ما در این مقاله به بررسی این که سیستم عامل دقیقاً چیست و اهداف سیستم عامل شامل چه مواردی است می پردازیم. سیستم عامل یکی از مباحث دوره آموزش ICDL است که در دوره آموزشی مذکور بدان پرداخته شده است. حال در این مقاله به این موضوع می پردازیم.
سیستم عامل چه کاری انجام می دهد؟
کاربران یک سیستم یا دستگاه کامپیوتری با سخت افزار سیستم ارتباط برقرار می کنند. اما این ارتباط نمی‌تواند مستقیم باشد، یعنی کاربر نمی‌تواند مستقیماً دستورالعمل‌هایی را به سخت‌افزار بدهد تا عملیات‌های مختلف را انجام دهد، زیرا ارسال دستور کاربر به زبان ماشینی که می خواهد با آن کار کند برای کاربر بسیار دشوار است برای مثال شما زبان آلمانی را بلد نیستید و با شخصی آلمانی می خواهید در 24 ساعت روز، به زبان آلمانی صحبت کنید! در نتیجه با مشکل رو به رو می شوید.
مشکل دیگر این است که، در یک زمان خاص، کاربر می‌خواهد تعدادی کار را انجام دهد، اما استفاده کارآمد از سخت‌افزار برای کاربر کار دشواری خواهد بود. بنابراین، ما به نوعی چیز میانی نیاز داریم که در مثال زبان آلمانی، یک مترجم این واسطه خواهد بود. که بتواند به ما در دسترسی کارآمد به اجزای سخت افزاری سیستم کمک کند. بنابراین، در اینجا نقش یک سیستم عامل به میان می آید. این یکی از اهداف سیستم عامل است.
سیستم عامل نرم افزاری است که به عنوان یک واسطه بین سخت افزار و کاربر عمل می کند. این یک نوع مدیر منابع است که هم منابع سخت افزاری و هم منابع نرم افزاری یک سیستم را مدیریت می کند.
ممکن است منابع مختلفی در سیستم وجود داشته باشد و مدیریت دستی آن کار بسیار دشواری است. بنابراین، ما از سیستم عامل برای مدیریت تمام منابع موجود در سیستم استفاده می کنیم.
به غیر از مدیریت منابع، کار دیگری که سیستم عامل انجام می دهد این است که بستری را فراهم می کند که برنامه های کاربردی دیگر را می توان منتشر و استفاده کرد.
| جهت کار بعد از مهارت آموزی به شهر کار مراجعه نمایید. |
اهداف سیستم عامل
دو نوع هدف برای یک سیستم عامل وجود دارد که عبارتند از: اهداف اولیه و هدف ثانویه.
هدف اولیه
هدف اولیه یک سیستم عامل ارائه یک محیط کاربر پسند و راحت است. می دانیم که استفاده از سیستم عامل اجباری نیست، اما وقتی کاربر مجبور است تمام برنامه ریزی فرآیند را انجام دهد، کار سخت تر می شود و تبدیل کد کاربر به کد ماشین نیز بسیار دشوار است. بنابراین، ما از یک سیستم عامل استفاده می کنیم تا به عنوان یک واسطه بین ما و سخت افزار عمل کند. تنها کاری که باید انجام دهید این است که دستوراتی را به سیستم عامل بدهید و سیستم عامل بقیه کارها را برای شما انجام خواهد داد. بنابراین، سیستم عامل باید برای استفاده راحت باشد.
هدف ثانویه
هدف ثانویه یک سیستم عامل، کارایی است. سیستم عامل باید تمام مدیریت منابع را به گونه ای انجام دهد که منابع به طور کامل مورد استفاده قرار گیرند و اگر درخواستی برای آن منبع در آن لحظه وجود داشته باشد، هیچ منبعی نباید بیکار بماند.
بنابراین، برای دستیابی به اهداف اولیه و ثانویه فوق، سیستم عامل تعدادی عملکرد را انجام می دهد. بیایید آنها را ببینیم.
عملکرد سیستم عامل شامل چه مواردی است؟
برای دستیابی به اهداف سیستم عامل، سیستم عامل تعدادی عملکرد را انجام می دهد. این عملکردها شامل موارد زیر هستند:
مدیریت فرآیند:
برای رسید به اهداف سیستم عامل، در یک لحظه خاص، CPU(پردازنده مرکزی) ممکن است تعدادی فرآیند داشته باشد که آماده اجرا هستند. اما در یک زمان، تنها یک فرآیند می تواند توسط یک پردازنده پردازش شود. بنابراین، CPU باید نوعی الگوریتم را اعمال کند که بتوان از آن برای دسترسی یکنواخت و کارآمد به منابع توسط فرآیندها استفاده کرد. CPU نباید تنها به یک فرآیند اولویت دهد و باید مطمئن شود که هر فرآیندی که آماده اجراست، اجرا می شود. برخی از الگوریتم های زمان بندی CPU عبارتند از First Come First Serve، Round Robin، Shortest Job First، Priority Scheduling و غیره.
| مطلب پیشنهادی : آموزش نصب پایتون در ویندوز |
مدیریت حافظه:
برای اجرای یک فرآیند، کل فرآیند در حافظه اصلی قرار می گیرد و فرآیند اجرا می شود و پس از اجرای فرآیند، حافظه آزاد می شود و می توان از آن حافظه برای سایر فرآیندها استفاده کرد. بنابراین، این از اهداف سیستم عامل است که با تخصیص حافظه برای فرآیند، حافظه را مدیریت کند.
مدیریت دستگاه ورودی/خروجی:
دستگاه های ورودی/خروجی مختلفی در یک سیستم وجود دارند. فرآیندهای مختلف نیاز به دسترسی به این منابع دارند و فرآیند نباید مستقیماً به این دستگاه ها دسترسی داشته باشد. بنابراین، این وظیفه سیستم عامل است که اجازه استفاده از دستگاه های I/O را توسط فرآیندهای مختلفی که به این منابع نیاز دارند، بدهد تا به اهداف سیستم عامل رسید.
مدیریت فایل:
فایل ها، پوشه ها و سیستم دایرکتوری مختلفی در یک کامپیوتر خاص وجود دارد. همه اینها توسط سیستم عامل کامپیوتر نگهداری و مدیریت می شوند. تمام این اطلاعات مربوط به فایل ها با استفاده از جدول تخصیص فایل یا FAT نگهداری می شوند. بنابراین، تمام جزئیات مربوط به فایل مانند نام فایل، اندازه فایل، نوع فایل و غیره در جدول تخصیص فایل ذخیره می شود. این یکی دیگر از اهداف سیستم عامل است که مطمئن شود فایل ها با دسترسی غیرمجاز باز نشوند.
حافظه مجازی:
زمانی که اندازه برنامه بزرگتر از حافظه اصلی است، یکی دیگر از اهداف سیستم عامل این است که فقط صفحاتی که اغلب استفاده می شود را در حافظه اصلی بارگذاری کند. این حافظه مجازی نامیده می شود.
