیف کرد که وظیفه تشخیص فرمان‌های کاربر و پیاده‌سازی آن‌ها را بر عهده دارد. در این مطلب با کوئرا بلاگ همراه باشید تا نه‌تنها ببینیم سیستم عامل چیست بلکه کاربردها، ویژگی‌ها و اجزای آن را نیز بررسی کنیم.

سیستم عامل چیست ؟

سیستم عامل (Operating System | OS) نوعی نرم‌افزار است که روی انواع کامپیوترها اجرا می‌شود. با این نرم‌افزار می‌توان تمام اپلیکیشن‌ها و برنامه‌های نصب‌شده روی کامپیوتر را مدیریت کرد و از طرف دیگر به تعامل با سخت‌افزار دستگاه پرداخت.

برنامه‌ها و اپلیکیشن‌ها، از طریق «رابط برنامه‌نویسی اپلیکیشن» (Application Program Interface | API) درخواست خدمات و وظایف گوناگون را برای سیستم عامل ارسال می‌کنند. از سوی دیگر نیز نرم‌افزاری به نام «کرنل» (Kernel) داریم که تمام اجزای بنیادین سیستم عامل را در خود جای داده است و نقش هسته را در برنامه اصلی سیستم عامل ایفا می‌کند. تمام کامپیوترهای امروزی برای اجرای برنامه‌های گوناگون باید حداقل به یک سیستم عامل مجهز شده‌ باشند. برای درک بهتر، سیستم عامل را می‌توان به رستورانی تشبیه کرد که اجزای گوناگون مانند آشپزخانه و فضای پذیرایی و همینطور کارمندان متعدد دارد. در این مثال، کرنل را می‌توان به سرآشپز رستوران تشبیه کرد که وظایف را تقسیم و از پیشروی صحیح فرایندها اطمینان حاصل می‌کند.

سیستم عامل چیست

ویندوز، لینوکس، اندروید و iOS، همگی در دسته‌بندی «سیستم عامل» قرار می‌گیرند. این نرم‌افزارها به شما اجازه می‌دهند برنامه‌هایی مانند آفیس و یا بازی‌های ویدیویی را روی کامپیوتر و گوشی خود به اجرا درآورید. ناگفته نماند که حتی برای برنامه‌های ساده مانند مرورگر اینترنت هم نیاز به یک سیستم عامل خواهید داشت.

کارکرد‌های گوناگون سیستم عامل چیست ؟

سیستم عامل‌ها باید به وظایف و کارکردهای گوناگونی رسیدگی کنند تا از عملکرد بی‌نقص و روان کامپیوترها و سایر دیوایس‌ها اطمینان حاصل شود:

  • مدیریت حافظه: سیستم عامل مسئولیت تخصیص حافظه به برنامه‌های ضروری را برعهده دارد تا وظایف مورد نیاز کاربر به روان‌ترین شکل و بدون اختلال پیش بروند.
  • مدیریت منابع سیستم: سیستم عامل زمان و منابع پردازشی پردازنده مرکزی (CPU) را هم مدیریت می‌کند و به انتخاب میان فرایندهای مهم‌تر و بهینه‌سازی مصرف پردازنده مشغول می‌شود.
  • مدیریت دستگاه: سیستم عامل مدیریت اتصالات ورودی و خروجی و همینطور درایورها را نیز برعهده دارد. به همین ترتیب فرایندهای گوناگون به سخت‌افزار واگذار و وضعیت آن‌ها پایش می‌شود.
  • مدیریت فایل: سیستم عامل وظایفی مانند ساخت، حذف، انتقال و ذخیره‌سازی فایل‌ها را نیز برعهده دارد و از امنیت آن‌ها اطمینان حاصل می‌کند.
  • مدیریت فضای ذخیره‌سازی: سیستم عامل به تمام فایل‌ها و آدرس‌های آن‌ها دسترسی دارد و می‌تواند علاوه بر سامان دادن به فایل‌ها، مصرف فضای ذخیره‌سازی را بهینه کند.
  • تامین امنیت: سیستم عامل‌ از فایروال‌ها (Firewalls) و دیگر تدابیر امنیتی موجود برای جلوگیری از دسترسی غیرمجاز به فایل‌ها و مسدودسازی تهدیدها کمک می‌گیرد.
  • بررسی مداوم عملکرد سیستم: سیستم عامل بر تمام فعالیت‌های سیستمی – از جمله مصرف منابع و خطاها – اشراف دارد و از عملکرد بهینه دستگاه اطمینان حاصل می‌کند.
  • تشخیص خطا: با توجه به اینکه سیستم دائما برای یافتن انواع خطاها و تهدیدها اسکن می‌شود، سیستم عامل می‌تواند از سیستم محافظت کند و اعلانات ضروری را به دست کاربر برساند.
  • همگام‌سازی نرم‌افزار و سخت‌افزار: در نهایت سیستم عامل از همگام بودن سخت‌افزار و نرم‌افزار مطمئن می‌شود تا کاربر تجربه‌ای روان به دست آورد.
کاربردهای مختلف OS

