سيستم عامل بدون شک مهمترين نرم افزار در کامپيوتر است . پس از روشن کردن کامپيوتر اولين نرم افزاري که مشاهده مي گردد سيستم عامل بوده و آخرين نرم افزاري که قبل از خاموش کردن کامپيوتر مشاهده خواهد شد، نيز سيستم عامل است . سيستم عامل نرم افزاري است که امکان اجراي تمامي برنامه هاي کامپيوتري را فراهم مي آورد. سيستم عامل با سازماندهي ، مديريت و کنترل منابع سخت افزاري امکان استفاده بهينه و هدفمند آنها را فراهم مي آورد. سيتم عامل فلسفه بودن سخت افزار را بدرستي تفسير و در اين راستا امکانات متعدد و ضروري جهت حيات ساير برنامه هاي کامپيوتري را فراهم مي آورد.
تمام کامپيوترها از سيستم عامل استفاده نمي نمايند. مثلا" اجاق هاي مايکرويو که در آشپزخانه استفاده شده داراي نوع خاصي از کامپيوتر بوده که از سيستم عامل استفاده نمي نمايند. در اين نوع سيستم ها بدليل انجام عمليات محدود و ساده، نيازي به وجود سيستم عامل نخواهد بود. اطلاعات ورودي و خروجي با استفاده از دستگاههائي نظير صفحه کليد و نمايشگرهاي LCD ، در اختيار سيستم گذاشته مي گردند. ماهيت عمليات انجام شده در يک اجاق گاز مايکروويو بسيار محدود و مختصر است، بنابراين همواره يک برنامه در تمام حالات و اوقات اجراء خواهد شد.
براي سيستم هاي کامپيوتري که داراي عملکردي بمراتب پيچيده تر از اجاق گاز مايکروويو مي باشند، بخدمت گرفتن يک سيستم عامل باعث افزايش کارآئي سيستم و تسهيل در امر پياده سازي برنامه هاي کامپيوتري مي گردد. تمام کامپيوترهاي شخصي داراي سيستم عامل مي باشند. ويندوز يکي از متداولترين سيستم هاي عامل است . يونيکس يکي ديگر از سيستم هاي عامل مهم در اين زمينه است . صدها نوع سيستم عامل تاکنون با توجه به اهداف متفاوت طراحي و عرضه شده است. سيستم هاي عامل مختص کامپيوترهاي بزرگ، سيستم هاي روبوتيک، سيستم هاي کنترلي بلادرنگ ، نمونه هائي در اين زمينه مي باشند.
سيستم عامل با ساده ترين تحليل و بررسي دو عمليات اساسي را در کامپيوتر انجام مي دهد :
• مديريت منابع نرم افزاري و سخت افزاري يک سِستم کامپيوتري را برعهده دارد. پردازنده ، حافظه، فضاي ذخيره سازي نمونه هائي از منابع اشاره شده مي باشند .
• روشي پايدار و يکسان براي دستيابي و استفاده از سخت افزار را بدو ن نياز از جزئيات عملکرد هر يک از سخت افزارهاي موجود را براي برنامه هاي کامپيوتري فراهم مي نمايد
اولين وظيفه يک سيستم عامل، مديريت منابع سخت افزاري و نرم افزاري است . برنامه هاي متفاوت براي دستيابي به منابع سخت افزاري نظير: پردازنده ، حافظه، دستگاههاي ورودي و خروجي، حافطه هاي جانبي، در رقابتي سخت شرکت خواهند کرد. سيستم هاي عامل بعنوان يک مدير عادل و مطمئن زمينه استفاده بهينه از منابع موجود را براي هر يک از برنامه هاي کامپيوتري فراهم مي نمايند.
وظيفه دوم يک سيستم عامل ارائه يک رابط ( اينترفيس ) يکسان براي ساير برنامه هاي کامپيوتري است . در اين حالت زمينه استفاده بيش از يک نوع کامپيوتر از سيستم عامل فراهم شده و در صورت بروز تغييرات در سخت افزار سيستم هاي کامپيوتري نگراني خاصي از جهت اجراي برنامه وجود نخواهد داشت، چراکه سيستم عامل بعنوان ميانجي بين برنامه هاي کامپيوتري و سخت افزار ايفاي وظيفه کرده و مسئوليت مديريت منابع سخت افزاري به وي سپرده شده است .برنامه نويسان کامپيوتر نيز با استفاده از نقش سيستم عامل بعنوان يک ميانجي براحتي برنامه هاي خود را طراحي و پياده سازي کرده و در رابطه با اجراي برنامه هاي نوشته شده بر روي ساير کامپيوترهاي مشابه نگراني نخواهند داشت . ( حتي اگر ميزان حافظه موجود در دو کامپيوتر مشابه نباشد ) . در صورتي که سخت افزار يک کامپيوتر بهبود و ارتقاء يابد، سيستم عامل اين تضمين را ايجاد خواهد کرد که برنامه ها، در ادامه بدون بروز اشکال قادر به ادامه حيات وسرويس دهي خود باشند. مسئوليت مديريت منابع سخت افزاري برعهده سيتم عامل خواهد بود نه برنامه هاي کامپيوتري، بنابراين در زمان ارتقاي سخت افزار يک کامپيوتر مسئوليت سيتستم عامل در اين راستا اولويت خواهد داشت . ويندوز 98 يکي از بهترين نمونه ها در اين زمينه است . سيستم عامل فوق بر روي سخت افزارهاي متعدد توليد شده توسط توليدکنندگان متفاوت اجراء مي گردد. ويندوز 98 قادر به مديريت و استفاده از هزاران نوع چاپگر ديسک و ساير تجهيزات جانبي است .
