انواع سیستم عامل

یک سیستم عامل تمام وظایف اساسی مانند مدیریت فایل ها، فرآیندها و حافظه را انجام می دهد. بنابراین انواع سیستم عامل به عنوان مدیر تمام منابع، یعنی مدیر منابع عمل می کنند. بنابراین، سیستم عامل به یک رابط بین کاربر و ماشین تبدیل می شود. در این مقاله می توانید با انواع سیستم عامل به طور کامل آشنا شوید.

انواع سیستم عامل

برخی از سیستم عامل های پرکاربرد به شرح زیر است:

1. سیستم عامل دسته ای

این نوع سیستم عامل مستقیماً با رایانه تعامل ندارد. یک اپراتور وجود دارد که کارهای مشابه با نیازهای یکسان را انجام می دهد و آنها را به دسته دسته بندی می کند. این وظیفه اپراتور است که مشاغل با نیازهای مشابه را مرتب کند.

مزایای سیستم عامل دسته ای:

حدس زدن یا دانستن زمان لازم برای تکمیل هر کاری بسیار دشوار است. پردازنده‌های سیستم‌های دسته‌ای می‌دانند زمانی که کار در صف است چقدر طول می‌کشد.
چندین کاربر می توانند سیستم های دسته ای را به اشتراک بگذارند.
زمان بیکاری برای سیستم دسته ای بسیار کمتر است.
مدیریت کارهای بزرگ به طور مکرر در سیستم های دسته ای آسان است.

معایب سیستم عامل دسته ای:

اپراتورهای کامپیوتر باید با سیستم های دسته ای به خوبی شناخته شوند
اشکال زدایی سیستم های دسته ای سخت است
گاهی اوقات هزینه بر است
در صورت شکست کاری، سایر مشاغل باید برای زمان نامعلومی منتظر بمانند

نمونه هایی از سیستم عامل مبتنی بر دسته: سیستم حقوق و دستمزد، صورتحساب های بانکی و غیره.

2. OS های اشتراک گذاری زمان

سیستم عامل های کامپیوتری می توانند به شدت قوی عمل کنند مانند لینوکس یا ویندوز و …

به هر کار مدتی برای اجرا داده می شود تا همه کارها به آرامی کار کنند. هر کاربر با استفاده از یک سیستم واحد زمان CPU را دریافت می کند. این سیستم ها به سیستم های چند وظیفه ای نیز معروف هستند. این وظیفه می تواند از یک کاربر واحد یا کاربران مختلف نیز باشد. زمانی که هر وظیفه برای اجرا می رسد کوانتومی نامیده می شود. پس از اتمام این فاصله زمانی، سیستم عامل به کار بعدی سوئیچ می کند.

مزایای سیستم عامل زمان اشتراک گذاری:

هر کار فرصت مساوی دارد
احتمال تکراری شدن نرم افزار کمتر است
زمان بیکاری CPU را می توان کاهش داد

معایب سیستم عامل زمان اشتراک گذاری:

مشکل قابلیت اطمینان
باید از امنیت و یکپارچگی برنامه ها و داده های کاربر مراقبت کرد
مشکل ارتباط داده

نمونه هایی از سیستم عامل های اشتراک گذاری زمان عبارتند از: Multics، Unix و غیره.

سیستم عامل چیست؟

3. سیستم عامل توزیع شده

این نوع از انواع سیستم عامل پیشرفت اخیر در دنیای فناوری کامپیوتر است و در سراسر جهان و همچنین با سرعت بسیار زیاد مورد پذیرش قرار گرفته اند. کامپیوترهای مختلف متصل به هم مستقل با یکدیگر با استفاده از یک شبکه ارتباطی مشترک ارتباط برقرار می کنند. سیستم های مستقل واحد حافظه و CPU خود را دارند.

