ما هو نظام التشغيل؟ وظائفه وأنواعه

موقف من الحياة اليومية#

إنت ماشي في الشارع، وفاتح أغنية على الموبايل، وفي نفس الوقت بترد على صاحبك على واتساب، والخريطة شغالة علشان توصلك.

التلات تطبيقات شغالين مع بعض، والموبايل جواه معالج واحد وذاكرة واحدة ومساحة تخزين واحدة. طب مين اللي بيقسّم الحاجات دي بينهم؟ ومين اللي بيضمن إن الخريطة لو حصل فيها مشكلة، ما تقفلش الأغنية ولا تمسح رسايلك؟

الإجابة: نظام التشغيل.

خلاصة سريعة#

• نظام التشغيل (Operating SystemOperating System · نظام التشغيلالبرنامج الرئيسي الذي يدير الحاسوب، وتتعامل معه التطبيقات في الواجهة وإدارة الملفات وغيرها.عرض في القاموس) هو البرنامج اللي بيسهّل تشغيل البرامج، وبيخليها تتشارك المعالج والذاكرة والأجهزة من غير ما تبوّظ بعض.
• ليه 3 أدوار: بيقدّم الموارد بشكل أسهل للبرامج، وبيدّيها أوامر جاهزة تطلب بيها اللي محتاجاه، وبيشتغل مدير موارد يوزّع المعالج والذاكرة والقرص.
• أشهر أنواعه: Windows وLinux وmacOS وChromeOS للكمبيوتر، وAndroid وiOS وiPadOS للموبايل والتابلت. وكل نظام ليه عمر، وبعد نهاية الدعم التحديثات بتقف.

ببساطة#

تخيّل مطعم كبير فيه مطبخ واحد:

• الزباين هما التطبيقات: كل واحد عايز حاجة.
• المطبخ والأفران والتلاجة هما الهاردوير: المعالج والذاكرة والتخزين.
• مدير الصالة هو نظام التشغيل: بياخد طلبات الزباين، ويقرر مين يتخدم الأول، ويدّي كل ترابيزة مكانها، ويمنع إن زبون يمد إيده على أكل زبون تاني.

الزباين مش بيدخلوا المطبخ بنفسهم. كل حاجة بتعدّي على المدير. وده بالظبط اللي بيحصل في الجهاز: التطبيقات ما بتكلمش الهاردوير مباشرة، بتطلب من نظام التشغيل.

بالتفصيل#

نظام التشغيل بيعمل إيه؟#

حسب كتاب OSTEP (كتاب جامعي مفتوح ومشهور في أنظمة التشغيل)، نظام التشغيل هو مجموعة البرامج المسؤولة عن:

• تسهيل تشغيل البرامج، لدرجة إنه بيخليك تحس إن برامج كتير شغالة في نفس الوقت.
• إنه يخلّي البرامج تتشارك الذاكرة.
• إنه يخلّي البرامج تتعامل مع الأجهزة، زي الشاشة والسماعة والكاميرا.

والكتاب بيقول إن اسمه «نظام التشغيل» لأنه مسؤول إن النظام يشتغل صح، وبكفاءة، وبطريقة سهلة في الاستخدام.

الدور الأول: «آلة افتراضية»#

حسب OSTEP، الطريقة الأساسية اللي نظام التشغيل بيشتغل بيها اسمها المحاكاة الافتراضية (Virtualization): بياخد مورد حقيقي، زي المعالج أو الذاكرة أو القرص، ويحوّله لشكل افتراضي أسهل وأقوى في الاستخدام. علشان كده الكتاب بيقول إن نظام التشغيل ساعات بيتسمى «آلة افتراضية».

يعني إيه في الحقيقة؟ فاكر من مقال المعالج إن المعالج بينفّذ تعليمة ورا تعليمة؟ نظام التشغيل بيدّي المعالج لكل برنامج فترة صغيرة جدًا بالدور، وبيتنقل بينهم بسرعة كبيرة، فإنت بتحس إنهم كلهم شغالين مع بعض. وده اللي شايفه في الرسم.

