مراحل تطور نظم التشغيل

نظام التشغيل

هو برنامج يعمل كواجهة بين المستخدمين والحاسوب، حيث يخلق بيئة تسمح للمستخدم بتشغيل البرامج بكفاءة وفعالية لمكونات الحاسوب الشخصي، بما في ذلك أنظمة التشغيل مثل DOS و UNIX و Windows. تتألف هذه الواجهة من أربعة مكونات رئيسية لنظام الحاسوب

•  الأجهزة
•  نظام التشغيل
•  البرامج
•  المستخدمون

مهام نظام التشغيل

• تدير أنظمة التشغيل موارد الأجهزة والبرامج الخاصة بالحاسوب لتلبية احتياجات البرامج والمستخدمين المتنوعة والمتضاربة أحيانا .
• في الماضي، لم تكن لأجهزة الكمبيوتر القديمة أنظمة تشغيل، ولذلك كان يتفاعل المبرمجون مباشرة مع الأجهزة باستخدام المفاتيح أو الشريط أو البطاقات المثقوبة .
• نظرًا لأن الكمبيوتر يمكنه العمل بسرعة أكبر بكثير من قدرة المبرمج على تحميل أو تفريغ الشريط أو البطاقات، فإن الكمبيوتر يقضي وقتًا طويلاً في وضع الخمول .
• تم ابتكار أنظمة التشغيل الأولية (OS) للتغلب على وقت الخمول الطويل، وكانت هذه البرامج البسيطة دائمًا في ذاكرة الكمبيوتر وتقوم بترتيب برامج المستخدم حسب النوع وتشغيلها تلقائيًا واحدة تلو الأخرى .
• مع إدخال أنظمة الأقراص، أتت الخطوة التالية، ونظرًا لأن الأقراص تعد أجهزة وصول عشوائية، يمكن الوصول إلى المعلومات المخزنة عليها بأي ترتيب .
• تم استخدام الأقراص للحفاظ على إدخال وإخراج المستخدم حتى تكون وحدة المعالجة المركزية جاهزة للاستخدام .
• بعد الانتهاء من مهمة معالجة المركزية، يمكن للكمبيوتر القفز إلى مهمة أخرى جاهزة لللتشغيل على القرص الصلب .
• تقاسم الوقت كان التطور الطبيعي التالي في أنظمة التشغيل المشتركة مع مرور الوقت، حيث تتعامل وحدة المعالجة المركزية (CPU) مع العديد من المهام في نفس الوقت .
• يتم تبديل البرامج بسرعة كبيرة بحيث لا يمكن ملاحظتها، وبالتالي، عندما يكتب أحد المستخدمين أمرًا، تقوم وحدة المعالجة المركزية بتنفيذ برنامج مستخدم آخر .

أنواع نظام التشغيل

MULTICS

• يعد MULTICS أحد أقدم أنظمة التشغيل الرسمية التي تم تصميمها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بين عامي 1965 و 1972 .
• MULTICS كان نظامًا مشتركًا زمنيًا يعمل بشكل مستمر على جهاز كمبيوتر كبير معقد، يتضمن نظامًا واسعًا للملفات والبرامج والبيانات المشتركة .
• في عام 1969، بدأ كين طومسون (1943-) ودينيس ريتشي من مجموعة الأبحاث في مختبرات بيل العمل على نظام تشغيل يسمى UNIX، وهو نظام تشغيل لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة. كان ريتشي سابقًا يعمل في مشروع MULTICS .
• تأثر نظام UNIX بشدة بـ MULTICS، حيث كان اسم UNIX مأخوذًا من اسم تورية في MULTICS، ولتطوير هذا النظام الجديد، طور كل من ريتشي وبراين كيرنيغان لغة برمجة الأنظمة C لتحل محل لغة التجميع التي كانت تستخدم سابقًا .

