أنظمة التشغيل: مفهومها وأنواعها ووظائفها مع تمارين محلولة — الأولى ثانوي — الإعلام الآلي — المنهاج الجزائري

الأولى ثانوي, تربية وتعليم, دروس الثانوي ضع تعليق

أنظمة التشغيل: مفهومها وأنواعها ووظائفها

أهداف الدرس:

أن يعرف المتعلم مفهوم نظام التشغيل.
أن يذكر أنواع أنظمة التشغيل المختلفة.
أن يشرح الوظائف الأساسية لنظام التشغيل.
أن يميز بين أنظمة التشغيل المختلفة واستخداماتها.

أولاً: تعريف نظام التشغيل (Operating System)

نظام التشغيل هو مجموعة من البرامج التي تعمل كوسيط بين المستخدم وجهاز الحاسوب (المكونات المادية). يقوم بإدارة موارد الحاسوب (المعالج، الذاكرة، وحدات الإدخال/الإخراج) وتشغيل التطبيقات وتنفيذ أوامر المستخدم.

أمثلة: Windows, Linux, macOS, Android, iOS.

ثانياً: أنواع أنظمة التشغيل

1. حسب نوع الواجهة:

واجهة نصية (CLI – Command Line Interface): يتفاعل المستخدم عبر كتابة أوامر نصية (مثل MS-DOS, Linux Terminal).
واجهة رسومية (GUI – Graphical User Interface): يتفاعل المستخدم عبر النوافذ والأزرار والرموز (مثل Windows, macOS, Linux مع سطح مكتب).

2. حسب عدد المستخدمين:

نظام أحادي المستخدم: يسمح لمستخدم واحد فقط في كل مرة (Windows 10, Windows 11).
نظام متعدد المستخدمين: يسمح لعدة مستخدمين بالعمل في نفس الوقت (Linux, Unix, Windows Server).

3. حسب عدد المهام:

نظام أحادي المهام: ينفذ مهمة واحدة فقط في كل مرة (MS-DOS).
نظام متعدد المهام: ينفذ عدة مهام في وقت واحد عن طريق توزيع وقت المعالج (Windows, Linux, macOS).

4. حسب الوقت الفعلي:

نظام الوقت الفعلي (Real-Time OS): يستخدم في الأنظمة التي تتطلب استجابة فورية (مثل أنظمة التحكم في الطائرات والصواريخ والروبوتات).
نظام المشاركة الزمنية (Time-Sharing): يوزع وقت المعالج بالتساوي بين عدة مستخدمين.

ثالثاً: وظائف نظام التشغيل الأساسية

إدارة المعالج (CPU Management): تنظيم توزيع وقت المعالج بين البرامج والعمليات (Process Scheduling).
إدارة الذاكرة (Memory Management): تخصيص الذاكرة العشوائية (RAM) للبرامج ومراقبة استخدامها ومنع التداخل.
إدارة وحدات الإدخال/الإخراج (I/O Management): التحكم في الأجهزة الملحقة (الطابعة، لوحة المفاتيح، الفأرة، الشاشة).
إدارة الملفات (File Management): إنشاء وقراءة وكتابة وحذف الملفات والمجلدات. تنظيم نظام الملفات (NTFS, FAT32, ext4).
إدارة الشبكات (Network Management): الاتصال بالشبكات وإدارة الاتصالات وحماية البيانات.
إدارة الأمان والحماية (Security & Protection): حماية النظام من الوصول غير المصرح به، إدارة حسابات المستخدمين وكلمات المرور.
توفير واجهة المستخدم (User Interface): توفير واجهة تمكن المستخدم من التفاعل مع الحاسوب (سطر أوامر أو واجهة رسومية).

رابعاً: أمثلة لأنظمة تشغيل مشهورة

نظام التشغيل	النوع	الاستخدام
Microsoft Windows	متعدد المهام، واجهة رسومية	أجهزة الكمبيوتر الشخصية والخوادم
Linux (Ubuntu, Fedora, Debian)	مفتوح المصدر، متعدد المستخدمين	الخوادم، الحواسيب، الأنظمة المضمنة
macOS	متعدد المهام، واجهة رسومية	أجهزة Apple Macintosh
Android	مفتوح المصدر (نواة Linux)	الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية
iOS	نظام مغلق المصدر	أجهزة Apple iPhone و iPad

خامساً: تمارين محلولة

التمرين 1: ما الفرق بين نظام التشغيل ذي الواجهة النصية ونظام التشغيل ذي الواجهة الرسومية؟

الحل: الواجهة النصية CLI تعتمد على كتابة أوامر يدوية وتتطلب حفظ الأوامر، أما الواجهة الرسومية GUI فتعتمد على النوافذ والأزرار والرموز مما يسهل التعامل مع الحاسوب ويناسب المستخدم العادي.

التمرين 2: اذكر أربع وظائف أساسية لنظام التشغيل.

الحل: إدارة المعالج، إدارة الذاكرة، إدارة الملفات، إدارة وحدات الإدخال/الإخراج.

التمرين 3: ما الفرق بين نظام أحادي المهام ونظام متعدد المهام؟ أعط مثالاً لكل منهما.

الحل: نظام أحادي المهام ينفذ برنامجاً واحداً في كل مرة (مثل MS-DOS). نظام متعدد المهام ينفذ عدة برامج في وقت واحد بتوزيع وقت المعالج (مثل Windows, Linux).

أنظمة التشغيل: مفهومها وأنواعها ووظائفها مع تمارين محلولة — الأولى ثانوي — الإعلام الآلي — المنهاج الجزائري