انظمة التشغيل operating system
البيانات والمعلومات •
مكونات الحاسب االلى •
دورة تنفيذ التعليمة •
التطور التاريخى لنظم التشغيل •
البيانات والمعلومات
Data and Information
• تعريف البيانات
مجموعة من الحقائق واالفكار التى تصف شيئا محددا
وتوجد على هيئة بيانات رمزية ( حروف / ارقام / رموز
خاصة ) او بيانات نمطية ( درجات الحرارة / موجات
صوتية ).
تعريف المعلومات
• هى الناتج من عمليات معالجة البيانات باستخدام الحاسب
االلى
عمليات المعالجة
تنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات •
ترتيب البيانات ليسهل استرجاعها •
جدولة البيانات وتجميع البيانات المتشابهة وتصنيفها •
ترميز البيانات الختصار الحجم •
تخزين البيانات السترجاعها الحقا •
تحويل البيانات من شكل الخر •
تعديل البيانات وحذفها واضافة بيانات جديدة •
الوحدات المطلوبة للقيام بعمليات المعالجة
وحدة المعالجة المركزية ( )central processing unit - CPU •
ذاكرة القراءة والكتابة () random access memory - RAM •
ذاكرة القراءة فقط ( )read only memory – ROM •
برمجيات نظام التشغيل •
البرنامج المستخدم •
وحدات االدخال واالخراج •
مكونات الحاسب االلى
• مجموعة من الوحدات االلكترونية ( )hardware
• مجموعة من البرمجيات ( )software
الوحدات االلكترونية
• وحدة المعالجة المركزية
• وحدة الذاكرة الرئيسية
• وحدات االدخال واالخراج
وحدة المعالجة المركزية
• تحديد عنوان التعليمة
• استدعاء التعليمة من
الذاكرة
• تحليل التعليمة لتحديد
نوعها
• ااستدعاء البيانات الالزمة
لتنفيذ التعليمة
وحدة التحكم
• اصدار اوامر لوحدة الحساب
Control unit
والمنطق لتنفيذ التعليمة
ذاكرة داخلية
Internal memory
وحدة الحساب والمنطق
Arithmetic logic unit
تنفيذ كافة العمليات المنطقية والحسابية تستخدم للقراءة والكتابة وتتكون من
على البيانات مجموعة من السجالت () records
تستخدم لحفظ البيانات
وحدة الذاكرة الرئيسية
وحدة التحكم سجل العنوان ذاكرة رئيسية
RAM
شيفرة التعليمة ومعامالتها
لتنفيذ التعليمة : سجل بيانات
• تحديد عنوان التعليمة فى الذاكرة
• تمرير شفرة التعليمة والبيانات الالزمة
الى وحدة المعالجة المركزية وحدة الحساب والمنطق
وحدات االدخال واالخراج
لوحة المفاتيح – keyboard •
وحدات التخزين المغناطيسية – disk drives •
الطابعة – printer •
الشاشة - screen •
البرمجيات
برمجيات نظم التشغيل : •
- برمجيات ادارة الذاكرة الرئيسية
- برمجيات ادارة وحدة المعالجة المركزية
- برمجيات ادارة عمليات االدخال واالخراج
- برمجيات ادارة المعلومات
- برمجيات المنفعة
البرامج التطبيقية •
حزم البرامج الجاهزة •
برمجيات نظم التشغيل
• تعريف نظام التشغيل.
مجموعة من البرمجيات الخاصة تعمل على ادارة كافة
معدات الحاسب االلى وذلك لضبط عملها والتحكم فى ادارتها
الستخدامها فى عمليات التنفيذ المختلفة وتحتل هذة
البرمجيات حيزا فى الذاكرة الرئيسية فى الحاسب االلى وقد
تخزن على اسطوانات ممغنطة.
أهمية نظم التشغيل
• تلعب نظم التشغيل دورا رئيسيا فى تحسين ادارة الحاسب
االلى وزيادة فعاليتة وذلك الن نظم التشغيل تعمل على ادارة
وحدات الحاسب االلى وادارة البيانات.
• تقوم نظم التشغيل بتوفير برمجيات خاصة وذلك الدارة
وحدات ادخال البيانات واستقبال النتائج وتخزينها ومعالجتها.
وظائف برمجيات ادارة الذاكرة الرئيسية
Memory management programs
• استدعاء البرامج القابلة للتنفيذ وحفظها مؤقتا فى الذاكرة
الرئيسية حتى تتم عملية التنفيذ ثم ترحيلها الى الموقع الذى
اتت منة.
• حل المشاكل الخاصة بالتحميل:
- توفير حيز كافى فى الذاكرة لتخزين البرنامج وبياناتة.
- تحميل البرنامج فى مناطق مختلفة فى الذاكرة.
- تحميل البرنامج كامال او جزء منة.
- تحميل اكثر من برنامج.
وظائف برمجيات ادارة وحدة المعالجة المركزية
processing management
• تنفيذ العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات وربطها
بالبرنامج المنفذ.