در بالا با کارکردهای بنیادین تمام سیستم عامل‌ها آشنا شدیم. اما سیستم عامل‌های مدرن قابلیت‌هایی پیشرفته و اضافه نیز دارند:

  • پشتیبانی از مجازی‌سازی: سیستم عامل اجازه می‌دهد چندین ماشین مجازی به صورت همزمان روی تنها یک ماشین فیزیکی به اجرا درآیند و استفاده‌ای بهینه از منابع داشته باشند.
  • یکپارچگی با حافظه ابری: سیستم عامل‌های امروزی می‌توانند ارتباطی ناگسستنی با سرویس‌های ابری (Cloud) داشته باشند و همگام‌سازی داده یا بکاپ‌گیری را بی‌نهایت آسان کنند.
  • مدیریت انرژی: این قابلیت که به‌خصوص روی سیستم‌ عامل‌های گوشی و لپ‌تاپ ضروری است، منابع سخت‌افزاری و فرایندهای پس‌زمینه را به‌گونه‌ای مدیریت می‌کند که عمر باتری به حداکثر برسد.
  • امنیت پیشرفته: قابلیت‌هایی مانند احراز هویت بیومتریک (مثلا با چشم یا اثر انگشت)، رمزنگاری اطلاعات و ارائه به‌روزرسانی‌های امنیتی دائمی باعث می‌شوند سیستم عامل‌های مدرن بسیار ایمن باشند.
  • به‌روزرسانی خودکار: سیستم عامل‌ها می‌توانند به‌روزرسانی و برطرف‌سازی نواقص را به صورت خودکار پیش ببرند و هیچ زحمت اضافه‌ای برای کاربر به وجود نیاورند.
  • پشتیبانی از اینترنت اشیا: سیستم عامل‌های امروزی را می‌توان به دستگاه‌های هوشمند خانگی و به اصطلاح اینترنت اشیا (Internet of Things | IoT) نیز متصل کرد و تعاملات گوناگون با آن‌ها داشت.
  • هوش مصنوعی و یادگیری ماشین: سیستم عامل‌های مدرن از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین هم برای تحلیل بهتر سیستم، شخصی‌سازی فرایندها و بالا بردن تعاملات کاربر هم کمک می‌گیرند.

با مرور این قابلیت‌ها می‌توان به خوبی متوجه شد سیستم عامل‌ها در گذر زمان چگونه به تکامل رسیده‌اند و با ارائه تکنولوژی‌های تازه، تجربه‌ای بهتر در اختیار کاربران می‌گذارند.

