מערכת הפעלה: למי היא מיועדת, רכיבים, סוגים, דוגמאות - טֶכנוֹלוֹגִיָה - 2025

מערכת ההפעלה היא תוכנית יזום כדי להתמודד עם המרכיבים העיקריים בהפעלת מערכת מחשב, כגון הנפקת פקודות התקני החומרה השונים והקצאת משאבי מערכת, כגון זיכרון ראשי, ליישומים שונים שפועלים.

זו תוכנה הנדרשת להפעלת כל תוכניות היישום ושגרות השירות. בנוסף, זה עובד כגשר לאינטראקציה טובה יותר בין תוכנות יישומים לחומרת מחשב.

מקור: pixabay.com

מערכת ההפעלה מורכבת מתוכנת המערכת, שהן התוכנות הבסיסיות שהמחשב זקוק להן כדי להפעיל ולתפקד. כל שולחן עבודה, טאבלט וסמארטפון כוללים מערכת הפעלה המספקת פונקציונליות בסיסית במכשירים.

מטרתה העיקרית היא להפוך את מערכת המחשבים לנוחה לשימוש, כמו גם לנצל את החומרה בצורה יעילה. מערכת ההפעלה מבצעת משימות בסיסיות כמו קבלת קלט מקלדת, הוראות עיבוד ושליחת הפלט למסך.

בשביל מה מיועדת מערכת הפעלה?

שליטה שליטה

מערכת ההפעלה היא התוכנית המשמשת כבקרת הראשי של המחשב. כאשר היא מופעלת, תוכנית אתחול קטנה היא זו שטעינה אותה.

למרות שניתן לטעון מודולי מערכת נוספים לפי הצורך, החלק העיקרי המכונה הגרעין או הגרעין בכל עת שוכן בזיכרון.

עם הצגת המחשבים לראשונה, המשתמש היה איתם באינטראקציה באמצעות ממשק שורת פקודה, מה שדרש פקודות בכתב. נכון לעכשיו, כמעט כל המחשבים משתמשים במערכת הפעלה של ממשק משתמש (ממשק משתמש גרפי), וזה הרבה יותר קל לשימוש ותפעול.

עבור מערכות גדולות הוא ממלא אחריות חשובה. הוא מתנהג כמו שוטר תנועה, ודואג שתוכניות שונות הפועלות בו זמנית לא יפריעו זו לזו.

מערכת ההפעלה אחראית גם על האבטחה, ומבטיחה שמשתמשים לא מורשים לא יוכלו לגשת למערכת.

מתווך בין משתמש לחומרה

במערכת מחשבים החומרה יכולה להבין רק את קוד המכונה, בצורה 0 ו- 1, דבר שאינו הגיוני למשתמש משותף.

אתה זקוק למערכת שיכולה לפעול כמתווכת ולנהל את כל התהליכים והמשאבים הקיימים במערכת.

ניתן לציין מערכת הפעלה כממשק בין אדם לחומרה. זה ערב כי כל התהליכים מבוצעים, הטיפול בקבצים וב- CPU, הקצאת משאבים ומשימות רבות אחרות.

מכיוון שמערכת ההפעלה פועלת בעיקר כממשק המשתמש של מחשב, היא ממלאת תפקיד משמעותי באופן ההתקשרות עם המכשיר. לכן משתמשים רבים מעדיפים להשתמש במערכת הפעלה מסוימת.

הפעל יישומים

כאשר מפתחי תוכנה יוצרים אפליקציות, עליהם לכתוב אותם עבור מערכת הפעלה ספציפית. הסיבה לכך היא שכל מערכת הפעלה מתקשרת עם חומרה בצורה שונה ויש לה ממשק תוכנית יישום ספציפי (API) עליו צריך המתכנת להשתמש.

למרות שתוכנות פופולריות רבות הן פלטפורמות חוצות, שפותחו עבור מערכות הפעלה מרובות, חלקן זמינות רק עבור מערכת הפעלה יחידה.

התוכניות מתקשרות עם מערכת ההפעלה כדי שתוכל לבצע את כל הפעולות שקשורות לניהול קבצים וממשק המשתמש.

יעדים

מטרת מערכת הפעלה היא לשלוט ולארגן חומרה ותוכנה כך שהמכשיר בו הוא מתארח עובד כראוי.

- הסתר פרטים על משאבי חומרה מהמשתמשים.

- הפוך את מערכת המחשב לנוחה לשימוש ביעילות.

