مکینتاش

مکینتاش (به انگلیسی : macintosh) یا (مک (mac)) ساخته شرکت رایانه‌ای اپل است که مکینتاش اولیه در تاریخ ۲۴ ژانویه ۱۹۸۴ تولید شده‌است و اولین رایانه شخصی برای graphical user interface (gui) بود و در عوض استفاده از موشی با command line interface کار می‌کند. در حال حاضر میزان تنوع مکینتاش اپل از مک کوچک (mac mini) هست تا قویترین serverها مثل xserve که همگی ساخته شرکت اپل می‌باشد. مکینتاش اولیه از موتورولا ۶۸k که از خانواده ریزپردازنده‌ها هستند استفاده می‌کردند که بعداً تغییر کرد به موتورولا و آی‌بی‌ام پاور پیسی (power pc). با حروف اختصاری mac، محدوده‌ای از کامپیوترهای شخصی که توسط شرکت رایانه‌ای اپل در سال ۱۹۸۴ معرفی گردید. مکینتاش بر روی یک واسط گرافیکی کاربر معروف با استفاده آسان تأکید دارد که کامپیوترهای مبتنی بر مجموعه ریزپردازنده‌های ۶۸۰۰۰ موتورولا است.

تاریخچه

پروژه مکینتاش از اوایل سال ۱۹۷۹ به وسیله جف راسکین (جف راسکین) یک کارمند اپل آغاز شد. در سبتامبر ۱۹۷۹ راسکین مجاز شد تا روی پروژه کار کند و در آغاز به دنبال یک مهندس کامپیوتر رفت که بتواند یک شکل اولیه داشته باشند و بعد از چند سال راسکین توانست یک تیم برای ساخت اولین مکینتاش درست کنند که از

  • chris espinosa
  • joanna hoffman
  • george crow
  • jerry manock
  • susan kare
  • andy hertzfeld

تشکیل شده بودند.

mac os که مخفف macintosh operating system است، نام تجاری یک سری از سیستم‌عامل‌های دارای واسط گرافیکی کاربر است که توسط شرکت apple برای کامپیوترهای مکینتاش توسعه داده شده‌اند. سیستم‌عامل mac عموماً به خاطر رابط گرافیکی خوب خود مشهور شده‌است. این سیستم‌عامل برای نخستین بار در سال ۱۹۸۴ با کامپیوتر macintosh ۱۲۸k عرضه شد. نسخه‌های اولیه مک اواس تنها با کامپیوترهای مکینتاش که بر مبنای motorola ۶۸۰۰۰ ساخته شده بودند، سازگار بودند در حالیکه نسخه‌های جدیدتر با کامپیوترهای powerpc نیز سازگار شدند. اخیراً نیز سیستم‌عامل mac os x با کامپیوترهای intel x۸۶ سازگار شده‌است. نسخه‌های مختلف مک اواس نخستین سیستم‌عامل مکینتاش شامل دو بخش نرم‌افزاری بود که با نام‌های "system"و "finder" شناخته می‌شدند که هرکدام از این دو بخش دارای نسخه مخصوص به خود بودند. system ۷٫۵٫۱ نخستین نسخه‌ای بود که در آن آرم مک اواس یک قیافه خندان استفاده شده است؛ و نام مک اواس نیز برای اولین بار با mac os ۷٫۶ معرفی شد. سیستم‌عامل مک اواس را می‌توان به دو خانواده مختلف سیستم‌های عامل تقسیم کرد “classic” mac os که شامل سیستم‌عامل عرضه شده در سال ۱۹۸۴ و نسخه‌های بعدی آن تا نسخه mac os ۹ می‌شود.mac os x (که حرف "x" معرف عدد رومی ۱۰ است) از اجزای open step (توابع api تعریف شده برای یک سیستم‌عامل شی گرا که هر سیستم‌عامل مدرنی آن را به عنوان بخشی از هسته خود دارد استفاده می‌کند. "classic” mac osبا این ویژگی که در آن از خط فرمان استفاده نمی‌شود شناخته می‌شود. این سیستم‌عاملِ کاملاً گرافیکی بسیار مشابه سیستم‌عامل commodore geos است. با وجود راحتی استفاده از آن، این سیستم‌عامل دارای کمبودها و نقایصی نیز بود.

