تعد أنظمة التشغيل بمثابة مجموعة من البرمجيات التي تسهم في تسهيل التواصل بين المستخدم وجهاز الحاسوب. يعتبر نظام التشغيل المُشغل الأساسي للحاسوب، ويتولى مسؤولية إدارته، حيث يعمل كحلقة وصل بين الحاسوب والمستخدم. في هذا المقال، نستعرض الخطوات اللازمة لإنشاء نظام تشغيل خاص بك.
خطوات إنشاء نظام تشغيل
تمكن أنظمة التشغيل المستخدمين من استكشاف أجهزة الكمبيوتر وتهيئة مساحات تخزين خاصة بهم. فيما يلي نوضح الخطوات اللازمة لصنع نظام تشغيل:
- تعلم البرمجة قبل الشروع في المشروع؛ فهي ضرورية لفهم لغة الحاسوب.
- حدد أنواع الوسائط التي ترغب في دعمها، مثل محركات الأقراص CD وDVD والأقراص الصلبة.
- حدد الفكرة الرئيسية لنظام التشغيل، مثل توفير واجهة استخدام بسيطة وسهلة التعامل.
- استهدف بنية المعالجات التي سيدعمها نظام التشغيل، مثل IA-32 وARM وx86_64، حيث تعتبر من أكثر المعالجات استخدامًا في الأجهزة.
- قرر إذا كنت تريد بناء نظام التشغيل من نقطة الصفر أم استخدام نظام موجود.
- حدد ما إذا كنت ستستخدم محمل إقلاع خاص بك أو محمل إقلاع موجود بالفعل مثل GRUB.
- اختر لغة البرمجة المناسبة؛ يفضل استخدام لغات مثل C وAssembly، على الرغم من إمكانية إنشاء النظام باستخدام لغات أخرى مثل Pascal أو Basic.
- حدد واجهة برمجة التطبيقات (API)، وتعتبر POSIX خيارًا جيدًا، حيث تحتوي على وثائق ثرية وتدعم جميع أنظمة Unix، مما يسهل نقل البرامج إليها.
- اختر التصميم الأنسب لك بين النوى الأحادية والنوى المصغرة؛ حيث تتميز النوى الأحادية بتطبيق جميع الخدمات داخل النواة، بينما تقوم النواة المصغرة بالجمع بين نواة صغيرة وعوامل المستخدم لتقديم الخدمات بشكل عام.
- فكر في العمل ضمن فريق؛ فهذا يمكن أن يقلل الوقت المستغرق لحل المشكلات وبالتالي إنتاج نظام تشغيل أفضل في فترة أسرع.
- احرص على عدم حذف محتويات القرص الصلب بالكامل؛ حيث إن مسح المحتويات سيؤدي إلى فقدان جميع البيانات. استخدم محمل إقلاع مثل GRUB لتشغيل النظام حتى يصبح جاهزًا للعمل.
- ابدأ بأشياء بسيطة، مثل عرض النصوص، قبل الانتقال إلى ميزات أكثر تعقيدًا مثل إدارة الذاكرة.
- احتفظ بنسخة احتياطية من آخر إصدار قيد العمل؛ فهذا يضمن وجود نسخة احتياطية عند مواجهة مشكلات خطيرة في نظام التشغيل الحالي أو عند تطوير نظام جديد.
- فكر في تجربة نظام التشغيل الجديد في بيئة افتراضية.
- قم بإصدار نسخة تجريبية؛ حيث يتيح ذلك للمستخدمين إبلاغك بالمشكلات المحتملة في نظام التشغيل.
- يجب أن يكون نظام التشغيل سهل الاستخدام، لذا عليك التأكد من تضمين ميزات سهل التعامل مع المستخدمين كجزء أساسي من تصميم النظام.
وظائف نظام التشغيل
تتعدد مهام نظام التشغيل، وسنستعرض بعضًا من هذه المهام كما يلي:
- إدارة مسارات البيانات.
- التحكم في وحدات الإدخال والإخراج.
- كشف الأعطال.
- إدارة الذاكرة الرئيسية.
- التواصل مع المستخدم.
- تحميل البرمجيات التطبيقية.
آلية عمل أنظمة التشغيل
يتبع نظام التشغيل خطة منظمة للعمل، ويمر بعدة مراحل، نستعرض هذه المراحل فيما يلي:
- التشغيل: يقوم نظام التشغيل بقراءة التعليمات المدونة في الذاكرة الدائمة (ROM) عند بدء تشغيل جهاز الحاسوب.
- الفحص: يتحقق نظام التشغيل من سلامة وحدات الإدخال والإخراج.
- تحميل النظام: بعد التأكد من سلامة الوحدات، يتم تحميل نظام التشغيل من الأقراص.
- استلام الأوامر: يقوم نظام التشغيل باستقبال الأوامر من مستخدم الحاسوب وتنفيذها.
- تشغيل النظام: تعتبر هذه المرحلة الأهم، حيث يبدأ بتنفيذ أوامر المستخدم باستخدام البرمجيات التطبيقية.
- انتهاء العملية وتكرارها: في هذه المرحلة، يعود النظام إلى الخطوة الأولى وينتظر أوامر جديدة لتنفيذها بنفس الطريقة.
ختاماً، تناولنا في هذا المقال كيفية إنشاء نظام تشغيل ومكوناته وآلية عمله، كما قمنا بتوضيح مهام نظام التشغيل، مما يبرز دوره الرئيسي كمشغل أساسي لأجهزة الحاسوب.