- ניהול המשאבים של מערכת מחשבים.

- לספק למשתמשים ממשק נוח לשימוש במערכת המחשבים.

- מספק חילופי משאבים יעילים והוגנים בין משתמשים לתוכנות.

- עקוב אחר מי שמשתמש באיזה משאב, מאשר בקשות משאבים ומתערב בבקשות סותרות מתוכניות ומשתמשים שונים.

רכיבי מערכת הפעלה

Windows, Linux ו- iOS

כל המרכיבים קיימים כדי שהחלקים השונים במערכת המחשבים יעבדו יחד.

הליבה

הוא מספק אחת מרמות השליטה הבסיסיות ביותר בכל התקני החומרה של המחשב. הגרעין הוא המרכיב המרכזי במערכת הפעלה. הוא נטען בתחילה ונשאר בזיכרון הראשי.

נהל את הנגישות של זיכרון RAM לתוכניות, קבע לאילו תוכניות יש גישה למשאבים. זה מיישם את מצבי ההפעלה של ה- CPU להפעלה מיטבית בכל עת.

מודול ביצוע תהליכים

מערכת ההפעלה מספקת ממשק בין תוכנית יישום לחומרה, כך שתוכנת היישום יכולה להתחבר לחומרה על ידי ביצוע העקרונות והנהלים המוגדרים במערכת ההפעלה.

מודול הפרעות

הפרעות הן חיוניות מכיוון שהן מספקות שיטה אמינה למערכת ההפעלה להגיב לסביבתה.

הפרעה היא איתות ממכשיר המחובר למחשב, או מתוכנית בתוך המחשב, שצריכה את מערכת ההפעלה כדי לקבוע בדיוק מה לעשות הלאה.

עם קבלת הפרעה, המחשב מעכב כל תוכנית ריצה בהמתנה, שומר את מצבה ומבצע את קוד מערכת ההפעלה המשויך להפרעה.

מודול לניהול זיכרון

הוא אחראי על כל תחומי ניהול הזיכרון. זה מבטיח כי תוכנית אינה מתנגשת עם הזיכרון שמשמש תוכנה אחרת.

מודול רב משימות

מתאר את פעולתן של מספר תוכניות עצמאיות באותו מחשב. למערכת ההפעלה יכולת לראות היכן נמצאות תוכנות אלה ולעבור מאחת לשניה מבלי לאבד מידע.

זה נעשה באמצעות שיתוף זמן, כאשר כל תוכנית משתמשת בחלק מזמן המחשב להפעלה.

מודול אבטחה

אם מחשב מאפשר הפעלה בו זמנית של מספר תהליכים, תהליכים אלה חייבים להבטיח את הפעילות של כל אחד מהם.

מערכת ההפעלה חייבת להיות מסוגלת להבדיל בין הבקשות שיש לאפשר לעבד לבין אלה שאסור לטפל בהן.

מודול ממשק משתמש

אחדות זו חיונית כדי שהתקשורת האנושית תהיה ברת ביצוע. הוא מאמת ומבקש שירותים ממערכת ההפעלה, קבלת מידע ממכשירי הקלט ודורש ששירותי מערכת ההפעלה יציגו הודעות מצב ואחרים במכשירי הפלט.

מודול לניהול נתונים

עוקב אחר נתונים כאשר הם מאוחסנים. התוכנית מנהלת את הנתונים באמצעות שם קובץ והמיקום הספציפי שלהם. כונן זה יודע היכן נתונים מאוחסנים פיזית בכונן הקשיח.

האינטראקציה בין אפליקציה למערכת ההפעלה נעשית באמצעות ממשק תכנות. כאשר תוכנית צריכה לשמור או לאחזר מידע, היא קוראת ליחידה זו, האחראית על פתיחה, קריאה, כתיבה וסגירת הקבצים.

סוגי מערכות הפעלה

מערכת הפעלה בזמן אמת (RTOS)

הם משמשים לבקרת מערכות תעשייתיות, מכשירים מדעיים ומכונות. למערכת הפעלה מסוג זה אין כמעט שום יכולת ממשק משתמש, מכיוון שהמערכת היא תיבה אטומה בזמן המסירה.

מערכת מסוג זה משמשת בעיקר לניהול משאבי מחשב באופן כזה שפעולה מסוימת מבוצעת באותו פרק זמן בדיוק בכל פעם שהיא מתרחשת.