کمبودها و نقایص این سیستم‌عامل

حالت تک پردازشی (البته در نسخه‌های اولیه این سیستم‌عامل) یا چند پردازشی اشتراکی (در نسخه‌های بعدی)، امکان مدیریت حافظه با مقدار محدود، عدم استفاده از حافظه حفاظت شده، و احتمال تداخل با نسخه‌های جدیدتر سیستم‌های عامل دیگری که قابلیت‌های جدیدی (نظیر استفاده از شبکه) را فراهم می‌کنند، از جمله کاستی‌های این سیستم‌عامل به حساب می‌آیند. نخستین سیستم فایل استفاده شده در مک اواس سیستم فایل مکینتاش (macintosh file system (mfs)) بود که تنها امکان استفاده از یک سطح پوشه را فراهم می‌کرد. این سیستم فایل در نسخه‌های بعدی، با سیستم فایل hierarchical file system (hfs) سیستم فایل سلسله مراتبی) که دارای ساختار درختی مدیریت فایل بود، جایگزین شد. در رابطه با سیستم فایل سیستم‌عامل مکینتاش باید به نکته مهمی اشاره کرد که آن را از سیستم‌های فایل دیگر سیستم‌عامل‌ها متمایز می‌کند. اکثر سیستم‌های فایل که توسط dos، unix یا دیگر سیستم‌عامل‌ها استفاده می‌شوند، به سادگی فایل را بصورت یک سری از بایت‌های پیوسته در نظر می‌گیرند بطوریکه هر فایل نیاز به برنامه‌ای دارد که تشخیص دهد آن فایل حاوی چه اطلاعاتی است. برخلاف این قاعده، mfs و hfs فایل را بصورت دو بخش مجزا (بخش داده و بخش منابع) در نظر می‌گیرند. بخش «داده» (data) حاوی اطلاعات مشابه با سیستم‌عامل‌های دیگر است (مثلاً بخش داده می‌تواند حاوی متن یک سند یا اطلاعات یک فایل تصویری باشد). بخش «منابع»(resource) شامل دیگر اطلاعات ساختاری مربوط به فایل (مانند تعاریف منوها، گرافیک، صدا، یا کدهای اجرایی) است. یک فایل ممکن است تنها شامل بخش منابع باشد (در حالی که بخش داده آن خالی است)، یا تنها شامل بخش داده باشد (در حالی که بخش منابع آن خالی است) و یا شامل هر دو بخش داده و منابع باشد. یک فایل متنی می‌تواند متن را در بخش داده فایل و اطلاعات مربوط به نوع فرمت و قالب بندی متن را در بخش منابع فایل ذخیره کند. این کار به این منظور انجام می‌شود که مثلاً اگر برنامه‌ای با فرمت قالب بندی متن آشنا نبود، حداقل قادر به خواندن خود متن باشد. از طرف دیگر، این تقسیم بندی باعث ناهماهنگی و عدم سازگاری با دیگر سیستم‌های عامل می‌شود؛ با کپی کردن یک فایل از سیستم فایل mac به سیستم فایلی غیر از mac بخش منابع فایل از دست می‌رود. در mac os x از ساختار مدیریت حافظه و چند پردازشی کنترل شده مشابه سیستم‌عامل unix استفاده شده‌است. این سیستم‌عامل بر مبنای هسته mach (mach kernel) یک هسته کوچک سیستم‌عامل که در دانشگاه carnegie mellon در ایالت پنسیلوانیای آمریکا طی یک پروژه تحقیقاتی درباره محاسبات موازی و توزیع شده ایجاد شده‌است و نسخه bsd سیستم‌عامل unix یک سیستم‌عامل شیءگرا که توسط steve jobs در شرکت next ایجاد و توسعه داده شده‌است. سیستم مدیریت حافظه جدید اجازه اجرای برنامه‌های بیشتری را بطور هم‌زمان می‌دهد و از بسته شدن برنامه‌های دیگر در حال اجرا به علت crash کردن یک برنامه جلوگیری می‌کند. همچنین این سیستم‌عامل دومین سیستم‌عامل مکینتاش است که در آن خط فرمان نیز گنجانده شده‌است، هرچند که برای استفاده از این خط فرمان می‌بایست terminal emulator توسط کاربر اجرا شود سیستم‌عامل mac os دارای خط فرمان نبود و نخستین سیستم‌عامل مکینتاش که دارای خط فرمان بود، سیستم‌عامل a/ux است که توسعه آن متوقف شده‌است).مشکلات مختلفی باعث شده‌است که mac os x نسبت به mac os کمتر کاربرپسند باشد و کار با آن مشکل تر باشد. از جمله این عوامل نیاز به سخت‌افزار قوی تر برای اجرای سیستم‌عامل، عدم ارائه برخی قابلیت‌های سیستم‌عامل که در نسخه‌های قبلی وجود داشت، و برخی ناسازگاری‌های جدی با نسخه قبلی (زیرا درایورهای نوشته شده برای mac os سازگار با mac os x نیستند) است.