UNIX

• بحلول عام 1978، أصبح UNIX منتجًا يتم بيعه من قبل AT&T (المنظمة الأم لـ مختبرات Bell)، وكان حجم وبساطة تصميم نظام UNIX النظيف يشجع المبرمجين في مواقع أخرى غير Bell Labs على تجربة تطوير UNIX .
• كانت هذه المجموعة الأكثر تأثيراً بين الفرق في جامعة كاليفورنيا في بيركلي .
• تم تمويل المزيد من الأبحاث بسبب التطورات التي حققتها هذه المجموعة، مما أدى إلى تطوير 4BSD (Berkeley Software) من قبل وزارة الدفاع
• ثبت أن 4BSD هو أساس تطوير الإنترنت، حيث يعد نظام التشغيل UNIX نظامًا بسيطًا ومرنًا للغاية، مصمم ليسمح للمستخدم ببناء نظامًا أكثر تعقيدًا إذا رغب في ذلك .
• يمكن تشغيل هذا البرنامج على الحواسيب المركزية ومحطات العمل وأجهزة الكمبيوتر الصغيرة والكبيرة وحتى الأجهزة الشخصية .
• شهد UNIX استمرارًا للبحث والتطوير خلال الثمانينيات والتسعينيات، مع التركيز بشكل خاص على توحيد تطبيقات UNIX .

مراحل تطور نظام التشغيل UNIX 

• في حين كانت نظام UNIX يتوسع خارج Bell Labs، ظهر مفهوم الكمبيوتر الشخصي بعد تطوير معالجات Intel 4004 الدقيقة في عام 1971 .
• كانت وحدة معالجة مركزية كاملة على شريحة واحدة لإنتل 4004، واستمرت إنتل وشركات أخرى في تحسين الرقائق الدقيقة .
• أصبحت مجموعات أجهزة الكمبيوتر الشخصية التي يجمعها المستخدمون بأنفسهم شائعة بين هواة الكمبيوتر، على عكس الأجهزة الحاسوببية المركزية .
• لم يكن الهدف من أجهزة الكمبيوتر الشخصية أن تكون لها أكثر من مستخدم واحد في نفس الوقت، وبالتالي لم تكن مصممة في البداية لمشاركة الوقت أو تنفيذ مهام متعددة .
• بدلاً من التركيز على الأداء، تركز صناعة أجهزة الكمبيوتر على راحة المستخدم وسهولة الاستخدام مع نمو السوق .
• في عام 1976، صمم ستيف جوبز (1955) وستيف ووزنياك (1950) وبنوا جهاز Apple I .
• ويتألف من بعض الدوائر الكهربائية، ومع ذلك، في عام 1977، قاموا بدمج حاسوب آبل وأعلنوا عن آبل II، والذي وضع معيارًا لأجهزة الكمبيوتر الشخصية .
• كان لجهاز Apple II نظام تشغيل بسيط يتم تحميله من القرص ويقبل الأوامر الأساسية من سطر الأوامر، وفي نفس العام، أسس بيل جيتس (1955-) وبول ألين (1953-) شركة مايكروسوفت .

لينكس

• فيما كانت Apple وMicrosoft تتنافسان على السيطرة على سوق أجهزة الكمبيوتر، كان Linus Torvalds (1970-) يطور نسخة موزعة مجانية من UNIX لأجهزة الكمبيوتر الشخصية تسمى Linux في جامعة هلسنكي في فنلندا، وهناك العديد من المزايا والعيوب لنظام لينكس .
• بدأ Linux كهواية لـ Torvalds ، مستوحاة من Minix ، وهو نظام صغير من أنظمة UNIX تم تطويره بواسطة Andy Tanenbaum. في أكتوبر 1991 ، أعلن Torvalds أول إصدار رسمي من Linux ، 0.02. كان النظام لا يزال بدائيًا للغاية ، ولكن Torvalds وضعه على الإنترنت لمبرمجي UNIX والمعالجات للمساعدة في تطويره .
• شارك المتسللون والمبرمجون والمستخدمون من جميع الأنواع في تطوير نظام التشغيل، وبحلول عام 1994، أصبح النظام قابلًا للتطبيق وقادرًا على تشغيل معظم برامج UNIX .
• في عام 1996، أصبح Linux نسخة كاملة من UNIX، وقادر على تشغيل X-Windows – النسخة الخاصة بواجهة المستخدم الرسومية في UNIX .
• نظرًا لأن Linux تم تطويره بالكامل من البداية، فإنه لا يحتوي على أي رمز ملكية من AT&T أو أي مصدر آخر ومملوك لأحد .
• تعتمد الكثير من البرامج المتاحة لنظام Linux على مشروع GNU في مؤسسة البرمجيات الحرة في كامبريدج ، ماساتشوستس .
• في عام 1999، كان من الممكن الحصول على Linux والعديد من البرامج بالمجان تمامًا .
• نظرًا لمرونته وسعره وحقيقة أنه قابل للتكيف مع معظم أجهزة الكمبيوتر، أصبحت لينكس شائعة جدًا في أواخر التسعينيات كخادم إنترنت .
• أدى الاهتمام المتزايد بنظام Linux إلى إقناع مصنعي البرامج التجارية بجعل حزمهم متوافقة مع نظام Linux، ومع استمرار هذا الاتجاه سيصبح Linux أكثر قابلية للتطبيق وشعبية .