مزایای سیستم عامل چیست ؟

نصب سیستم عامل روی سیستم‌ها مزایای گوناگون به همراه می‌آورد که برخی از مهم‌ترین موارد را در پایین لیست کرده‌ایم:

  • حصول اطمینان از مصرف بهینه و صحیح از سخت‌افزار
  • امکان اجرای اپلیکیشن‌های گوناگون به صورت همزمان
  • مدیریت آسان فایل‌ها و فولدرها
  • دسترسی به رابط کاربری گرافیکی (Graphical User Interface | GUI) و کسب تجربه‌ بصری
  • اطمینان از امنیت اطلاعات شخصی و تجاری
  • مدیریت بهینه منابع در دسترس
  • مدیریت نمایش، پرینت و انتقال داده از طریق تجهیزات جانبی
  • ارائه پلتفرمی برای توسعه نرم‌افزار

انواع سیستم عامل

سیستم عامل‌ها در گذر زمان به تکامل چشمگیر رسیده‌اند و کاملا با نرم‌افزارهای ساده ۳۰ سال پیش فرق دارند. علاوه بر این، پیشرفت تکنولوژی منجر به شکل‌گیری انواع مختلفی از OS شده که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شوید.

سیستم عامل چیست
  • سیستم عامل دسته‌ای (Batch OS) مقادیر فراوانی از داده را مدیریت و محاسبات پیچیده را امکان‌پذیر می‌کند و از سوی دیگر نیازی به کمک چندان از سوی کاربر ندارد. از این نوع سیستم عامل برای مثال در کامپیوترهایی استفاده می‌شود که نیاز به پردازش برهه‌ای مقادیری عظیم از داده دارند. ضمنا اگرچه این نوع از OS در برخی سناریوها کاربردی ظاهر می‌شود، پردازش مدرن عمدتا با سیستم‌های تعاملی‌تر و در لحظه پیش می‌رود.
  • سیستم عامل توزیعی (Distributed OS) می‌تواند چندین کامپیوتر مختلف را مدیریت کند و میان آن‌ها توزیع شود. این نوع از OS اهمیتی بیشتر و بیشتر در رایانش ابری و لبه‌ای (Edge Computing) پیدا می‌کند و اجازه می‌دهد اپلیکیشن‌های بزرگ و توزیع‌شده را به بهینه‌ترین شکل مدیریت کنید.
  • سیستم عامل چندکاره (Multitasking OS) اجازه می‌دهد چندین کار را به صورت همزمان پیش ببرید و دائما نیز بهبود می‌یابد. سیستم‌عامل‌های چندکاره امروزی در تخصیص منابع به وظایف گوناگون مهارت فراوان دارند و اجازه می‌دهند انبوهی اپلیکیشن را همزمان باز کنید.
  • سیستم عامل شبکه (Network OS) مجموعه‌ای از کامپیوترهای متصل به شبکه را مدیریت و امکان اشتراک‌گذاری فایل‌ها و اطلاعات را مهیا می‌کند. با توجه به محبوبیت روزافزون سرویس‌های ابری، سیستم‌عامل‌های شبکه هم قابلیت‌های بیشتری برای اشتراک‌گذاری و اتصال ارائه می‌کنند.
  • سیستم عامل در لحظه (Real-Time OS | RTOS) زمانی ضروری خواهد بود که بخواهید وظایف فورا پیش بروند، مثلا در ربات‌ها و دستگاه‌های اینترنت اشیا.
  • سیستم عامل موبایل (Mobile OS) در دهه‌های اخیر پیشرفت چشمگیر داشته است و اکنون چندین OS با ظاهر و کاربردهای پیشرفته داریم. این نوع از سیستم‌عامل‌ها روی ارائه تجربه‌ای یکسان روی پلتفرم‌های گوناگون تمرکز دارند.

اجزای تشکیل‌دهنده سیستم عامل چیست ؟

سیستم‌عامل‌ها در غایی‌ترین حالت از دو بخش تشکیل شده‌اند: «شل» (Shell) و «کرنل» (Kernel).