 

 

الگوریتم

خوارزمی یا الگوریتم (نسبت: الگوریتمی، خوارزمیک) مجموعه‌ای متناهی از دستورالعمل‌ها است، که به ترتیب خاصی اجرا می‌شوند و مسئله‌ای را حل می‌کنند. به عبارت دیگر یک الگوریتم، روشی گام به گام برای حل مسئله است. شیوه محاسبه معدل در مدرسه، یکی از نمونه‌های الگوریتم است.

خصوصیات یک الگوریتم

تمام الگوریتم‌ها باید شرایط و معیارهای زیر را دارا باشند:

  • ورودی

یک الگوریتم باید هیچ یا چندین پارامتر را به عنوان ورودی بپذیرد؛

  • خروجی

الگوریتم بایستی حداقل یک کمیت به عنوان خروجی (نتیجه عملیات) تولید کند؛

  • قطعیت

دستورات الگوریتم باید با زبانی دقیق، و بی‌ابهام بیان شوند. هر دستورالعمل نیز باید انجام‌پذیر باشد. دستورهایی نظیر «مقدار ۶ یا ۷ را به x اضافه کنید» یا «حاصل تقسیم پنج بر صفر را محاسبه کنید» مجاز نیستند؛ چرا که در مورد مثال اول، معلوم نیست که بالاخره چه عددی باید انتخاب شود، و در خصوص مثال دوم هم تقسیم بر صفر در ریاضیات تعریف نشده‌است.

  • محدودیت

الگوریتم باید دارای شروع و پایان مشخصی باشد، به نحوی که اگر دستورات آن را دنبال کنیم، برای تمامی حالات، الگوریتم پس از طی مراحل شمارا و متناهی خاتمه یابد. به علاوه، زمان لازم برای خاتمه الگوریتم هم باید به گونه‌ای معقول، کوتاه باشد.

ریشه واژهٔ الگوریتم

واژه الگوریتم از نام ریاضیدان و ستاره‌شناس و جغرافی‌دان نامی ایرانی، ابوجعفر محمد بن موسی خوارزمی (الخوارزمی)، گرفته شده است، که در خوارزم زاده شد و در دانشگاه «بیت الحکمه» بغداد به اوج شهرت رسید. خوارزم یکی از شهرهای «ایران بزرگ» بود، که امروزه در ازبکستان واقع شده است و خیوه نام دارد. رساله ای که خوارزمی در قرن ۹ میلادی به عربی نگاشته بود، در قرن ۱۲ به لاتین با نام "Algoritmi de numero Indorum" ترجمه شد؛ یعنی "[کتابی بدست]«الگوریتمی» در مورد اعداد هندی"، که «الگوریتمی» نام الخوارزمی بود که مترجم آن را در تبدیل به لاتین چنین آورده بود. در قرن ۱۳ میلادی واژه الگوریسموس(algorismus) به معنای «سیستم شمارش عربی(دهدهی)» (یعنی اعداد ۱ تا ۹ به علاوه صفر، و نیز مفهوم اعشار) بود؛ که هنوز هم یکی از معانی واژه الگوریسم(algorism) است. معنای دیگر الگوریسم «حساب کردن با کمک اعداد عربی» است؛ یعنی فن انجام أعمال حسابی پایه، مانند جمع و ضرب، با قرار دادن اعداد در زیر هم و إعمال قواعدی خاص، که جایگزین به کارگیری اعداد رومی و استفاده از چرتکه شد. حتی روش انجام دستی تقسیم و جذر گرفتن(رادیکال) هم الگوریسم نامیده می شود. در قرن ۱۹ این کلمه در فرانسوی به algorithme تغییر شکل پیدا کرد، البته معنایش ثابت ماند. طولی نکشید که این کلمه به شکل algorithm وارد زبان انگلیسی شد؛ ولی فقط در اواخر قرن ۱۹ میلادی بود که معنای عام‌تر امروزی‌اش را یافت، و به «هر مجموعه قواعدی برای انجام یک رویه محاسباتی یا روال رایانه‌ای به کار رود» الگوریتم گفته شد.