كيف تطورت نظم التشغيل

تطور نظام التشغيل عبر عدة مراحل، وفي عام 1980، قام المبرمج تيم باترسون بتطوير نظام تشغيل يسمى 86-DOS (نظام تشغيل القرص)، وتم استخدامه في أجهزة Apple II وأنظمة التشغيل الشخصية الأخرى في ذلك الوقت .

كانت واجهة سطر أوامر بين المستخدم وجهاز الكمبيوتر المعدات ، أيضًا في عام 1980 قررت شركة IBM صنع جهاز كمبيوتر شخصى واختارت شركة Microsoft Corporation لتوفير نظام التشغيل لجهاز الكمبيوتر الجديد ، حيث انضم باترسون إلى Microsoft في أبريل 1981 ، وبحلول يوليو اشترت Microsoft جميع حقوق DOS .

في أغسطس، باعت شركة IBM أول جهاز كمبيوتر كامل لها بنظام MS-DOS 1.0، وفي غضون عام واحد أو أقل، سمحت الهندسة العكسية للمنافسين بإنتاج نسخ من جهاز الحاسوب الشخصي IBM .

في الثمانينيات، باعت Microsoft MS-DOS 1.25 لمصنعي الحواسيب، واستمر MS-DOS في التطور والتقدم على مدار العقود، واكتسب المزيد من القدرات وتلبية احتياجات الأجهزة الأكثر قوة والبرامج الأكثر تقدمًا .

خلال مسابقة SuperBowl في يناير 1984، قدمت شركة Apple الأمريكية جهاز كمبيوتر مبتكرًا تمامًا في إعلان بعنوان Orwellian، وكان جهاز Macintosh أول كمبيوتر ناجح تجاريًا يستخدم واجهة مستخدم رسومية (GUI) .

يسمح نمط واجهة المستخدم الرسومية لنظام التشغيل للمستخدمين بالتفاعل مع الكمبيوتر من خلال النقر على الأزرار والقوائم المنسدلة وغيرها من الخيارات الرسومية على الشاشة، بدلاً من استخدام سطر الأوامر .

بالإضافة إلى واجهة المستخدم الرسومية، كانت أجهزة Macintosh أكثر تطوراً من أجهزة الحواسيب الشخصية من نوع IBM .

استمرت شركة Apple في إطلاق منتجاتها Apple II وMacintosh طوال فترة الثمانينيات، وفي نهاية العقد، قدمت Macintosh العديد من الخصائص المتعددة المهام التي سمحت له بالقيام بأكثر من مهمة في وقت واحد .

أثبت نظام Macintosh شعبيته بشكل كبير في المرافق التعليمية، وعلى الرغم من ذلك، فقد فقدت Apple مكانتها في سوق أجهزة الكمبيوتر الشخصية خلال التسعينات، ولكن تم إعادة جذب الانتباه إلى الشركة مرة أخرى بعد إطلاق Powermac G3 في عام 1997 .

وفي عام 1998 ، تم إطلاق iMac بنجاح كبير ، والذي استهدف الأسواق ذات التكلفة المنخفضة .

مراحل تطور نظام التشغيل windows

شهد حساب مايكروسوفت Windows تسعة إصدارات رئيسية منذ إصداره الأول في عام 1985 بعد أكثر من 29 عاما ، يبدو Windows مختلفا تماما ولكنه مألوف إلى حد ما مع العناصر التي نجت من اختبار الزمن ، وزيادة في قوة الحوسبة – ومؤخرا – تحول عن لوحة المفاتيح والماوس إلى شاشة اللمس .