اجزای تشکیل‌دهنده OS

شل چیست؟

Shell (به معنی پوسته)، بیرونی‌ترین لایه از سیستم عامل است و تعاملات کاربر و سیستم عامل را به این روش‌ها مدیریت می‌کند:

  • فراهم آوردن فضایی برای تعامل راحت کاربر با سیستم
  • تقسیر ورودی (Input) سیستم عامل
  • مدیریت خروجی (Output) سیستم عامل

شل با دریافت ورودی کاربر و یا «شل اسکریپت»، راهی برای برقراری ارتباط با OS ارائه می‌کند. شل اسکریپت مجموعه‌ای از فرمان‌های سیستمی را درون یک فایل ذخیره و اجرا می‌کند.

کرنل چیست؟

کرنل هم از دیگر اجزای بنیادین در سیستم عامل کامپیوتر است و دیگر اجزای OS برای دسترسی به سرویس‌های ضروری به کرنل اتکا می‌کنند. کرنل نقش رابط را میان OS و سخت‌افزار ایفا می‌کند و به فرایندهای کنترل دستگاه، شبکه‌سازی، فایل‌‌سیستم‌ها، پردازش و مدیریت حافظه کمک می‌کند.

کاربردهای کرنل

کرنل عنصری کلیدی در سیستم عامل به حساب می‌آید و میان اپلیکیشن‌های مورد نیاز شما و سخت‌افزار کامپیوتر پل می‌زند.

زمانی که کامپیوتر را روشن می‌کنید، کرنل نخستین عنصر سیستم عامل است که در حافظه بارگذاری می‌شود و تا خاموش شدن دستگاه همان‌جا باقی می‌ماند. کرنل به مدیریت منابع سیستم – مانند حافظه و توان پردازشی – کمک می‌رساند تا اپلیکیشن‌ها روان‌تر اجرا شوند.

کرنل فونداسیون را برای استفاده اپلیکیشن‌ها از حافظه بنا می‌کند، بارگذاری فایل‌های اپلیکیشن درون حافظه را برعهده می‌گیرد و وظایف را اولویت‌بندی می‌کند.

کرنل در OS

کرنل مسئولیت اجرای چنین وظایفی را برعهده دارد:

  • مدیریت ورودی و خروجی (Input-Output)
  • مدیریت حافظه
  • مدیریت فرایندهای اجرای اپلیکیشن
  • مدیریت دستگاه
  • کنترل فراخوان‌های سیستم (System Calls)

در گذشته تنها یک ماژول در فضای کرنل داشتیم که تمام سرویس‌های ضروری سیستم مانند مدیریت فرایندها، حافظه و وقفه‌ها را در خود جای می‌داد. به این نوع از کرنل‌ها، کرنل یکپارچه (Monolithic Kernel) گفته می‌شود. مشکل اصلی این رویکرد آن بود که برای کوچک‌ترین تغییرات هم باید تمام کرنل را از نو کامپایل کرد.

در رویکرد مدرنی که نسبت به معماری مونولیتیک در پیش گرفته شده، هر مایکروکرنل (MicroKernel) حاوی ماژول‌های گوناگون برای مدیریت دستگاه، فایل و هرچیز مشابهی است. این ماژول‌ها به صورت پویا بارگذاری و یا از حافظه حذف می‌شوند و ابعاد کد کرنل کمتر و ثبات آن بیشتر خواهد بود.

مثال‌هایی از سیستم عامل های مختلف امروزی

اگرچه این روزها ده‌ها سیستم عامل مختلف برای دستگاه‌های گوناگون داریم، در ادامه تنها با برخی از محبوب‌ترین و کاربردی‌ترین سیستم‌عامل‌های فعلی آشنا می‌شویم:

  • ویندوز (Windows) محبوب‌ترین سیستم عامل دسکتاپ جهان است که بیش از ۱ میلیارد نفر در سراسر جهان از آن استفاده می‌کنند. گستره وسیعی از قابلیت‌ها و برنامه‌ها روی ویندوز پیدا می‌شود و می‌توانید از آن برای امور اداری و خانگی، گیمینگ و همینطور افزایش بهره‌وری کمک بگیرید.
  • مک او اس (macOS) سیستم عاملی است که صرفا روی کامپیوترهای مک و مک‌بوک‌های اپل نصب می‌شود. کاربران عاشق رابط کاربری تمیز و کاربردی آن هستند و همین باعث شده از محبوب‌ترین انتخاب‌ها میان متخصصان و هنرمندان به حساب آید.
  • لینوکس (Linux) سیستم عاملی متن‌باز است که کاربران می‌توانند با سفارشی‌سازی آن، نیازهای منحصر به فرد خود را برطرف کنند. توسعه‌دهندگان، کسب‌وکارها و افرادی که گزینه‌های متن‌باز را ترجیح می‌دهند معمولا به سراغ انواع نسخه‌ها و توزیع‌های لینوکس (مانند Ubuntu و Fedora و Mint) اشاره کرد.
  • آی او اس (iOS) سیستم عامل آیفون‌ها و آیپدهای اپل است و بخش اعظمی از شهرت را به خاطر رابط کاربری تمیز، بهینه‌سازی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری گسترده و قابلیت‌های امنیتی پیشرفته به دست آورده است.
  • اندروید (Android) پرمخاطب‌ترین سیستم عامل موبایل جهان است و بیش از ۲ میلیون کاربر در سراسر جهان دارد. اندروید هم ماهیتی متن‌باز دارد و بنابراین علاوه بر ارائه انبوهی گزینه شخصی‌سازی، با گستره وسیعی از دیوایس‌های هوشمند هم سازگار است.

بیشتر بخوانید: بهترین ربات های تلگرام در سال ۲۰۲۴ که زندگی را برای شما آسان می‌کنند

فاکتورهای موثر بر انتخاب سیستم عامل چیست ؟

هنگام انتخاب سیستم عامل لازم است به فاکتورهای گوناگون توجه کنیم، از جمله:

  • هزینه: برخی سیستم‌عامل‌ها – مثل لینوکس – کاملا رایگان عرضه شده‌اند، برخی – مثل اندروید و macOS – به صورت پیش‌فرض روی دستگاه نصب شده‌اند و برای برخی دیگر (مانند ویندوز) هم باید پول بدهید.
  • سازگاری: هنگام انتخاب سیستم‌عامل باید مطمئن شوید با نرم‌افزار و سخت‌افزار مورد نظرتان سازگار باشد.
  • سهولت استفاده: بعضی از سیستم‌عامل‌ها – مثل macOS و iOS – برای سهولت استفاده ساخته شده‌اند و بعضی دیگر مثل لینوکس نیاز به دانش فنی عمیق‌تر دارند.
  • امنیت: اکوسیستم‌های بسته‌تر مثل macOS و iOS قابلیت‌های امنیتی فراوان به همراه می‌آورند، اما امثال اندروید و ویندوز آسیب‌پذیری‌های بیشتری دارند.

ویژگی‌های کلیدی سیستم عامل چیست ؟

در ادامه، برخی از ویژگی‌های کلیدی سیستم عامل‌ها که پیش‌تر راجع به آن‌ها صحبت کردیم را با جزئیات هرچه بیشتر بررسی می‌کنیم.

سیستم عامل چیست

مدیریت فرایند و منابع سیستم (Process Management)

  • کاربرد: سیستم عامل به برنامه‌های در حال اجرا روی کامپیوتر رسیدگی می‌کند و بر فرایندها کنترل دارد. بنابراین نحوه آغاز و متوقف شدن فرایندها یا پیش‌برد موازی‌ آن‌ها بر دوش سیستم عامل است.
  • نحوه کار: سیستم عامل از الگوریتم‌های زمان‌بندی گوناگون (مانند Round Robin یا First-Come-First-Served) کمک و تصمیم می‌گیرد که کدام فرایندها به پردازنده دسترسی یابند. ضمنا OS از ایستایی سیستم (رقابت فرایندها برای منابع سیستمی و مسدود کردن یکدیگر) هم جلوگیری می‌کند.