تبدیل نام الخوارزمی به الگوریسم و سپس الگوریتم احتمالا تحت تأثیر واژه یونانی arithmos (به معنای عدد) و arithmetic (به معنای محاسباتی) بوده است. برخی منابع هم کلمه لگاریتم را هم در تبدیل الگوریسم و الگوریتم بی تأثیر ندانسته اند.

نقش الگوریتم‌ها در علوم رایانه

در علوم رایانه، یک الگوریتم را یک روال محاسباتی خوش‌تعریف می‌دانند، که مقدار یا مجموعه‌ای از مقادیر را به عنوان ورودی (Input) دریافت کرده و پس از طی چند گام محاسباتی، ورودی را به خروجی (Output) تبدیل می‌کند. بجز این، الگوریتم را ابزاری برای حل مسائل محاسباتی نیز تعریف کرده‌اند. ساخت و طراحی الگوریتم مناسب در مرکز فعالیت‌های برنامه‌سازی رایانه قرار دارد. یک برنامه رایانه‌ای، بیان یک یا چند الگوریتم با یک زبان برنامه‌نویسی است.

مفهوم الگوریتم

مفهوم الگوریتم را معمولاً با تشبیه به دستور آشپزی توضیح می‌دهند. مثلاً اگر بخواهیم آبگوشت درست کنیم (عمل مورد نظر) با فرض اینکه مواد خام را داریم (حالت اولیه) مراحل مشخصی را باید طبق دستور آشپزی طی کنیم (دستورالعمل‌ها) تا به آبگوشت آماده (حالت پایانی) برسیم. البته الگوریتم‌ها معمولاً پیچیده‌تر از این هستند.

الگوریتم گاه دارای مراحلی است که تکرار می‌شود (در مثال آبگوشت مثلاً چند بار باید نمک زد یا آب اضافه کرد) و یا در مرحله‌ای نیازمند تصمیم‌گیری است (اگر نمک کافی است دیگر نمک نمی‌زنیم، اگر کافی نیست نمک می‌زنیم).

اگر الگوریتم برای عمل مورد نظر مناسب نباشد و یا غلط باشد به نتیجه مورد نظر نمی‌رسیم. مثلاً اگر الگوریتم آبگوشت را با مواد اولیه کباب انجام دهیم واضح است که به آبگوشت نمی‌رسیم.

باید بدانیم برای هر الگوریتم تعریف متغیرها و طراحی مرحله به مرحله بسیار مهم است. زیرا الگوریتم باید بداند بر روی چه متغیر هایی، چه اعمالی را انجام دهد و نتیجه را در غالب چه متغیرها یا پارامتر هایی نشان دهد.

مقدمه ای بر تحلیل الگوریتم‌

معمولاً برای حل یک مسئله، روش‌ها و الگوریتم‌های گوناگونی وجود دارند؛ یک الگوریتم ممکن است عمل مورد نظر را با دستورات مختلف در مدت زمان و یا کار کمتر یا بیشتری نسبت به الگوریتم دیگر انجام دهد. به همین دلیل، انتخاب الگوریتم مناسب و کارا اهمیت زیادی در موفق بودن و کارایی برنامه رایانه‌ای دارد. الگوریتم‌ها به عنوان یک فناوری مطرح هستند و دانشمندان آنها را طراحی، تحلیل، و مطالعه می‌کنند. مطالعه الگوریتم ها زمینه های متعددی را در بر می گیرد.در زیر به چند نمونه اشاره می کنیم که می توان آنها را چرخه حیات یک الگوریتم نامید.

