سیستم عامل

سیستم عامل یا سامانهٔ عامل[ ۱] ( به انگلیسی: operating system ) یا به کوتاهی اُاِس ( OS ) ، نرم افزار سیستمی ای است که مدیریت منابع رایانه را به عهده گرفته و بستری را فراهم می سازد که نرم افزار کاربردی اجرا شده و از خدمات آن استفاده کنند. سیستم عامل جزو ضروری ترین نرم افزارهای یک سیستم رایانه ای است. سیستم عامل خدماتی به برنامه های کاربردی و کاربر ارائه می دهد. برنامه های کاربردی یا از طریق واسط های برنامه نویسی کاربردی[ یادداشت ۱] یا از طرق فراخوانی های سیستم به این خدمات دسترسی دارند. با فراخوانی این واسط ها، برنامه های کاربردی می توانند سرویسی را از سیستم عامل درخواست کنند، پارامترها را انتقال دهند، و پاسخ عملیات را دریافت کنند. ممکن است کاربران با بعضی انواع واسط ( رابط ) کاربری نرم افزار مثل واسط خط فرمان یک واسط گرافیکی کاربر با سیستم عامل تعامل کنند. برای رایانه های دستی و رومیزی، عموماً واسط کاربری به عنوان بخشی از سیستم عامل در نظر گرفته می شود. در سیستم های بزرگ و چند کاربره مثل یونیکس و سیستم های شبیه یونیکس، واسط کاربری معمولاً به عنوان یک برنامهٔ کاربردی که خارج از سیستم عامل اجرا می شود پیاده سازی می شود. نمونه هایی از محبوب ترین سیستم عامل های نوین شامل: اندروید، ویندوز، آی او اس، مک اواس، لینوکس، کروم اواس، ویندوز فون، بی اس دی، کیوان اکس، و زد/اواس می باشند.
یک سیستم تک کاره تنها می تواند یک برنامه را به طور همزمان اجرا کند، در حالی که یک سیستم عامل چندمنظوره اجازه می دهد تا بیش از یک برنامه به طور همزمان اجرا شود. این با به اشتراک گذاری زمان حاصل می شود، که در آن زمان پردازندهٔ موجود بین چندین فرایند تقسیم می شود. این فرایندها هر یک به طور مکرر در برش های زمانی توسط یک زیر سیستم برنامه ریزی کار سیستم عامل قطع می شوند. چند وظیفه ای ممکن است در انواع پیشگیرانه و تعاونی مشخص شود. در چند وظیفه ای پیشگیرانه، سیستم عامل زمان CPU را قطع می کند و شکافی را به هر یک از برنامه ها اختصاص می دهد. سیستم عامل های یونیکس مانند، مانند Solaris, Linux و همچنین غیر Unix مانند مانند AmigaOS، از وظیفه های پیشگویی کننده پشتیبانی می کنند. چند وظیفهٔ تعاونی با تکیه بر هر فرایند به دست می آید تا زمان دیگری را برای سایر فرایندها به صورت تعریف شده فراهم کند. نسخه های ۱۶ بیتی مایکروسافت ویندوز از چندکاره تعاونی استفاده می کردند. نسخه های ۳۲ بیتی ویندوز NT و Win9x از وظایف پیشگیرانه استفاده می کنند.

سیستم عامل (operating system)
برنامۀ اصلی کنترل کنندۀ رایانه. سیستم عامل سه وظیفه اساسی دارد: هماهنگ سازیو مدیریت سخت افزار رایانه (مثل حافظه، چاپگرها، دیسک ها، صفحه کلید، ماوس و صفحه نمایش)، سازماندهی فایل ها بر روی رسانه های ذخیره سازی (مثل فلاپی دیسک ها، دیسک های سخت و دیسک های فشرده)، مدیریت مشکلات، خطاهای سخت افزاری و حفظ داده ها. سیستم عامل اجرای پردازش های رایانه، مثل اجرای برنامه واژه پرداز یا گرفتن اطلاعات از حافظه را کنترل و مدیریت می کند. یکی از مهم ترین اعمال سیستم عامل، تفسیر فرمان هاست که کاربر از طریق آنها با رایانه تعامل دارد. مفسر فرمان در سیستم عامل ممکن است متنی باشد، که کاربر مجبور است فرمان ها را مستقیماً تایپ کند و یا ممکن است گرافیکی باشد که کاربر می تواند با انتخاب کردن وکلیک کردن آیکون ها دستورات لازم را به رایانه بدهد. سیستم عامل ها یا تک وظیفه ای اند و یا چندوظیفه ای اند. در سیستم عامل های تک وظیفه ای تنها یک پردازش در هر لحظه اجرا می شود. مثلاً اگر رایانه در حال چاپ کردن یک نوشته است، تا وقتی که عمل چاپ تمام نشود، نمی تواند پردازش دیگری را شروع کند یا به فرمان ها پاسخ دهد. تمام سیستم عامل های جدید چند وظیفه ای اند و می توانند چند پردازش را همزمان انجام دهند. البته اکثر رایانه ها فقط یک واحد پردازش مرکزی دارند و سیستم عامل های چندوظیفه ای طوری عمل می کنند که کاربر تصور می کند چند پردازش همزمان انجام می شود. این کار اغلب از طریق تکنیک time-slice انجام می شود که طی آن سیستم عامل به هریک از پردازش های در حال اجرا بخشی از زمان پردازنده را تخصیص می دهد. یکی دیگر از قابلیت های سیستم عامل های جدید استفاده از حافظه مجازی برای برنامه هایی است که نیاز به حجم حافظه بالایی دارند. سیستم های عاملی که اغلب در رایانه های شخصی به کار می روند عبارت اند از یونیکس، OS مکینتاش، لینوکس و ویندوز. سیستم عامل یونیکس بیشتر در محیط های دانشگاهی به کار می رود. محبوبیت یونیکس بیشتر به خاطر گستردگی شبکه اینترنت است که اغلب نرم افزارهای آن از ابتدا برای کار روی سیستم عامل های یونیکس طراحی شده بودند. یونیکس انواع مختلفی دارد ازجمله: SunOS، Xenix و لینوکس. سیستم عامل های ویندوز و OS مکینتاش به سبب سادگی و داشتن رابط کاربر گرافیکی، بیشتر در بین عموم مردم متداول اند. در سال های اخیر نوعی از سیستم عامل ابداع شده است که به آن سیستم عامل توزیع شده می گویند. این نوع از سیستم عامل برای کنترل مجموعه ای از رایانه های متصل به هم ولی مستقل که در منابع مختلف مثل دیسک های سخت با هم مشترک اند، طراحی شده است. در یک سیستم عامل توزیع شده، یک پردازش می تواند روی هریک از رایانه های شبکه اجرا شود. در سیستم های توزیع شده، انجام اعمال اساسی سیستم عامل بسیار دشوارتر و پیچیده تر است. جایگزین کردن صفحه کلید و ماوس با رابط های تشخیص گفتار و تشخیص دست خط شاخه دیگری از تحقیقات سیستم عامل است که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است.