مدیریت حافظه (Memory Management)

  • کاربرد: OS می‌تواند فضای حافظه را در اختیار فرایندها بگذارد یا از دسترس آن‌ها خارج کند. در واقع اطمینان حاصل می‌شود هر برنامه درون حافظه تخصیص‌یافته به خود اجرا شود و اختلالی در کارکرد باقی برنامه‌ها به وجود نیاورد.
  • نحوه کار: سیستم عامل‌ها از تکنیک‌هایی مانند «صفحه‌بندی» (Pagination) و «بخش‌بندی» (Segmentation) برای مدیریت حافظه کمک می‌گیرند. قابلیت حافظه مجازی را هم نباید فراموش کرد که اجازه می‌دهد از فضای دیسک به عنوان افزونه‌ای برای حافظه رم (RAM) کمک بگیرید. در واقع خیلی ساده ظرفیت حافظه در دسترس، افزایش می‌یابد.

مدیریت فایل (File Management)

  • کاربرد: سیستم عامل به ذخیره‌سازی، بازیابی و ساماندهی داده روی فضای داخلی دستگاه می‌پردازد. نه‌تنها فایل‌های سیستمی و دایرکتوری‌ها مدیریت می‌شوند، بلکه تامین امنیت و ارائه جوازهای سیستمی هم برعهده OS است.
  • نحوه کار: فایل سیستم‌ها (File Systems) – مانند NTFS و ext4 و FAT32 – ساختاری برای ذخیره‌سازی و ساماندهی فایل‌ها ارائه می‌کنند. سیستم عامل هم به عملیات‌هایی مانند خواندن، نوشتن، ساختن و حذف فایل‌ها می‌رسد.

مدیریت دستگاه

  • کاربرد: OS ارتباط دستگاه با درایورهای مختلف را برقرار و مدیریت می‌کند. کنترل عملیات‌های کیبورد، ماوس، درایورهای دیسک، پرینتر، مانیتور و تمام لوازم مشابه برعهده سیستم عامل است.
  • نحوه کار: سیستم عامل از رابط درایور (Device Driver Interface) برای تعامل با سخت‌افزار کمک می‌گیرد و به وظایفی مثل ارسال داده به پرینتر، خواندن از روی دیسک و نمایش اطلاعات روی صفحه مانیتور رسیدگی می‌کند.

امنیت و کنترل دسترسی

  • کاربرد: سیستم‌عامل‌ها مطمئن می‌شوند تمام دسترسی‌ها به منابع سیستمی امن باقی بمانند و از پروتکل‌های امنیتی برای دفاع از شما در برابر دسترسی ناخواسته کمک می‌گیرند.
  • نحوه کار: سیستم عامل از مکانیزم‌های احراز هویت کمک می‌گیرد و جوازهای کاربران را مدیریت می‌کند تا تنها کاربران مجاز قادر به دسترسی به منابع و داده‌ها باشند. علاوه بر این، مدیریت ابزارهای رمزنگاری و ایمن‌سازی داده هم برعهده OS است.

بیشتر بخوانید:‌ جذاب‌ترین فیلم‌های حوزه هک و امنیت که باید در سال 2024 ببینید

شبکه‌سازی

  • کاربرد: سیستم عامل تبادل داده میان کامپیوترها و سایر دیوایس‌ها را از طریق اتصال شبکه مدیریت می‌کند.
  • نحوه کار: سیستم عامل از طریق شبکه‌ای که پروتکل‌های مختلف مانند TCP و IP را در برمی‌گیرد، به وظایفی مانند مسیریابی، برقراری اتصال، و حصول اطمینان از امنیت داده در سراسر شبکه‌ها اطمینان حاصل می‌کند.