משתמש אחד, משימה אחת

מערכת מסוג זה מפעילה ציוד מחשב באופן כזה שאדם אחד יכול לבצע עבודה אחת בלבד בו זמנית.

מערכת פאלם שייכת לסוג זה, המשמשת למחשבי כף יד מאותו מותג.

משתמש אחד, ריבוי משימות

זה זה שמשמש כיום במחשבים שולחניים. Windows היא מערכת הפעלה בה תוכלו להפעיל יישומים מרובים בו זמנית.

כלומר, אדם עשוי להקליד טקסט במעבד תמלילים בזמן הדפסת הודעת דואר אלקטרוני והורדת קובץ מהאינטרנט.

משתמש רב

בעזרת סוג זה של מערכת, מספר אנשים יכולים להשתמש במשאבים של מחשב בו זמנית.

על מערכת ההפעלה להיות בטוחה שיש איזון בדרישות המשתמשים וכי לכל תוכנית שהם משתמשים בה יש מספיק משאבים בנפרד כך שאם תהיה בעיה למשתמש אחד זה לא ישפיע על האחרים.

מערכות הפעלה יוניקס ו- VMS המשמשות במחשבי מקרו הם חלק מסוג זה של מערכת הפעלה.

מאפיינים

ממשק משתמש

נכון לעכשיו הכל מבוסס על גרפיקה, ממשק המשתמש כולל חלונות, תפריטים ושיטת אינטראקציה בין המשתמש למחשב.

לפני קיומם של ממשקי משתמש גרפיים (GUI), כל הפעולות בוצעו באמצעות פקודות. מערכות הפעלה יכולות לתמוך בממשקים אופציונליים.

ניהול תפקידים

ניהול משרות שולט הן בזמן והן ברצף בו היישומים פועלים.

שפת בקרת העבודה של יבמ נפוצה בסביבת המחשבים המקוונים והשרתים המתקדמים. זה פותח כדי לתזמן עבודה יומית.

בשרתים של יוניקס / לינוקס מקובל להריץ תוכניות קטנות בשעות מסוימות במהלך היום.

בסביבת שולחן עבודה, ניתן לכתוב קבצי אצווה לביצוע רצף פעולות, אשר ניתן לתזמן להתחיל בכל זמן נתון.

ניהול המשימות

בסביבת המחשב והשרת, ניהול זה הוא קריטי. ניתן לתעדף יישומים כדי לרוץ מהר יותר או לאט, תלוי במטרה שלהם.

במחשבים שולחניים, ריבוי משימות הוא בדרך כלל שינוי משימות, שמירה על יישומים פתוחים כך שמשתמשים יוכלו ללכת קדימה ואחורה ביניהם.

טיפול במכשירים

ניתן לנהל התקנים על ידי מערכת ההפעלה באמצעות הוראות בקוד ההיקפי עצמו.

התוכנה המשמשת לתקשורת עם ציוד היקפי נקראת מנהל התקן. דרוש מנהל התקן ספציפי לכל התקן המחובר למחשב.

בִּטָחוֹן

מערכות הפעלה מספקות הגנה באמצעות סיסמה כדי להרחיק משתמשים לא מורשים מהמערכת.

יומני הפעילות נשמרים ויכולים לספק ספירת זמן למטרות חיוב.

הם יכולים גם לספק שגרות גיבוי ושחזור להתחיל מחדש במקרה של כשל במערכת.

מערכות הפעלה משומשות ביותר

חלונות

זו הייתה מערכת ההפעלה הנפוצה ביותר עבור מחשבים אישיים. כל גרסה מכילה ממשק משתמש גרפי, שבעזרתו המשתמשים יכולים להציג קבצים ותיקיות.

מיקרוסופט הציגה אותה עם גרסה 1.0 בשנת 1984. הגרסה העדכנית ביותר עבור משתמשי הקצה היא Windows 10.

גרסאות קודמות של Windows כוללות את Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows Me, Windows XP, Windows Vista, Windows 7 ו- Windows 8.

הגרסה הראשונה המכוונת לעסקים של Windows, המכונה Windows NT 3.1, הייתה בשנת 1993.

Windows יכול לפעול בכל מחשב בסדרת x86, כמו מעבדי אינטל ו- AMD. מסיבה זו ניתן להתקין אותו ברוב המוחלט של מותגי המחשבים.