– فيما يلي نظرة سريعة على تاريخ نظام التشغيل Windows، ابتداءً من ولادته في يد بيل جيتس مع نظام Windows 1، وصولًا إلى أحدث إصدار في عهد الرئيس التنفيذي الجديد لشركة مايكروسوفت، ساتيا ناديلا .

نظام التشغيل Windows 1

1. هذا هو الموقع الذي بدأ فيه كل شيء لنظام التشغيل ويندوز. تم إصدار النسخة الأصلية من ويندوز 1 في نوفمبر 1985 كأول محاولة حقيقية لـ Microsoft في إنشاء واجهة مستخدم رسومية بتقنية 16 بت .
2. قاد التطوير مؤسس شركة مايكروسوفت بيل جيتس، وتم تشغيله على رأس MS-DOS الذي اعتمد على إدخال سطر الأوامر .
3. كان ملحوظًا لأنه يعتمد بشدة على استخدام الماوس قبل أن يصبح الماوس جهاز إدخال كمبيوتر شائعًا لمساعدة المستخدمين على التعرف على هذا النظام الفردي للإدخال .
4. قامت شركة Microsoft بإدراج لعبة “ريفي رسي” (ظاهرة على شاشة العرض) التي تعتمد على التحكم بالفأرة، وليس لوحة المفاتيح، لتعويد الأشخاص على تحريك الماوس والنقر على عناصر الشاشة .

نظام التشغيل Windows 2

1. بعد عامين من إصدار Windows 1، تم استبداله بنظام التشغيل Microsoft Windows 2 في ديسمبر 1987، وكان الابتكار الكبير في نظام التشغيل Windows 2 هو أن النوافذ يمكن أن تتداخل مع بعضها البعض .
2. يمكن تصغير أو تكبير النوافذ بدلاً من “وضع الرموز” أو “تكبير”، كما يتم تقديم هذه الميزة .
3. تم تقديم لوحة التحكم في Windows 2 التي تجمع مختلف إعدادات النظام وخيارات التكوين في مكان واحد، وهي لا تزال قائمة حتى يومنا هذا .
4. ظهرت برامج الأوفيس Microsoft Word و Excel لأول مرة وهي تعمل على Windows 2 .

نظام التشغيل Windows 3

1. تم إطلاق أول إصدار من نظام التشغيل Windows الذي يتطلب محرك أقراص ثابتة في عام 1990، وكان إصدار Windows 3 هوالإصدار الأول الذي حقق نجاحًا كبيرًا واسعًا، ويعتبر منافسًا لواجهات المستخدم الرسومية لنظام التشغيل Apple Macintosh ولـ Commodore Amiga .
2. هذه البرامج مثبتة مسبقًا على أجهزة الكمبيوتر التي تنتجها الشركات المصنعة المتوافقة مع أجهزة الكمبيوتر، بما في ذلك أنظمة البيانات التي تنتجها شركة زينيث .
3. – قدم Windows 3 القدرة على تشغيل برامج MS-DOS في ويندوز، مما أدى إلى تعدد المهام في البرامج القديمة، ودعم 256 لونًا مما أضاف مظهرًا حديثًا وملونًا للواجهة .
4. يحتوي كلٌ من Windows 1 و2 على تحديثات إصدار نقطي، ولكن كان إصدار Windows 3.1 الذي تم إصداره في عام 1992 ملحوظًا لأنه قدم خطوط TrueType، مما جعل Windows نظامًا أساسيًا للنشر قابلًا للتطبيق لأول مرة .

نظام التشغيل Windows 95

1. تم إطلاق نظام التشغيل Windows 95 في أغسطس 1995، ومعه جاء أول زر ابدأ وقائمة ابدأ على الإطلاق، وتم استخدام أغنية Start Me Up من Rolling Stones في حملة إعلانية ضخمة .
2. هل يمكن لأصدقاء النجوم جينيفر أنيستون وماثيو بيري أن يكونوا أكثر تحديثًا بعد شهرين؟ .
3. تم تقديم مفهوم “التوصيل والتشغيل” الذي يعني توصيل جهاز طرفي وبحث نظام التشغيل عن البرامج المناسبة لتشغيله، ولكن هذه الفكرة لم تكن دائمًا ناجحة في العملية العملية .
4. كما قدم نظام التشغيل Windows 95 بيئة عمل 32 بت وشريط مهام يركز على تعدد المهام. ومع ذلك، لا يزال نظام التشغيل MS-DOS يلعب دورًا مهمًا في Windows 95، حيث يتطلب تشغيل بعض البرامج والعناصر .