اینها به عنوان سیستم های جفت شده آزاد یا سیستم های توزیع شده نامیده می شوند. پردازنده های این سیستم از نظر اندازه و عملکرد متفاوت هستند. مزیت اصلی کار با این نوع از سیستم عامل ها این است که همیشه این امکان وجود دارد که یک کاربر بتواند به فایل ها یا نرم افزارهایی دسترسی پیدا کند که واقعاً در سیستم او وجود ندارند اما سیستم دیگری که در این شبکه متصل است، یعنی دسترسی از راه دور در داخل آن فعال است.

مزایای سیستم عامل توزیع شده:

خرابی یکی بر ارتباط شبکه دیگر تأثیری نخواهد گذاشت، زیرا همه سیستم ها از یکدیگر مستقل هستند
پست الکترونیکی سرعت تبادل اطلاعات را افزایش می دهد
از آنجایی که منابع در حال اشتراک گذاری هستند، محاسبات بسیار سریع و بادوام است
بار روی کامپیوتر میزبان کاهش می یابد
این سیستم ها به راحتی مقیاس پذیر هستند زیرا بسیاری از سیستم ها را می توان به راحتی به شبکه اضافه کرد
تاخیر در پردازش داده ها کاهش می یابد

معایب سیستم عامل توزیع شده:

خرابی شبکه اصلی کل ارتباط را متوقف می کند
برای ایجاد سیستم های توزیع شده، زبان مورد استفاده هنوز به خوبی تعریف نشده است
این نوع سیستم ها به راحتی در دسترس نیستند زیرا بسیار گران هستند. نه تنها نرم افزار زیربنایی بسیار پیچیده است و هنوز به خوبی درک نشده است

نمونه هایی از سیستم عامل توزیع شده عبارتند از – LOCUS و غیره.

4. سیستم عامل شبکه

این سیستم ها بر روی یک سرور اجرا می شوند و قابلیت مدیریت داده ها، کاربران، گروه ها، امنیت، برنامه های کاربردی و سایر عملکردهای شبکه را فراهم می کنند. این نوع سیستم عامل ها امکان دسترسی مشترک به فایل ها، چاپگرها، امنیت، برنامه ها و سایر عملکردهای شبکه را از طریق یک شبکه خصوصی کوچک فراهم می کنند.

یکی از جنبه های مهم دیگر سیستم عامل های شبکه این است که همه کاربران به خوبی از پیکربندی زیربنایی، سایر کاربران داخل شبکه، اتصالات فردی آنها و غیره آگاه هستند. این باعث می شود که امنیت وب تا حد زیادی بالا باشد. به همین دلیل است که این رایانه ها عموماً به عنوان سیستم های جفت شده محکم شناخته می شوند.

مزایای سیستم عامل شبکه:

سرورهای متمرکز بسیار پایدار
نگرانی های امنیتی از طریق سرورها رسیدگی می شود
فن آوری های جدید و ارتقاء سخت افزار به راحتی در سیستم ادغام می شوند
دسترسی به سرور از راه دور از مکان ها و انواع سیستم های مختلف امکان پذیر است

معایب سیستم عامل شبکه:

سرورها گران هستند
کاربر باید برای اکثر عملیات به یک مکان مرکزی وابسته باشد
تعمیر و نگهداری و به روز رسانی به طور منظم مورد نیاز است

نمونه هایی از سیستم عامل شبکه هستند

: Microsoft Windows Server 2003، Microsoft Windows Server 2008، UNIX، Linux، Mac OS X، Novell NetWare و BSD و غیره.

کاربرد انواع سیستم عامل

5. سیستم عامل بلادرنگ(ترجمه :Real time)

این نوع سیستم عامل ها به سیستم های بلادرنگ خدمت می کنند. فاصله زمانی مورد نیاز برای پردازش و پاسخ به ورودی ها بسیار کم است. این فاصله زمانی را زمان پاسخگویی می نامند.

