علوم الحاسوب — نظم التشغيل: إدارة العمليات والمعالجة المتعددة

علوم الحاسوب — نظم التشغيل: إدارة العمليات والمعالجة المتعددة

\n

تعتبر نظم التشغيل من أهم المواد في علوم الحاسوب، فهي البرمجيات التي تدير موارد الحاسوب وتوفر واجهة للمستخدم والتطبيقات. إدارة العمليات هي الوظيفة الأساسية لنظام التشغيل.

\n\n

مفهوم العملية

\n

العملية (Process) هي برنامج قيد التنفيذ. لكل عملية مساحة عنوان خاصة بها تتضمن النص (Code)، والبيانات (Data)، والكومة (Heap)، والمكدس (Stack). تمر العملية بعدة حالات: جديدة (New)، جاهزة (Ready)، قيد التشغيل (Running)، منتظرة (Waiting)، منتهية (Terminated).

\n\n

جدولة العمليات

\n

جدولة وحدة المعالجة المركزية هي آلية اختيار العملية التالية التي ستنفذ. هناك عدة خوارزميات جدولة: FCFS (أولوية لمن يأتي أولاً)، SJF (أقصر وظيفة أولاً)، Round Robin (المشاركة الزمنية الدائرية)، والأولوية (Priority).

\n\n

المعالجة المتعددة

\n

في أنظمة المعالجة المتعددة (Multiprocessing)، يستخدم نظام التشغيل أكثر من نواة معالجة لتنفيذ العمليات. الخيوط (Threads) هي وحدات تنفيذ خفيفة تشارك مساحة العنوان نفسها، مما يسمح بتنفيذ متوازي داخل العملية نفسها.

\n\n

المزامنة والتواصل

\n

تتشارك العمليات أحياناً في الموارد، مما يتطلب آليات المزامنة (Synchronization) مثل الأقفال المتبادلة (Mutex) والإشارات (Semaphores) لمنع حالات التسابق (Race Conditions).

\n\n

للمزيد من الدروس في علوم الحاسوب، يمكنك الاطلاع على: الإعلام الآلي — مقدمة في الخوارزميات وهياكل البيانات و التكنولوجيا — علوم الحاسوب — السنة الأولى جامعي.