نظام التشغيل Windows 98

1. تم إطلاق نظام التشغيل Windows 98 في يونيو 1998، وهو مبني على Windows 95، وأتى معه IE 4 و Outlook Express و Windows Address Book و Microsoft Chat و NetShow Player .
2. تم استبدال Windows Media Player 6.2 بالإصدار الثاني من Windows 98 في عام 1999 .
3. أحدث إصدار من نظام التشغيل Windows – Windows 98 – قدم ميزات جديدة مثل أزرار التنقل للخلف والأمام وشريط العناوين في Windows Explorer، بالإضافة إلى Windows Driver Model الذي يدعم جميع مكونات الكمبيوتر والملحقات الخاصة به في برنامج تشغيل واحد لدعم جميع الإصدارات المستقبلية من Windows .
4. تحسن دعم USB بشكل كبير في نظام التشغيل ويندوز 98 مما أدى إلى اعتماده على نطاق واسع، بما في ذلك لوحات USB وفئران USB .

نظام التشغيل Windows ME

1. يعتبر Windows Millennium Edition نقطة ضعف في سلسلة نظام التشغيل Windows، على الأقل .
2. كان Windows Millennium Edition آخر إصدار من Windows يعتمد على MS-DOS، وكان آخر إصدار في سلسلة Windows 9x حتى ظهور Windows Vista .
3. صدر في سبتمبر 2000، وكان نظام التشغيل الموجه للمستهلكين، بينما كان نظام التشغيل Windows 2000 موجهًا لسوق المؤسسات.
4. قدمت بعض المفاهيم الهامة للمستهلكين، بما في ذلك المزيد من أدوات استرداد النظام المؤتمتة .

نظام التشغيل Windows 2000

1. تم إطلاق الإصدار الثاني من نظام التشغيل Microsoft ME ، Windows 2000 ، في فبراير 2000، واعتمد على نظام Microsoft الموجه للأعمال Windows NT وأصبح فيما بعد أساسًا لنظام التشغيل Windows XP .
2. لعب التحديث التلقائي من مايكروسوفت دورًا هامًا في نظام التشغيل ويندوز 2000، وأصبح أول نظام ويندوز يدعم وضع الإسبات .

ويندوز إكس بي XP

يمكن القول إن Windows XP هو واحد من أفضل إصدارات Windows، حيث تم إصداره في أكتوبر 2001 وتم دمج خط الشركة وخط المستهلك لأنظمة التشغيل تحت سقف واحد .

1. اعتمد على نظام التشغيل Windows NT مثل Windows 2000، ولكن أضاف العناصر الودية للمستخدم من Windows ME، مثل قائمة “ابدأ” وشريط المهام، وتم إجراء تحسين بصري شامل لهما .
2. تسبب ذلك في ظهور زر “ابدأ” الأخضر المألوف وشريط المهام الأزرق وخلفية فيستا، بالإضافة إلى العديد من التأثيرات البصرية والظل .
3. كان نظام التشغيل ويندوز إكس بي هو أطول نظام تشغيل قيد التشغيل من قبل مايكروسوفت، حيث شهد ثلاث تحديثات رئيسية وفترة دعم حتى أبريل 2014، أي أنه تم استخدام ويندوز إكس بي على نحو 430 مليون جهاز كمبيوتر عندما تم إيقاف الدعم عنه .
4. كانت أحد أكبر مشاكله هي الأمان على الرغم من وجود جدار حماية مدمج، وتم إيقاف تشغيله افتراضيًا، وتحولت شعبية نظام التشغيل Windows XP الضخمة إلى نعمة للمتسللين والمجرمين، الذين استغلوا عيوبه، خاصة في متصفح الإنترنت إكسبلورر، بلا رحمة.
5. اضطر بيل جيتس إلى إطلاق مبادرة `الحوسبة الموثوقة` وإصدار تحديثات لحزمة الخدمة التي تعزز نظام التشغيل XP ضد الهجمات بشكل كبير، وتمكن من تحويل نظام التشغيل إلى 64 بت اعتمادا على قوة وإمكانيات الجهاز مثل المساحة والذاكرة العشوائية والمعالج .
6. بالتالي، فإن الفرق بين ويندوز 32 و 64 يعبر عن قدرة الجهاز على نقل البيانات بين المعالج وباقي أجزاء الجهاز، حيث يعمل الجهاز بـ 32 بت أو 64 بت .