سیستم‌های بلادرنگ زمانی استفاده می‌شوند که الزامات زمانی بسیار سخت‌گیرانه وجود داشته باشد مانند سیستم‌های موشکی، سیستم‌های کنترل ترافیک هوایی، روبات‌ها و غیره.

دو نوع سیستم عامل بلادرنگ که به شرح زیر است:

سیستم های بلادرنگ سخت:

این سیستم‌عامل‌ها برای برنامه‌هایی در نظر گرفته شده‌اند که محدودیت‌های زمانی بسیار سخت‌گیرانه هستند و حتی کوتاه‌ترین تاخیر ممکن قابل قبول نیست. این سیستم‌ها برای نجات جان انسان‌ها ساخته شده‌اند، مانند چتر نجات خودکار یا کیسه‌های هوا که در صورت بروز هرگونه حادثه باید به راحتی در دسترس باشند. حافظه مجازی به ندرت در این سیستم ها یافت می شود.

سیستم های زمان واقعی نرم:

این سیستم‌عامل‌ها برای برنامه‌هایی هستند که محدودیت زمانی کمتر سخت‌گیرانه است.

مزایای RTOS:

حداکثر مصرف: حداکثر استفاده از دستگاه ها و سیستم، بنابراین خروجی بیشتر از همه منابع
Task Shifting: زمان تعیین شده برای جابجایی وظایف در این سیستم ها بسیار کمتر است. به عنوان مثال، در سیستم های قدیمی تر، انتقال یک کار به کار دیگر حدود 10 میکروثانیه و در جدیدترین سیستم ها 3 میکروثانیه طول می کشد.
تمرکز روی برنامه: روی برنامه های در حال اجرا تمرکز کنید و اهمیت کمتری برای برنامه هایی که در صف قرار دارند.
سیستم عامل بلادرنگ در سیستم تعبیه شده: از آنجایی که اندازه برنامه ها کوچک است، RTOS می تواند در سیستم های جاسازی شده مانند حمل و نقل و غیره نیز استفاده شود.
بدون خطا: این نوع سیستم ها بدون خطا هستند.
تخصیص حافظه: تخصیص حافظه در این نوع سیستم ها به بهترین شکل مدیریت می شود.

معایب RTOS:

وظایف محدود: تعداد بسیار کمی از وظایف به طور همزمان اجرا می شوند و تمرکز آنها بر روی برنامه های کمی برای جلوگیری از خطا بسیار کمتر است.
استفاده از منابع سنگین سیستم: گاهی اوقات منابع سیستم چندان خوب نیستند و همچنین گران هستند.
الگوریتم های پیچیده: الگوریتم ها بسیار پیچیده هستند و نوشتن روی آنها برای طراح دشوار است.
درایور دستگاه و سیگنال های وقفه: به درایورهای دستگاه خاصی نیاز دارد و سیگنال های قطع می کند تا زودتر به وقفه ها پاسخ دهد.
اولویت موضوع: تنظیم اولویت موضوع خوب نیست زیرا این سیستم ها بسیار کمتر مستعد تعویض وظایف هستند.

نمونه هایی از سیستم های عامل بلادرنگ عبارتند از: آزمایش های علمی، سیستم های تصویربرداری پزشکی، سیستم های کنترل صنعتی، سیستم های تسلیحاتی، روبات ها، سیستم های کنترل ترافیک هوایی و غیره.

5 نوع سیستم عامل معروف جهانی

پنج مورد از انواع سیستم عامل عبارتند از: Microsoft Windows، Apple macOS، Linux، Android و iOS اپل.

آنچه سیستم عامل ها انجام می دهند

انواع سیستم عامل تعریف می‌کنند که یک کامپیوتر چگونه فایل‌ها را ذخیره می‌کند، بین برنامه‌های مختلف سوئیچ می‌کند. حافظه را مدیریت می‌کند. خود را ایمن نگه می‌دارد و با وسایل جانبی مانند چاپگرها و دوربین‌ها تعامل دارد. سیستم‌عامل‌های مختلف رویکردهای متفاوتی برای همه این موارد دارند، به همین دلیل است که معمولاً نمی‌توانید یک برنامه ویندوز را روی رایانه مکینتاش اجرا کنید و چرا مجوزها در تلفن Android با آیفون متفاوت به نظر می‌رسند. به همین دلیل است که هک اندروید راحت تر از اپل است.