الف)طراحی الگوریتم ها:روش های مختلفی برای طراحی الگوریتم ها وجود دارد که عبارتند از:روشهای تقسیم و غلبه،روش های حریصانه،روش های برنامه نویسی پویا ،روش های پسگرد و روش های انشعاب و تحدید.

ب)معتبر سازی یا اثبات درستی الگوریتم ها:بعد از طراحی باید اثبات شود که الگوریتم مزبور درست است.الگوریتمی درست است که به ازای هر ورودی مناسب خروجی صحیحی بدهد.اثبات درستی الگوریتم ها به اثلات قضایا در ریاضی می ماند و مرحله بسیار مهمی در زمینه مطالعه الگوریتم ها است

ج)تحلیل الگوریتم ها(تحلیل مقدم،ارزیابی کارایی الگوریتم ها):یک الگوریتم در زمان اجرا از cpuی کامپیوتر برای اجرای دستورالعمل ها و از جافظه برای ذخیره سازی برنامه و داده ها استفاده می کند یک الگوریتم در زمان اجرا چه مدت زمان از cpuبرای اجرای دستورالعمل(پیچیدگی زمانی)و چه مقدار از حافظه (چه اصلی و چه جانبی)برای ذخیره سازی برنامه و داده ها(پیچیدگی فضایی)نیاز دارد.

د)پیاده سازی الگوریتم ها:پیاده سازی یک الگوریتم نوشتن آن به زبان برنامه نویسی خاص است که معمولا بعد از تحلیل مقدم آن صورت می گیرد و نام برنامه به آن اطلاق می شود.

ه)تست برنامه:تست یک برنامه شاملi:اشکال زدایی و ii:تحلیل موخر(اندازه گیری کارآیی)است. اندازه گیری کارآیی عبارت است از فرآیند اجرای الگوریتم صحیح بر روی داده های نکونه گیری شده برای به دست آوردن زمان و حافظه مورد نیاز توسط کامپایلر. زمان اجرای یک الگوریتم به پارامتر های مختلفی بستگی دارد که از جمله می توان به نوع دستورالعمل ها (دستورالعمل های جمع،ضرب،نوشتن،خواندن،شرطی و...)کامپایلر مورد استفاده،زبان برنامه نویسی،سخت افزار به کار رفته و پارامتری مثل nکه می تواند معرف تعداد ورودی ها و خروجی ها و یا هر دو باشد اشاره کرد

تحلیل الگوریتم‌ها رشته‌ای است که به بررسی کارایی الگوریتم‌ها می‌پردازد. تحلیل الگوریتم‌ها یعنی پیش‌بینی منابع مورد نیاز برای اجرای یک الگوریتم، همچون: حافظه، پهنای‌باند ارتباطی، سخت‌افزار، و از همه مهمتر، زمان. کارایی یا پیچیدگی هر الگوریتم را با تابعی نشان می‌دهند که تعداد مراحل لازم برای اجرای الگوریتم را برحسب طول داده ورودی، یا میزان محل‌های لازم حافظه را بر حسب طول داده ورودی نشان می‌دهد.

جنبه حقوقی

در بعضی کشورها، مثل آمریکا اگر تعبیه فیزیکی الگوریتمی ممکن باشد (برای مثال، یک الگوریتم ضرب که می‌شود آن را در واحد محاسبهٔ یک ریز پردازنده تعبیه کرد) می‌شود آن الگوریتم را به ثبت رساند.