• توفير الية لربط العملية المراد تنفيذها فى الوقت المحدد
ولفترة زمنية محددة.
وظائف برمجيات ادارة عملية االدخال واالخراج
Input output operation management
• ربط المعالج بوحدات االدخال واالخراج.
• تحديد كيفية استقبال المعالج للبيانات.
• تحديد الطريقة المستخدمة فى االدخال واالخراج.
وظائف برمجيات ادارة المعلومات
Information management programs
تحديد كيفية تخزين الملفات على وحدات التخزين. •
تحديد كيفية الوصول الى هذة الملفات من خالل وحدات •
التخزين.
ايجاد الحيز المناسب لحفظ البيانات. •
تحديد مواقع الملفات من اجل الرجوع اليها. •
وظائف برامج المنفعة
utility programs
• برامج خاصة ينفذ كل منها مجموعة وظائف محددة ويختلف
عددها من نظام تشغيل الى اخر مثل :
- برامج الفرز
- المترجمات
مكونات نظم التشغيل
الذاكرة الرئيسية
Memory
manager
Processor Information وحدات تخزين
وحدة المعالج manager supervisor manager المعلومات
المركزى
I/O manager
وحدات االدخال واالخراج
البرامج التطبيقية
utility programs
• تكتب هذة البرامج من قبل المستخدم بأحدى اللغات العالية مثل البيسك
/ الكوبول/بسكال....)او متدنية المستوى مثل االسمبلى..
• تخضع هذة البرامج لمراحل مختلفة تنتهى بتحويل البرنامج المكتوب
الى برنامج تنفيذى. ومن هذة المراحل :
- مرحلة اعداد البرنامج
- مرحلة ترجمة البرنامج الى شفرة ثنائية
- مرحلة انشاء برنامج تنفيذى
- مرحلة تخزين البرنامج التنفيذى فى الذاكرة الرئيسية
حزم البرامج الجاهزة
packages
• برامج جاهزة يقوم المستخدم بتحميلهافى الذاكرة وتنفيذها عند
الحاجة ومن امثلة هذة البرامج :
- برنامج معالجة النصوص
- برامج معالجة الجداول االلكترونية
- برامج التصميم الهندسى
دورة تنفيذ البرنامج
Process life cycle
ادخال تعليمات البرنامج مرحلة تنفيذ مرحلة اكتمال
نتائج عمليات
Submit Run Complete
مرحلة عرض state state
state
مرحلة تعليق
مرحلة استعداد
Hold ادخال بيانات
Ready Wait
state state
state
مرحلة انتظار
تخزين البرنامج على وسائط انتقال البرنامج الى الذاكرة بيانات من وحدات
التخزين الرئيسية االدخال واالخراج
التطور التاريخى لنظم التشغيل
من حيث التجهيزات البرمجية من حيث التركيب من حيث الوظيفة
التطور التاريخى لنظم التشغيل
من حيث الوظيفة
لم يكن بأستطاعة الحاسبات فى اول عهدها بتخزين الكم
الهائل من المعلومات فكانت اقل بكثير من امكانيات التخزين
المتوفرة االن وبالتالى فأن كم العمليات المنفذة اقل كثيرا من
المتاحة االن.
التطور التاريخى لنظم التشغيل
من حيث التركيب
بدأت الحاسبات بالصمامات المفرغة ثم الترانزستورات
وبعد ذلك بالدوائر المتكاملة ( )integrated circuits
ومن الشرائح الصغيرة ( )micro chipsوبالتالى اصبحت
الحاسبات الحالية صغيرة الحجم جدا.
التطور التاريخى لنظم التشغيل
من حيث التجهيزات البرمجية
• حدث تطور هائل على البرمجيات خاصة برمجيات نظم التشغيل حيث مرت برمجيات نظم التشغيل
بالمراحل التالية :
- فى عام 0591 ظهر اول نظام تشغيل بنظام معالجة العمل الواحد ( .) job by job processing
- فى عام 5591 ظهر نظام المعالجة الحزمية المبكر( .) early patch processing
- فى عام 0691 بدأت تطورات عديدة على وسائط التخزين وتطور على الذاكرة الرئيسية وبالتالى حدث
تطور فى نظم التشغيل بحيث يكون قادر على التعامل مع اكثر من برنامج فى نفس الوقت
( .) multiplying programming
- فى عام 2791 حدث ثورة هائلة فى تصنيع الذاكرة المساندة واصبحت جزء من الذاكرة الرئيسية وعرفت
بالذاكرة الفعالة ( .) virtual memory
وحدث ايضا تطور هائل على وحدات االدخال واالخراج بحيث يمكن ان تخدم اكثر من مستخدم فى نفس
الوقت( . ) virtual I/O devices
- فى االعوام التالية حدث تطورات هائلة وسريعة فى نظم التشغيل حيث اصبح كل حاسب يملك نظام تشغيل
خاص بة وعلى درجة عالية من التطور.
- من انظمة التشغيل المشهورة :
MS DOS – PRIMOS - CP/M – UNIX