מערכת ההפעלה X

מערכת הפעלה זו תוכננה על ידי אפל עבור מחשבי מקינטוש. היא החליפה את מק OS 9 בשנת 2001 כמערכת ההפעלה הרגילה של מק.

זה מבוסס על יוניקס ומשתמש באותו גרעין. גרעין זה מספק ל- OS X יכולות רב-עיבוד טובות יותר וניהול זיכרון טוב יותר.

ממשק שולחן העבודה של OS X נקרא Finder וכולל מספר תכונות סטנדרטיות, כמו סרגל תפריט קבוע בראש המסך.

מערכת הפעלה זו כוללת גם ספרייה גדולה של פונקציות, בהן ניתן להשתמש בעת כתיבת תוכנות מק.

לינוקס

זוהי מערכת הפעלה דמוי יוניקס שנוצרה על ידי לינוס טורוואלדס. כשסיימה בניית גרסת העבודה של לינוקס, היא הופצה בחופשיות, ועזרה לה לצבור פופולריות. נכון לעכשיו, לינוקס משתמשים במיליוני אנשים ברחבי העולם.

מערכת הפעלה זו ניתנת להתאמה אישית רבה. מתכנתים יכולים אפילו לשנות את קוד המקור וליצור גרסה משלהם של מערכת ההפעלה לינוקס.

לינוקס מותקנת לרוב על שרתי אירוח אתרים מכיוון ששרתים המבוססים על מערכת זו הם זולים יותר לתצורה ותחזוקה מאשר אלה המבוססים על Windows.

לינוקס תואמת גם לפלטפורמות חומרה שונות, כולל אינטל, PowerPC, DEC Alpha, Sun Sparc ומוטורולה.

דְמוּי אָדָם

זוהי פלטפורמה חינמית המבוססת על לינוקס. הוא פותח במקור על ידי גוגל ושוחרר בשנת 2007 לפלטפורמות סלולריות.

זו יריבה חזקה ל- Apple iOS שהיא מערכת ההפעלה המשמשת באייפון של אפל.

עטרי

Atari Inc. הינה חברת הפקת משחקי ארקייד. חברה זו פיתחה מערכות הפעלה שונות לקונסולות שלה, ביניהן:

- GEMDOS

- BIOS

- XBIOS

- מערכת ההפעלה (TOS)

- MultiTOS

- FreeMiNT

מערכת ההפעלה BlackBerry

בלקברי, שנקראה בעבר Research In Motion Limited, היא חברה מבוססת קנדה המייצרת חומרה ותוכנה. מערכת ההפעלה המשמשת בהתקנים ניידים היא מערכת ההפעלה BlackBerry, המבוססת על טכנולוגיית Java.

בשונה ממערכת ההפעלה אנדרואיד, מערכת ההפעלה BlackBerry היא מערכת מקור סגור, כך שניתן להשתמש בה רק במכשירים של החברה.

JavaOS

מערכת ההפעלה Java היא קוד פתוח, כך שניתן להשתמש בה במגוון מכשירים ולא רק במכשירים המיוצרים על ידי החברה.

זוהי גם מערכת מרובת צורות, כלומר היא תואמת למערכות הפעלה אחרות (חלונות, לינוקס, בין השאר).

FreeBSD

מערכת ההפעלה FreeBSD היא מערכת מקור חינמית המתבססת על המערכות שפותחו על ידי יוניקס, תואמות למערכת ההפעלה GNU / Linux ויישומים שפותחו על ידה.

מערכת הפעלה זו משמשת את Yahoo! ולקונסולות של נינטדו.

הפניות

1. המילון שלך (2019). מערכת הפעלה. נלקח מ: yourdiction.com.
2. כריסטנסון (2012). חלונות. תנאי טק. נלקח מ: techterms.com.
3. כריסטנסון (2014). OS X. תנאי טק. נלקח מ: techterms.com.
4. קורט פרנקלין ודייב קוסטן (2019). סוגי מערכות הפעלה. איך הדברים עובדים. נלקח מ: computer.howstuffworks.com.
5. כריסטנסון (2010). לינוקס. תנאי טק. נלקח מ: techterms.com.
6. כריסטנסון (2016). מערכת הפעלה. תנאי טק. נלקח מ: techterms.com.
7. נקודת הדרכות (2019). מערכת הפעלה ממוחשבת. נלקח מ: tutorialspoint.com.
8. ג'וזף ה 'וולקר (2018). רכיבי מערכת הפעלה. מעבדת כדור הארץ נלקחה מ: earthslab.com.