أهداف التعلم

• أن يعرّف الطالب مفهوم نظام التشغيل.
• أن يذكر الطالب الوظائف الأساسية لنظام التشغيل.
• أن يميّز الطالب بين أشهر أنظمة التشغيل للحواسيب والهواتف.
• أن يوضّح الطالب الفرق بين واجهة المستخدم الرسومية وسطر الأوامر.
• أن يطبّق الطالب بعض العمليات الأساسية على نظام تشغيل الحاسوب.

شرح الدرس

مفهوم نظام التشغيل

نظام التشغيل (Operating System - OS) هو البرنامج الأساسي الذي يُشغَّل أولًا بمجرد تشغيل أي جهاز حاسوب أو هاتف ذكي، ويعمل كوسيط بين المستخدم ومكونات الجهاز المادية (Hardware)، وبين المستخدم والبرامج الأخرى (Software). فبدون نظام تشغيل، يبقى الحاسوب مجرد قطع إلكترونية غير قادرة على تنفيذ أي مهمة مفيدة، إذ إن نظام التشغيل هو الذي يفهم أوامر المستخدم ويترجمها إلى تعليمات ينفذها الجهاز.

الوظائف الأساسية لنظام التشغيل

1. إدارة المعالج (CPU): يوزّع نظام التشغيل وقت المعالج بين البرامج المختلفة العاملة في نفس الوقت، بحيث يشعر المستخدم أن كل البرامج تعمل في آنٍ واحد.
2. إدارة الذاكرة: يحدد نظام التشغيل أي البرامج تحتاج إلى مساحة في الذاكرة العشوائية (RAM) في كل لحظة، ويحرر هذه المساحة عند إغلاق البرنامج.
3. إدارة الملفات: ينظّم نظام التشغيل حفظ الملفات والمجلدات على وحدات التخزين، ويتيح للمستخدم إنشاءها ونسخها ونقلها وحذفها بسهولة.
4. إدارة الأجهزة الطرفية: يتحكم نظام التشغيل في التواصل مع الطابعة والماوس ولوحة المفاتيح والشاشة وأي جهاز آخر متصل بالحاسوب.
5. توفير واجهة المستخدم: يقدّم نظام التشغيل الشكل الذي يتعامل من خلاله المستخدم مع الجهاز، سواء كانت واجهة رسومية بالأيقونات أو واجهة نصية بالأوامر.
6. الأمان وإدارة الحسابات: يتيح نظام التشغيل إنشاء حسابات مستخدمين متعددة بصلاحيات مختلفة، وحماية الجهاز بكلمة مرور.

أشهر أنظمة التشغيل

أنظمة تشغيل الحواسيب:

• Windows: من أكثر أنظمة التشغيل انتشارًا على الحواسيب الشخصية، تنتجه شركة Microsoft.
• macOS: نظام التشغيل الخاص بأجهزة حاسوب Mac التي تنتجها شركة Apple.
• Linux: نظام تشغيل مفتوح المصدر يستخدمه كثير من المبرمجين والخوادم لمرونته وأمانه العاليين.

أنظمة تشغيل الهواتف الذكية:

• Android: نظام تشغيل تطوّره شركة Google، ويعمل على أجهزة من شركات متعددة.
• iOS: نظام التشغيل الخاص بهواتف iPhone التي تنتجها شركة Apple.

واجهة المستخدم الرسومية مقابل سطر الأوامر

• الواجهة الرسومية (Graphical User Interface - GUI): تعتمد على الأيقونات والنوافذ والقوائم التي يتفاعل معها المستخدم بالماوس أو اللمس، وهي الشائعة في أنظمة التشغيل الحديثة لسهولة استخدامها لغير المتخصصين.
• سطر الأوامر (Command Line Interface - CLI): يتطلب من المستخدم كتابة أوامر نصية دقيقة لتنفيذ المهام، وتستخدمه غالبًا فئة المبرمجين والمتخصصين لأنه يمنحهم تحكمًا أدق وأسرع في بعض الأحيان، رغم صعوبته على المبتدئين.

عمليات أساسية يقوم بها نظام التشغيل يوميًّا

عندما يفتح المستخدم برنامجًا، يقوم نظام التشغيل بتحميله من وحدة التخزين إلى الذاكرة العشوائية، ثم يخصص له جزءًا من وقت المعالج لتنفيذ أوامره. ومن خلال أداة “إدارة المهام” (Task Manager) في نظام Windows مثلًا، يمكن للمستخدم مراقبة البرامج التي تعمل حاليًّا، ومعرفة كمية الذاكرة والمعالج التي يستهلكها كل برنامج، وإغلاق أي برنامج متوقف عن الاستجابة دون الحاجة لإعادة تشغيل الجهاز بالكامل.

أهمية تحديث نظام التشغيل

تصدر الشركات المنتجة لأنظمة التشغيل تحديثات دورية تهدف إلى إصلاح الثغرات الأمنية، وتحسين الأداء، وإضافة مزايا جديدة. لذلك من الضروري تفعيل التحديثات التلقائية أو التحقق من وجود تحديثات بشكل دوري، لأن تجاهلها قد يجعل الجهاز عرضة لهجمات إلكترونية تستغل ثغرات قديمة لم تُعالج بعد.

أسئلة للتدريب

1. عرّف مفهوم نظام التشغيل.
2. اذكر ثلاثًا من الوظائف الأساسية لنظام التشغيل.
3. اذكر مثالين لأنظمة تشغيل الحواسيب ومثالين لأنظمة تشغيل الهواتف.
4. وضّح الفرق بين الواجهة الرسومية وسطر الأوامر.
5. لماذا يُعد تحديث نظام التشغيل بانتظام أمرًا مهمًّا؟