برخی از سیستم‌عامل‌ها توسط گروه‌هایی از مردم در سرتاسر جهان طراحی می‌شوند، مانند سیستم‌عامل منبع باز، لینوکس، در حالی که برخی دیگر محصولات تجاری ساخته شده توسط یک شرکت هستند، مانند ویندوز مایکروسافت و macOS اپل.

انواع سیستم عامل مختلف بر روی انواع مختلف سخت افزار اجرا می شوند و برای انواع مختلف برنامه ها طراحی شده اند. برای مثال، iOS برای تبلت‌های آیفون و آی‌پد طراحی شده است، در حالی که دسکتاپ‌ها و لپ‌تاپ‌های مک از macOS استفاده می‌کنند. رایانه یا تلفن هوشمند شما مجهز به سیستم عامل است. اما در برخی موارد می توانید سیستم عامل دیگری را نصب کنید.

معروف ترین سیستم عامل های دنیا

ویندوز مایکروسافت

مایکروسافت ویندوز به هر شکلی از سال 1985 وجود داشته است و همچنان محبوب ترین سیستم عامل برای رایانه های خانگی و اداری است. آخرین نسخه‌های آن، از جمله ویندوز 10، در برخی تبلت‌ها نیز استفاده می‌شود، و سیستم‌عامل در برخی از رایانه‌های وب و سرورهای اعداد خردکننده نیز استفاده می‌شود. کامپیوترهای تولیدکنندگان مختلف می توانند از ویندوز استفاده کنند.

نسخه های اولیه ویندوز با یک سیستم عامل قبلی مایکروسافت به نام MS-DOS کار می کرد و یک رابط گرافیکی مدرن در بالای دستورات متنی سنتی DOS ارائه می کرد. ویژگی‌های امضای رابط کاربری مایکروسافت ویندوز شامل خود پنجره‌ها می‌شود – صفحه‌های مستطیلی شکل و روی پنل که برنامه‌های جداگانه را نشان می‌دهند. منوی استارت ویندوز به نسل‌هایی از کاربران کمک کرده است تا برنامه‌ها و فایل‌ها را در دستگاه‌های خود پیدا کنند.

تلاش‌ها برای استفاده از نسخه‌های سیستم‌عامل ویندوز برای گوشی‌های هوشمند کمتر موفق بوده است..

اپل iOS

iOS اپل یکی از محبوب ترین سیستم عامل های گوشی های هوشمند است که پس از اندروید در رتبه دوم قرار دارد. این نرم افزار بر روی سخت افزار اپل، از جمله آیفون، تبلت آیپد و پخش کننده رسانه آی پاد تاچ اجرا می شود.

ویژگی‌های امضای iOS عبارتند از فروشگاه App که در آن کاربران برنامه‌ها را می‌خرند و نرم‌افزار رایگان دانلود می‌کنند. تأکید بر امنیت از جمله رمزگذاری قوی برای محدود کردن آنچه کاربران غیرمجاز می‌توانند از تلفن استخراج کنند.یک رابط ساده و کارآمد با حداقل دکمه‌های سخت‌افزاری.

سیستم عامل اندروید گوگل

اندروید با توجه به تعداد دستگاه های نصب شده محبوب ترین سیستم عامل در جهان است. تا حد زیادی توسط گوگل توسعه یافته است و عمدتا در گوشی های هوشمند و تبلت ها استفاده می شود. برخلاف iOS، می‌توان از آن در دستگاه‌های ساخته‌شده توسط تولیدکنندگان مختلف استفاده کرد و این سازندگان می‌توانند بخش‌هایی از رابط آن را مطابق با نیازهای خود تغییر دهند.