رابط کاربری

  • کاربرد: OS رابط‌های کاربری گوناگونی دارد که کاربر از طریق آن‌ها با سخت‌افزار و نرم‌افزار تعامل می‌کند. این رابط می‌تواند گرافیکی (GUI) یا متکی بر خط فرمان (Command-Line Interface | CLI) باشد.
  • نحوه کار: رابط کاربری گرافیکی – مانند آنچه در ویندوز و macOS پیدا می‌شود – راهی بصری برای تعامل با کامپیوتر در اختیارمان می‌گذارد. اما CLI – مانند آنچه در ترمینال لینوکس یا Command Prompt ویندوز پیدا می‌شود – صرفا امکان تعامل از طریق فرمان‌های متنی را مهیا می‌کند.

چندوظیفگی (Multitasking)

  • کاربرد: OS اجازه می‌دهد نرم‌افزارهای گوناگون به صورت همزمان روی پردازنده‌ای واحد به اجرا درآیند.
  • نحوه کار: فرایندهای گوناگون از طریق تکنیک‌هایی مانند «Time-Sharing»، فرصت و مدت‌زمان مشخصی در پردازنده مرکزی به دست می‌آورند و بنابراین توهمی از اجرای همزمان فرایندها و برنامه‌ها شکل می‌گیرد. در واقع OS بخش‌های مختلفی از منابعی سیستم را مدیریت می‌کند تا هر برنامه به صورت همزمان به منابع مورد نیاز دسترس داشته باشد. 

تاریخچه سیستم عامل چیست و چگونه است؟

سیستم‌عامل‌ها برای چندین دهه در دسترس بوده‌اند و نسل‌های مختلفی را پشت سر گذاشته‌اند. در ادامه با نسل‌های مختلف سیستم عامل و مثال‌های دنیای واقعی آن‌ها آشنا می‌شویم.

تاریخچه OS

نسل اول

  • برهه زمانی: دهه ۱۹۴۰ تا اوایل دهه ۱۹۵۰ میلادی
  • برجسته‌ترین ویژگی‌ها: لامپ خلاء و برنامه‌نویسی یادگیری ماشین
  • مثال: ENAIC (مخفف Electronics Numerical Integrator and Computer) یکی از نخستین کامپیوترهای جهان بود که برای محاسبات به لامپ‌های خلاء وابسته بود.

نسل دوم

  • برهه زمانی: اواخر دهه ۱۹۵۰ تا اواسط دهه ۱۹۷۰ میلادی
  • برجسته‌ترین ویژگی‌ها: ترانزیستورها و زبان برنامه نویسی اسمبلی
  • مثال: سیستم IBM 1401 از ترانزیستورها برای پردازش سریع‌تر و قابل اتکاتر نسبت به لامپ‌های خلاء کمک گرفت.

نسل سوم

  • برهه زمانی: اواسط دهه ۱۹۶۰ تا اواسط دهه ۱۹۷۰ میلادی
  • برجسته‌ترین ویژگی‌ها: مدارهای یکپارچه (Integrated Circuits | ICs) و زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالا (High-Level)
  • مثال: IBM System/360 نام خانواده‌ای از کامپیوترهای سازگار با نرم‌افزارها و دستگاه‌های جانبی متنوع بود.

نسل چهارم

  • برهه زمانی: اواخر دهه ۱۹۷۰ تا دهه ۱۹۹۰ میلادی
  • برجسته‌ترین ویژگی‌ها: ریزپردازنده‌ها، کامپیوترهای شخصی و رابط‌های کاربری گرافیکی
  • مثال: مکینتاش اپل همراه با رابط کاربری گرافیکی و متکی بر ماوس معرفی شد و کامپیوترها را کاربرپسندتر و دسترس‌پذیرتر از همیشه کرد.
سیستم عامل چیست

نسل پنجم

  • برهه زمانی: دهه ۱۹۹۰ میلادی تاکنون
  • برجسته‌ترین ویژگی‌ها: هوش مصنوعی، پردازش زبان طبیعی و پردازش موازی
  • مثال: هوش مصنوعی Deep Blue شرکت IBM توانست گری کاسپاروف، استاد بزرگ شطرنج را در سال ۱۹۹۷ شکست دهد و قدرت هوش مصنوعی را در تصمیم‌گیری‌های پیچیده به نمایش بگذارد.