منابع برای مطالعه بیشتر

  • طراحی الگوریتم‌ها - تالیف دكتر محمود نقیب‌زاده
  • شيرعلی شهرضا و شيرعلی شهرضا - آموزش سریع الگوریتم ها
  • درس و کنکور طراحي الگوريتم - نوشته مهندس حميد رضا مقسمي - انتشارات گسترش علوم پايه
  • کتاب طراحی الگوریتم - جعفر نژاد قمی
  • مقدمه‌ای بر الگوریتم‌ها - پدیدآورنده: توماس اچ کورمن، چارلز لیزرسان، رونالد دیوست، کلیفورد استین - گروه مهندسی-پژوهشی خوارزمی (مترجم) - ناشر: درخشش
  • تحلیل و طراحی الگوریتم‌ها (رشته کامپیوتر) - پدیدآورنده: احمد فراهی، جعفر تنها - ناشر: دانشگاه پیام نور

 

لپ تاپ

رایانه کیفی یا لپ‌تاپ (به انگلیسی: Laptop)‏، کوچک و نسبتاً سبک گفته می‌شود. وزن آن معمولاً بین ۱ تا ۷ کیلو است که به‌اندازه و مواد مصرف شده در ساخت آن بستگی دارد. این رایانه کوچک‌تر از رایانه‌های رومیزی است و می‌تواند با یک باتری کارکند و یا از یک آداپتور AC/DC خارجی تغذیه شود. بسیاری از آن‌ها چند سلول ۳ ولت دارند که در اجرای عملکرد ساعت و دیگر فرآیندها در هنگام قطع برق مفید است. لپ‌تاپ‌ها به طور کلی دارای همان اجزایی هستند که در یک رایانه رومیزی وجود دارد ولی با این تفاوت که تا جای ممکن از وزن و اندازه آنها کاسته شده‌است. لپ‌تاپ‌ها دارای صفحه نمایش بلور مایع هستند و چند طرح حافظه درآن‌ها برای RAM در نظر گرفته شده‌است. لپ‌تاپ‌ها دارای یک صفحه کلید سرخود هستند و یک ماوس نیز روی صفحه زیرین آنها وجود دارد ولی می‌توان صفحه‌کلید و ماوس خارجی و جداگانه نیز به آنها متصل کرد.

طبقات

این نوع از لپتاپ‌ها اندازه بسیار کوچکی دارند و در نتیجه سیارتر از گونه‌های دیگر به حساب می‌آیند. اندازه آنها مانند PDA است و نوت‌بوک نیز خوانده می‌شوند و می‌توان آنها را روی زانو گذاشته و از آنها استفاده کرد. با این وجود در درایو سخت می‌تواند حرارت را تولید کند که عامل آسیب خواهد بود. به علت اندازه کوچک، آن‌ها ترکیبی از صفحه نمایش cm۲۰ برای کاربرها خواهند بود. آن‌ها می‌توانند صفحه کلید مینیاتوری و رابط موس داشته باشند. آن‌ها عملکرد ضعیف دارند و مولفه‌های پرانرژی هستند.

Ultraportable

این نوع از لپتاپ‌ها صفحه نمایش کوچکتر از ۱۲ اینچ به صورت مورب دارند و وزن آن‌ها کمتر از ۵-۳ پوند است. صفحه کلید آن‌ها اندازه کامل ندارد. مخاطبین اولیه آن‌ها مسافران تجاری هستند که به laptop سبک نیاز دارند. این‌ها اغلب خیلی گران هستند و دارای عمر طولانی باتری می‌باشند. Cpu با توان خانگی نیز استفاده شود. laptop از نوع نوری و باریک دارای وزن ۶-۴ پوند است و اندازه صفحه نمایش بین ۱۲ و۱۴ اینچ می‌باشد. laptop قاب بزرگ وزن ۷-۵ پوند دارد و اندازه صفحه نمایش ۱/۱۴ اینچ و ۴/۱۵ می‌باشد. ؛ رایانه جانشینی دسک تاپ: این‌نوع از لپتاپ‌ها عمدتاً در محل ثابت استفاده می‌شوند و به علت وزن و اندازه خود مطلوب نمی‌باشند. آنها فضای بیشتری را برای مولفه‌ها عرضه می‌کنند و به‌اندازه ۱۷ – ۲۰ in هستند. این‌ها دارای عمر باتری خیلی کوتاه می‌باشند که بیش از ۳ساعت نمی‌باشد زیرا سخت‌افزار جهت استفاده موثر باتری بهینه نشده‌است. گاهی اوقات آن‌ها را luggable گویند. این مثال از آنها شامل نوت بوک بازی است که می‌تواند پردازش گرافیکی سه بعدی انجام دهد.