الدور التاني: «مكتبة أوامر جاهزة»#

البرامج محتاجة تطلب حاجات من نظام التشغيل: افتح الملف ده، شغّل البرنامج ده، اكتب على الشاشة. وحسب OSTEP، نظام التشغيل بيقدّم واجهات تطلب بيها البرامج الحاجات دي، وبيقول إن نظام التشغيل المعتاد بيقدّم «بضع مئات» من الطلبات الجاهزة دي، واسمها استدعاءات النظام (System CallsSystem Call · استدعاء النظامطلب يرسله البرنامج إلى نظام التشغيل لينفذ له عملًا لا يستطيع القيام به مباشرة، مثل فتح ملف أو تشغيل برنامج آخر أو التعامل مع جهاز.عرض في القاموس).

علشان كده الكتاب بيقول إن نظام التشغيل ساعات بيتوصف بإنه بيقدّم «مكتبة قياسية» للبرامج. وهنشرح استدعاءات النظام بالتفصيل في مقال النواة.

الدور التالت: «مدير موارد»#

ولأن برامج كتير بتشتغل مع بعض، فهي بتتشارك المعالج، والذاكرة، والأجهزة زي القرص. وحسب OSTEP، علشان كده نظام التشغيل ساعات بيتسمى «مدير موارد» (Resource ManagerResource Manager · مدير المواردوصف لدور نظام التشغيل في توزيع موارد الجهاز، مثل المعالج والذاكرة والقرص، على البرامج بكفاءة وعدل.عرض في القاموس): المعالج والذاكرة والقرص كلهم موارد، ودوره إنه يديرهم بكفاءة، أو بعدل، أو حسب أهداف تانية.

نظام التشغيل بيحاول يحقق إيه؟#

حسب OSTEP، فيه أهداف أساسية بيتصمم عليها أي نظام تشغيل:

1. الأداء: نظام التشغيل نفسه بياخد وقت ومساحة، والهدف إنه ياخد أقل حاجة ممكنة علشان البرامج تاخد الباقي.
2. الحماية: إن برنامج ما يأذيش برنامج تاني، سواء بقصد أو بالغلط، وإن ما فيش برنامج يقدر يأذي نظام التشغيل نفسه. وحسب الكتاب، أساس الحماية دي مبدأ اسمه العزل: كل برنامج معزول عن التاني.
3. الاعتمادية: نظام التشغيل لازم يفضل شغال على طول، لأنه لو وقع، كل البرامج بتقع معاه.
4. أهداف تانية: زي توفير الطاقة، والأمان ضد البرامج الخبيثة، والقدرة على الشغل على أجهزة صغيرة.

أشهر أنواع أنظمة التشغيل#

حسب أهداف شهادة CompTIA A+ الحالية (Core 2، الإصدار V15)، أشهر الأنظمة:

وكل نظام فيهم ليه مجال كامل أو مقالات خاصة في الموقع.

«نهاية الدعم»: النظام ليه عمر#

أهداف A+ بتذكر نقطة مهمة جدًا اسمها قيود دورة حياة النظام: كل نظام تشغيل ليه تاريخ نهاية دعم (End of LifeEnd of Life (EOL) · نهاية الدعمالموعد الذي تتوقف بعده الشركة المنتجة عن دعم نظام أو برنامج، فلا يصله بعده تحديثات، ومنها تحديثات الأمان، ولا دعم فني.عرض في القاموس)، وبعده التحديثات بتقف.

مثال حقيقي: حسب Microsoft، دعم Windows 10 انتهى في 14 أكتوبر 2025. والأجهزة اللي عليه هتفضل شغالة، لكنها مش هيوصلها تحديثات البرامج والمميزات، ولا تحديثات الأمان والإصلاحات، ولا الدعم الفني.

وأهداف A+ بتذكر كمان مشاكل التوافق بين الأنظمة كنقطة لازم تتحسب: مش كل حاجة شغالة على نظام هتشتغل زي ما هي على نظام تاني. وده هنتكلم عنه بأمثلة في مقالات كل نظام.