سيستم هاي عامل را از بعد نوع کامپيوترهائي که قادر به کنترل آنها بوده و نوع برنامه هاي کاربردي که قادر به حمايت از آنها مي باشند به چهار گروه عمده تقسيم مي نمايند.
• سيستم عامل بلادرنگ (RTOS). از اين نوع سيستم هاي عامل براي کنترل ماشين آلات صنعتي ، تجهيزات علمي و سيستم هاي صنعتي استفاده مي گردد. يک سيستم عامل بلادرنگ داراي امکانات محدود در رابطه با بخش رابط کاربر و برنامه هاي کاربردي مختص کاربران مي باشند. يکي از بخش هاي مهم اين نوع سيستم هاي عامل ، مديريت منابع موجود کامپيوتري بگونه اي است که يک عمليات خاص در زماني که مي بايست ، اجراء خواهند شد.
• تک کاربره - تک کاره . همانگونه که از عنوان اين نوع سيستم هاي عامل مشخص است، آنها بگونه اي طراحي شده اند که قادر به مديريت کامپيوتر بصورتي باشند که يک کاربر در هر لحظه قادر به انجام يک کار باشد. سيستم عامل Palm OS براي کامپيوترهاي PDA نمونه اي مناسب از يک سيستم عامل مدرن تک کاربره و تک کاره است .
• تک کاربره - چندکاره . اکثر سيستم هاي عامل استفاده شده در کامپيوترهاي شخصي از اين نوع مي باشند. ويندوز 98 و MacOS نمونه هائي در اين زمينه بوده که امکان اجراي چندين برنامه بطور همزمان را براي يک کاربر فراهم مي نمايند. مثلا" يک کاربر ويندوز 98 قادر به تايپ يک نامه با استفاده از يک واژه پرداز بوده و در همان زمان اقدام به دريافت يک فايل از اينترنت نموده و در همان وضعيت محتويات نامه الکترونيکي خود را براي چاپ بر روي چاپگر ارسال کرده باشد.
• چندکاربره . يک سيستم عامل چند کاربره ، امکان استفاده همزمان چندين کاربر از منابع موجود کامپيوتر را فراهم مي آورند. منابع مورد نياز هر يک از کاربران مي بايست توسط سيستم عامل بدرستي مديريت تا در صورت بروز اشکال در منابع تخصيص يافته به يک کاربر، بر روند استفاده ساير کاربران از منابع مورد نظر اختلالي ايجاد نگردد. يونيکس، VMS و سيستم هاي عامل کامپيوترهاي بزرگ نظير MVS نمونه هائي از سيستم هاي عامل چندکاربره مي باشند.
در اينجا لازم است که به تفاوت هاي موجود سيستم هاي عامل " چند کاربر " و " تک کاربر" در رابطه با امکانات شبکه اي اشاره گردد. ويندوز 2000 و ناول قادر به حمايت از صدها و هزاران کاربر شبکه مي باشند اين نوع سيستم هاي عامل بعنوان سيستم عامل چند کاربره واقعي در نظر گرفته نمي شوند.
در ادامه با توجه به شناخت مناسب بوجود آمده در دررابطه با انواع سيستم هاي عامل به عمليات و وظايف سيستم عامل اشاره مي گردد.

وظايف سيستم عامل

پس از روشن نمودن کامپيوتر، لولين برنامه اي که اجراء مي گردد ، مجموعه دستوراتي مي باشند که در حافظه ROM ذخيره و مسئول بررسي صحت عملکرد امکانات سخت افزاري موجود مي باشند. برنامه فوق (POST) ، پردازنده ، حافظه و ساير عناصر سخت افزاري را بررسي خواهد کرد . پس از بررسي موفقيت آميز برنامه POST ، در ادامه درايوهاي ( هارد ، فلاپي ) سيستم فعال خواهند شد. در اکثر کامپيوترها ، پس از فعال شدن هارد ديسک ، اولين بخش سيستم عامل با نام Bootstrap Loader فعال خواهد شد. برنامه فوق صرفا" داراي يک وظيفه اساسي است : انتقال ( استقرار ) سيستم عامل در حافظه اصلي و امکان اجراي آن . برنامه فوق عمليات متفاوتي را يه منظور استفرار سيستم عامل در حافظه انجام خواهد داد.
سيستم عامل داراي وظايف زير است :