ابزار مربوطه

Laptopها می‌توانند بر یک طیف محاسباتی بین ابزار پرتابل قرار گیرند. نقطه استفاده آن مانند نرم‌افزار دسک تاپ است ولی نمی‌تواند محاسبات متحرک را انجام دهد. دیگر نقاط طیف عبارتند از: رایانه‌های پرتابل: این‌ها به آسانی حرکت می‌کنند و نمی‌توانند هنگام حمل استفاده شوند. زیرا به توان AC نیاز دارند. رایج‌ترین آنها osbornel می‌باشد که می‌تواند نرم‌افزار دسک‌تاپ را راه‌اندازی کند ولی حامی محاسبه متحرک نمی‌باشد.

Tablets

رایانه‌ها به شکل نوت بوک کاغذی هستند و رابط آن‌ها دارای شیار مغناطیسی است و نرم‌افزار می‌تواند با یک صفحه نمایش تماسی شناخته شود. ازسال ۲۰۰۷ رایج‌ترین آن‌ها به نام tabletpc عرضه شد که صفحه نمایش تماسی دارد. بعضی از آن‌ها صفحه کلید ندارند و قابل انتقال می‌باشند. آنها چرخش ۱۸۰ درجه دارند و بر بالای صفحه کلید تا می‌شوند. آنها عمل‌کرد محدود در محل‌های خاص داشته‌اند و می‌توانند وظایف عادی را انجام دهند. Tablet اینترنتی به شکل لوج است و می‌تواند در محاسبه متحرک استفاده شود. آنها از لینوکس استفاده می‌کنند. و می‌توانند چند برنامه را راه‌اندازی کنند ولی جایگزین رایانه نمی‌شوند. ویژگی MP3، ویدئو، مرورگر اینترنت، chat و تصویر در آنها بارز است. PDAها نیز رایانه کوچک و جیبی هستند که عملکرد محدود دارند. آن‌ها حامی محاسبه متحرک هستند هرگز هر نرم‌افزار را راه‌اندازی نمی‌کنند. رایانه‌های دستی کوچکتر هستند و تلفن هوشمند یا PDA دارای یک تلفن سلولی مکمل می‌باشد. مرزهای این مقوله‌ها مشخص نمی‌باشد. OQOUPC یک PC با اندازه PDA می‌باشد. Apple emate کوچکتر از laptop است ولی نرم‌افزار PDA را راه‌اندازی می‌کند. خط Hpomnibook نیز دارای ابزار رایانهی دستی است. سخت‌افزار نوکیا ۷۷۰ مانند PDA است و ۶۰۰۰ Zaurus درآن کاربرد داشته‌است. تنها دلیل که آنرا PDA نمی‌خوانند آن است که نرم‌افزار PIM ندارد. از سوی دیگر ۷۷۰ و Zerus می‌توانند یک نرم‌افزار linux را اجرا کنند.