نسل ششم (گمانه‌زنی)

  • برجسته‌ترین ویژگی‌ها: هوش مصنوعی پیشرفته، پردازش کوانتومی، رابط‌های مغزی-کامپیوتری
  • مثال: شرکت‌هایی مانند IBM و گوگل کامپیوترهای کوانتومی بسیار قدرتمندی ساخته‌اند که انقلابی در پردازش و محاسبات پیچیده‌ به وجود آورده‌اند.

نسل‌های آینده‌ (فرضی)

  • برجسته‌ترین ویژگی‌ها: هوش مصنوعی حتی پیشرفته‌تر از قبل، یکپارچه‌سازی با ادراک انسانی و روش‌های جدید در پردازش
  • مثال: نسل‌های آینده می‌توانند کامپیوترهای متصل به مغز انسان داشته باشند که تعاملات را مستقیما با افکار پیش می‌برند.

با همین مرور کوتاه بر نسل‌های گوناگون متوجه می‌شویم سیستم‌عامل‌ها از دستورهای ساده سطح ماشین تبدیل به سیستم‌هایی بسیار پیچیده شده‌اند که انبوهی از وظایف پیچیده و تعاملات کاربر را مدیریت می‌کنند. هر نسل بر فونداسیون و موفقیت‌های نسل قبلی سوار شده و توانایی‌های بالقوه تکنولوژی را به نمایش می‌گذارد.

جمع‌بندی و پاسخ به سوالات متداول پیرامون اینکه سیستم عامل چیست

با رشد چشمگیر و توقف‌ناپذیر تکنولوژی، بازار کار تغییراتی بزرگ به خود دیده و نیاز به سیستم‌عامل‌هایی بهینه و قدرتمند پیدا کرده است. به تبع همین موضوع، تاکنون شاهد عرضه ۵ نسل مختلف از سیستم‌عامل‌های گوناگون بوده‌ایم و انتظار می‌رود که در آینده نزدیک هم نسل ششم با اتکای گسترده بر هوش مصنوعی از راه برسد. با این اوصاف، شناخت مبانی کامپیوتر و اینکه سیستم عامل چیست و چطور کار می‌کند، دیگر تقریبا برای همه مردم ضروری شده است. در این مطلب تمام دانستی‌های ضروری را فرا گرفتید و در نهایت کار را با پاسخ دادن به چند سوال متداول به پایان می‌رسانیم.

در ساده‌ترین حالت، سیستم عامل چیست ؟

سیستم عامل یا Operating System کنترل تمام برنامه‌ها و تعاملات کاربر را روی دستگاه‌های گوناگون (کامپیوتر، گوشی و انبوهی دیوایس دیگر) برعهده دارد و دسترسی به رابط کاربری گرافیکی و بصری را آسان می‌کند.

مثالی از یک سیستم عامل چیست ؟

از مشهورترین سیستم‌عامل‌های امروزی می‌شود به اندروید، iOS، ویندوز، لینوکس و macOS اشاره کرد. سیستم‌عامل‌های امروزی روی گستره وسیعی از دستگاه‌ها اجرا می‌شوند و برای مثال می‌توان به کامپیوتر، گوشی، لوازم هوشمند خانگی و حتی اتومبیل‌های هوشمند اشاره کرد.

اهمیت سیستم عامل چیست ؟

سیستم عامل را می‌توان ضروری‌ترین نرم‌افزاری توصیف کرد که روی کامپیوتر به اجرا درمی‌آید. این نرم‌افزار مدیریت حافظه، عملیات‌ها، برنامه‌ها و سخت‌افزار را برعهده دارد و به شما اجازه می‌دهد بدون دانش فنی و درک زبان‌های برنامه‌نویسی، نیازهای خود را برآورده کنید.

منبع: MyGreatLearning

آموزش برنامه نویسی با کوئرا کالج
شایان ضیایی

اشتراک در
اطلاع از
guest

0 دیدگاه‌
بازخورد (Feedback) های اینلاین
View all comments