کاربران می‌توانند نسخه‌های سفارشی سیستم عامل را دانلود کنند، زیرا بخش‌های زیادی از آن منبع باز است، به این معنی که هر کسی می‌تواند به‌طور قانونی آن را تغییر داده و نسخه خود را منتشر کند. با این حال، بیشتر مردم ترجیح می‌دهند از نسخه‌ای که بر روی دستگاه‌هایشان ارائه می‌شود استفاده کنند.

اندروید نیز مانند iOS دارای اپلیکیشن و فروشگاه رسانه ای به نام Play Store است که توسط گوگل ساخته شده است. برخی از تولید کنندگان تلفن و سایر سازمان ها نیز فروشگاه های خود را برای نصب نرم افزار و رسانه ارائه می دهند.

MacOS اپل

macOS اپل، جانشین سیستم عامل محبوب OS X، بر روی لپ تاپ ها و دسکتاپ های اپل اجرا می شود. بر اساس بخشی از خانواده تاریخی سیستم‌عامل‌های یونیکس که به تحقیقات در دهه 1960 در آزمایشگاه‌های بل AT& T برمی‌گردد، macOS برخی ویژگی‌ها را با سایر سیستم‌عامل‌های مرتبط با یونیکس از جمله لینوکس به اشتراک می‌گذارد. در حالی که رابط های گرافیکی متفاوت هستند، بسیاری از رابط های برنامه نویسی اساسی و ویژگی های خط فرمان یکسان هستند.

عناصر امضاکننده macOS شامل داک مورد استفاده برای یافتن برنامه‌ها و فایل‌های پرکاربرد، کلیدهای صفحه‌کلید منحصربه‌فرد از جمله کلید Command و دکمه‌های رنگ‌آمیزی است که برای تغییر اندازه پنجره‌های برنامه باز استفاده می‌شوند. MacOS به دلیل ویژگی‌های کاربرپسند خود، که شامل Siri، یک دستیار شخصی با صدای طبیعی، و FaceTime، برنامه تماس ویدیویی اپل می‌شود، شهرت دارد.

سیستم عامل لینوکس

بر خلاف بسیاری از سیستم عامل های دیگر، توسعه در لینوکس توسط هیچ شرکتی هدایت نمی شود. این سیستم عامل توسط برنامه نویس فنلاندی لینوس توروالدز در سال 1991 ایجاد شد. امروزه برنامه نویسان از سراسر جهان بر روی کد منبع باز آن همکاری می کنند و ترفندهایی را به نرم افزار هسته مرکزی و برنامه های دیگر ارسال می کنند.

مجموعه گسترده ای از نرم افزارهای تجاری و منبع باز برای لینوکس در دسترس است و توزیع های مختلف لینوکس رابط های کاربری سفارشی و ابزارهایی را برای نصب نرم افزار بر روی ماشین های در حال اجرا ارائه می کنند. انواع سیستم عامل لینوکس که مورد علاقه بسیاری از برنامه نویسان است، به طور گسترده در سرورهای شرکتی و علمی، از جمله محیط های رایانش ابری استفاده می شود. لینوکس را می توان بر روی انواع مختلفی از سخت افزار اجرا کرد و به صورت رایگان از طریق اینترنت در دسترس است.

نتیجه

چه یک کامپیوتر رومیزی یا لپ تاپ، یک گوشی هوشمند یا یک سیستم بازی ویدیویی، هر کامپیوتر مدرن به یک سیستم عامل نیاز دارد. این نرم افزار اصلی روی رایانه است که بین نرم افزار کاربردی و سخت افزار قرار می گیرد، حافظه و منابع محاسباتی را بین برنامه ها توزیع می کند، فایل ها را مدیریت می کند و قوانین امنیتی را اعمال می کند.