للمتعمقين

تاريخ مختصر لأنظمة التشغيل (من OSTEP)

الكتاب بيحكي إن أنظمة التشغيل اتطورت على مراحل، وكل مرحلة ضافت أفكار مهمة:

1. في الأول، كانت مجرد مكتبات: مجموعة أوامر جاهزة مشهورة، علشان كل مبرمج ما يكتبش بنفسه كود التعامل مع الأجهزة.
2. التشغيل على دفعات (Batch Processing): كان فيه موظف بيجهّز «شغلانات» كتير، ويشغّلها ورا بعض على الكمبيوتر، دفعة دفعة.
3. الحماية واستدعاءات النظام: مع الوقت ظهرت فكرة إن كود نظام التشغيل مختلف عن كود البرامج العادية، وإن البرامج تطلب منه الحاجات الحساسة عن طريق استدعاءات النظام، بدل ما تعملها بنفسها.
4. عصر تعدد البرامج (Multiprogramming): إن الجهاز يشغّل برامج كتير ويتنقل بينها، بدل برنامج واحد في كل مرة. وده جاب معاه مشاكل جديدة زي حماية الذاكرة والتزامن.

المواضيع التلاتة الكبيرة في أنظمة التشغيل

كتاب OSTEP اسمه «Three Easy Pieces»، لأنه مبني على 3 مواضيع أساسية:

• المحاكاة الافتراضية (Virtualization): إزاي نظام التشغيل يقسّم المعالج والذاكرة بين البرامج.
• التزامن (Concurrency): المشاكل اللي بتحصل لما حاجات كتير تشتغل في نفس الوقت وتلمس نفس البيانات.
• الحفظ الدائم (Persistence): إزاي البيانات تفضل محفوظة على القرص حتى بعد ما الجهاز يتقفل، وده شغل أنظمة الملفات.

وكل موضوع من دول ليه مقال أو أكتر في المجال ده.

أخطاء شائعة#

• «نظام التشغيل هو الشاشة والأيقونات اللي بشوفها»: الواجهة جزء منه، لكن أغلب شغله في الخلفية: توزيع المعالج والذاكرة وحماية البرامج من بعض.
• «التطبيقات بتكلم الهاردوير مباشرة»: غلط. التطبيقات بتطلب من نظام التشغيل عن طريق استدعاءات النظام، وهو اللي بيتعامل مع الهاردوير.
• «البرامج شغالة كلها في نفس اللحظة على معالج واحد»: مش بالظبط. نظام التشغيل بيتنقل بينها بسرعة كبيرة جدًا، فإنت بتحس إنها شغالة مع بعض.
• «النظام القديم شغال كويس، يبقى مافيش مشكلة»: لو وصل لنهاية الدعم، مش هيوصله تحديثات أمان، وده بيخلي الجهاز أكثر عرضة للخطر.

المصطلحات#

• نظام التشغيل (Operating SystemOperating System · نظام التشغيلالبرنامج الرئيسي الذي يدير الحاسوب، وتتعامل معه التطبيقات في الواجهة وإدارة الملفات وغيرها.عرض في القاموس): البرنامج الرئيسي الذي يدير الحاسوب ويوزّع موارده على البرامج.
• استدعاء النظام (System CallSystem Call · استدعاء النظامطلب يرسله البرنامج إلى نظام التشغيل لينفذ له عملًا لا يستطيع القيام به مباشرة، مثل فتح ملف أو تشغيل برنامج آخر أو التعامل مع جهاز.عرض في القاموس): طلب يرسله البرنامج إلى نظام التشغيل لينفذ له عملًا مثل فتح ملف.
• مدير الموارد (Resource ManagerResource Manager · مدير المواردوصف لدور نظام التشغيل في توزيع موارد الجهاز، مثل المعالج والذاكرة والقرص، على البرامج بكفاءة وعدل.عرض في القاموس): دور نظام التشغيل في توزيع المعالج والذاكرة والقرص على البرامج.
• نهاية الدعم (End of LifeEnd of Life (EOL) · نهاية الدعمالموعد الذي تتوقف بعده الشركة المنتجة عن دعم نظام أو برنامج، فلا يصله بعده تحديثات، ومنها تحديثات الأمان، ولا دعم فني.عرض في القاموس): الموعد الذي تتوقف بعده تحديثات النظام ودعمه.
• المعالج (CPUCPU (Central Processing Unit) · المعالج (وحدة المعالجة المركزية)الجزء الذي ينفّذ تعليمات البرامج في الحاسوب، تعليمةً بعد تعليمة. ويتكون أساسًا من وحدة الحساب والمنطق والمسجّلات ووحدة التحكم.عرض في القاموس): الجزء الذي ينفّذ تعليمات البرامج، ويوزّع نظام التشغيل وقته عليها.

اختبر نفسك#