نظام التشغيل Windows Vista

1. ظل نظام التشغيل Windows XP في دورة التدريب لمدة تقرب من ست سنوات قبل أن يتم استبداله بنظام التشغيل Windows Vista .
2. في يناير 2007، قام Vista بتحديث شكل ومظهر Windows مع التركيز على العناصر الشفافة والبحث والأمان بشكل أكبر.
3. كان تطوير نظام التشغيل، تحت الاسم الرمزي `Longhorn`، مضطربًا، مع التخلي عن العناصر الطموحة التي كانت مخططًا لإدخالها في الإنتاج .

ويندوز 7

1. وجد Windows 7 لأول مرة في أكتوبر 2009، وتم إصداره بسبب احتياج الكثيرين لنظام التشغيل Windows Vista، وكان الهدف منه إصلاح جميع المشكلات والانتقادات التي واجههاVista .
2. تم إجراء تعديلات طفيفة على شكلها، وتركيز على الميزات السهلة الاستخدام وتقليل “مربع الحوار الزائد .
3. حقق Windows 7 نجاحًا لشركة مايكروسوفت في أوروبا من خلال التحقيقات المتعلقة بمكافحة الاحتكار بشأن التثبيت المسبق لـ IE ،
4. أدى ذلك إلى عرض شاشة اقتراع في المتصفح للمستخدمين الجدد، مما يتيح لهم اختيار المتصفح الذي سيتم تثبيته عند التمهيد الأول.

ويندوز 8

1. تم إطلاق نظام التشغيل Windows 8 في أكتوبر 2012، وكانت واجهة نظام التشغيل Windows أكثر جذرية إصلاحًا من قبل Microsoft، حيث تم التخلص من زر “Start” وقائمة “Start” لصالح شاشة “Start” التي يسهل استخدامها باللمس .
2. تحتوي الواجهة المبلطة الجديدة على أيقونات البرامج والمربعات الحية التي تعرض معلومات سريعة ومرتبطة بعناصر واجهة المستخدم .
3. لتحل محل قوائم البرامج والرموز، كان يتم تضمين سطح المكتب الذي يشبه ويندوز 7 .
4. تميز Windows 8 بسرعته عن الإصدارات السابقة من Windows، كما شمل دعمًا لأجهزة USB 3.0 الجديدة والأسرع بكثير، وتم تقديم متجر Windows الذي يوفر تطبيقات Windows العامة التي تعمل في وضع ملء الشاشة فقط.
5. لا يزال من الممكن تثبيت البرامج من مصادر خارجية مثل إصدارات أخرى من ويندوز، ولكن يمكنهم فقط الوصول إلى واجهة سطح المكتب التقليدية لنظام ويندوز .

نظام التشغيل Windows 8.1

1. تم إطلاق إصدار مجاني لنظام التشغيل Windows 8 في أكتوبر 2013، ويمثل Windows 8.1 تحولًا نحو تحديثات البرامج السنوية من Microsoft، وهو الخطوة الأولى في تحول Microsoft حول واجهتها المرئية الجديدة .
2. أعاد نظام Windows 8.1 تقديم زر “Start” (ابدأ) الذي يظهر شاشة “Start” (ابدأ) لعرض سطح المكتب، كما يمكن للمستخدمين الاختيار من بين خيارات الإقلاع المباشر إلى سطح مكتب نظام Windows 8.1 .
3. كانت شاشة البدء التي تركز على اللمس الأكثر ملاءمة لأولئك الذين يستخدمون حاسوب سطح المكتب مع الماوس ولوحة المفاتيح .

نظام التشغيل Windows 10

1. في 30 سبتمبر 2014، تم إطلاق إصدار Windows 10 كنسخة تجريبية فقط للمستخدمين المهتمين بتجربته .
2. من مميزات ويندوز 10 أنه سهل الاستخدام ويحتوي على العديد من الإضافات المختلفة التي تحسن أدائه