سیستم عامل چیست؟

سیستم عامل کامپیوتر

سیستم عامل به انگلیسی Operating System نام دارد و به اختصار OS خطاب می شود. سیستم عامل نرم افزاری است که بخش های سخت افزاری و نرم افزاری کامپیوتر را کنترل کرده و خدمات مشترکی را به برنامه های کامپیوتری ارائه می کند. به عبارتی سیستم عامل سیستمی نرم افزاری است که سخت افزار کامپیوتر و منابع نرم افزار را مدیریت می کند و خدمات رایج و مشترکی را برای برنامه های کامپیوتری فراهم می سازد. از جمله ویژگی های مشترک سیستم عامل های مختلف می توان به مدیریت پردازش ها، وقفه، مدیریت حافظه، سیستم فایل، درایورهای دستگاه ها، شبکه، امنیت و ورودی/خروجی اشاره کرد.

سیستم عامل برنامه ای است که پس از بارگذاری اولیه در کامپیوتر به وسیله یک برنامه راه انداز، تمام برنامه های کاربردی دیگر در یک کامپیوتر را مدیریت می کند. برنامه های نرم افزاری به وسیله ارسال درخواست برای دریافت خدمات از طریق یک رابط برنامه کاربردی (API) از سیستم عامل استفاده می کنند. علاوه بر این، کاربران می توانند از طریق رابط کاربری (رابط خط فرمان یا رابط گرافیکی) مستقیماً با سیستم عامل تعامل داشته باشند.

روش های مختلفی برای دسته بندی انواع سیستم عامل می تواند وجود داشته باشد و از رویکردها و جنبه های مختلفی می توان انواع سیستم عامل را دسته بندی کرد. مثلاً بر اساس نوع کاربرد، پلتفرم مورد استفاده، نوع رابط کاربری و سایر موارد می توان انواع سیستم عامل را در گروه های مختلف طبقه بندی کرد.

• سیستم عامل های تک وظیفه ای و چند وظیفه ای
• سیستم عامل های تک کاربره و چند کاربره
• سیستم عامل های توزیعی
• سیستم عامل های قالب بندی شده
• سیستم عامل های تعبیه شده
• سیستم عامل های بلادرنگ
• سیستم عامل های کتابخانه ای
• سیستم عامل های دسته ای
• سیستم عامل های چند پردازنده ای
• سیستم عامل های شبکه
• سیستم عامل های موبایل

سیستم عامل وظیفه شناسایی، پیکربندی و تجهیز کردن برنامه های کاربردی با دسترسی مشترک به دستگاه های سخت افزاری زیربنایی را برعهده دارد. در اصل سیستم عامل سه کارکرد اصلی دارد:

• مدیریت منابع کامپیوتر از قبیل واحد پردازنده مرکزی، حافظه، دیسک درایوها و پرینترها
• ایجاد یک رابط کاربری
• اجرا و فراهم سازی خدمات برای نرم افزارهای کاربردی

اجزای سیستم عامل همگی برای این هدف ایجاد می شوند که بخش های مختلف کامپیوتر به طور هماهنگ با یکدیگر کار کنند. همه نرم افزارهای کاربران باید برای استفاده از هر کدام از سخت افزارهای کامپیوتر از سیستم عامل عبور کنند. چه مواردی ساده مثل ماوس یا صفحه کلید و چه موارد پیچیده ای مثل یک جزء اینترنتی، همگی تحت مدیریت سیستم عامل هستند.

امنیت یک کامپیوتر بستگی به این مسئله دارد که تعدادی از فناوری ها در کنار هم به درستی کار کنند. یک سیستم عامل مُدرن و امروزی دسترسی به تعدادی از منابعی را فراهم می کند که برای نرم افزارهای در حال اجرا روی سیستم و برای دستگاه های خارجی مثل شبکه ها از طریق هسته سیستم عامل در دسترس هستند. سیستم عامل باید قابلیت تشخیص میان درخواست های مجاز برای پردازش را با سایر درخواست هایی داشته باشد که نباید پردازش شوند.

هر کامپیوتری که باید به وسیله یک شخص راهبری شود، نیازمند رابط کاربری (User Interface) است. به رابط کاربری در سیستم عامل معمولاً پوسته (Shell) می گویند. اگر لازم باشد تعامل با انسان پشتیبانی شود، وجود پوسته در سیستم عامل ضروری است. به وسیله رابط کاربری می توان ساختار دایرکتوری را مشاهده کرد و از سیستم عامل خدماتی را خواست که برای درخواست آنها داده ها از دستگاه های سخت افزاری ورودی مثل صفحه کلید و ماوس وارد می شوند. با استفاده از رابط کاربری می توان خدمات سیستم عامل را درخواست کرد تا مثلاً پاسخ ها، پیام های وضعیت و مواردی از این دست در دستگاه های خروجی نظیر مانیتور یا پرینتر نمایش داده شوند. از دیرباز دو شکل رایج و پراستفاده رابط کاربری رابط خط فرمان (Command Line Interface) و رابط کاربری گرافیکی (Graphical User Interface) بوده است. در رابط خط فرمان دستورات کامپیوتر خط به خط توسط کاربر وارد می شوند و در واسط گرفایکی یک محیط بصری وجود دارد که کاربر می تواند با آن تعامل داشته باشد.

مایکروسافت ویندوز سیستم عامل غالب و فراگیر همه منظوره ای به حساب می آید که سهم بازار آن در حدود ۷۶٫۴۵ درصد تخمین زده می شود. سیستم عامل مک که توسط شرکت اپل ساخته شده است، با سهم ۱۷٫۷۲ درصدی در جایگاه دوم قرار دارد. گونه های مختلف سیستم عامل لینوکس نیز در رتبه سوم قرار می گیرند و دارای سهمی معادل ۱٫۷۳ درصد هستند. در بخش دستگاه های همراه یا همان موبایل که گوشی های موبایل و تبلت ها را شامل می شوند، سیستم عامل اندروید با سهم بازار ۷۲ درصدی در سال ۱۴۰۰ رتبه اول را به خود اختصاص داده است. براساس داده های مربوط به سال ۲۰۱۶، سهم گوشی های هوشمند اندرویدی ۸۷٫۵ درصد بوده و ۱۰٫۳ درصد در سال رشد داشته است. این در حالی است که سیستم عامل iOS شرکت اپل دارای سهم ۱۲٫۱ از بازار سیستم عامل های موبایل بوده و این سهم سالانه ۵.۲ درصد کاهش داشته است. سایر سیستم های عامل موبایلی هم تنها سهمی در حدود ۰.۳ درصد داشته اند.