تاریخچه

قبل از توسعه رایانه نوت بوک و لپ‌تاپ، عقاید مشابه ارائه شد مانند alankay که در Xerox pare در اوایل ۱۹۷۰ راه‌اندازی شد. نخستین رایانه پرتابل در ۱۹۸۱ معرفی شد و در آن از سیستم‌عامل CP/M استفاده شد اگر چه این رایانه خیلی سنگین و بزرگ بود و مانیتور کوچک CRT داشت اثر زیادی در تجارت داشته‌است. این‌ها اولین رایانه پرتابل بوده‌اند و Xerox note دوباره در PARC در ۱۹۷۶ توسعه یافت. Osbovne اندازه چرخ خیاطی پرتابل را داشت و توانست برای هواپیماهای تجاری استفاده شود. با این وجود نمی‌توان آن را با باتری راه‌اندازی کرد. در سال ۱۹۸۲ کایروپ نوع دوم سیستم را عرضه کرد که براساس CP/M طراحی شده‌است. این سیستم دو برابر درایو فلاپی می‌باشد و می‌تواند ظرفیت ۲ برابر تولید کند. یک موفقیت مربوط به Compag بود که اولین محصول آن در ۱۹۸۳ عرضه شد. رایانه IBM یک سیستم استاندارد می‌باشد و می‌تواند از نوع Dsborne به شمار رود. توان AC در راه‌اندازی آن استفاده خواهد شد. Ms- dos یک ویژگی از IBM می‌باشد که سازگاری PC ندارد. یک ماشین دیگر در سال ۱۹۸۱ عرضه شد و در سال ۱۹۸۳ به نام Epson hx۲۰ معرفی گردید. این ویژگی صفحه کلید ۶۸ بیت را دارد و باتری آن از کادمیوم نیکل است. صفحه نمایش LCD در حدود ۴ خط متن را با ۲۰ کاراکتر نشان می‌دهد. پرینتر ماتریس نقطه‌ای ۲۴ ستون به نام ترجمه گر BASIC و ۱۶KB از RAM همگی نقش مهم در این روند دارند. laptop واقعی یک gridllol بود که توسط موگارید در ۱۹۸۰- ۱۹۷۹ عرضه شد. این سیستم طرح کنترلی دارد و صفحه نمایش مسطح آن می‌تواند خمیده شود. آن‌ها با چند باتری عمل می‌کنند که به صفحه نمایش پلاسمای ۲۰۰×۳۲۰ پیکسل مجهز هستند. با این وجود در ارتش آمریکا و ناسا از طرح فضایی در طی ۱۹۸۰ استفاده شد. سازندگان grid بازده ویژه حق خود را بدست آوردند و این نوآوری متداول شد. این شرکت از دو laptop دیگر نیز استفاده کرده‌است. که sharppc ۵۰۰ و gavilansc نام دارند. آن‌ها در سال ۱۹۸۳ و ۱۹۸۴ فروخته شدند. این سیستم به نام laptop معروف است. این می‌تواند به ابزار تماسی که بر صفحه کلید قرار دارند مجهز شود. آن‌ها مانند GRID کیس کوچک دارند ولی سازگاری IBM در آن‌ها زیاد است. آن‌ها قدرت اجرایی با هر نرم‌افزاری را دارا هستند. آن‌ها صفحه نمایش LCP دارند و می‌توانند به پرینتر خارجی وصل شوند. Delmont که در ۱۹۸۴ عرضه شد مانند gaveling است که در ۱۸۶-۸ Intel استفاده گردید.

جهش لپتاپ‌ها

سال ۱۹۸۳ یک لپ‌تاپ به نام Kyocera ۸۵ که فروش زیادی داشت روانه بازار شد. طراحی این لپ‌تاپ اقتباسی بود از Epson hx۲۰ و نخستین بار در ژاپن عرضه و جواز آن توسط tandy صادر شد و پس از آن olivettim -۱۰ کم‌کم توسعه یافت. مکانیزم P=۸۲۰۱ از چند استاندارد باتری AA استفاده کرد. این برنامه‌ها مانند مترجم Basiz و برنامه ترمینال می‌توانند اهمیت زیادی داشته باشد. پیل در این زمینه چند طرح را گزارش کرد. این رایانه می‌تواند از نوع کاراکتر ۴۰×۸۰ باشد. کم کم LCD برای صفحه کلید اصلی استفاده شد. با وجود یک مودم داخلی ترمینال پرتابل راه‌اندازی شد. به علت این ویژگی، عمر باتری و قیمت آن، کم‌کم از مدل‌های اصلی استفاده گردید. وزن آنها کمتر از kg2 بود و مقصد آن cm ۵/۴×۵/۲۱×۳۰ خوانده شد. ویژگی‌های اولیه عبارتند از ۸ کیلوبایت RAM و یک پردازنده ۳MHZ این ماشین اندازه نوت بوک واقعی را دارد و می‌تواند به صورت یک رایانه پرتابل عمل کند، این laptop سازگار IBM از نوع kayrop ۲۰۰۰ بود. که در سال ۱۹۸۵ عرضه شد. این نوع کیس آلومینیوم یک طرح مانند laptop مدرن داشته‌است. ۲۵ خط در ۸۰ کاراکتر بر صفحه نمایش LCD ظاهر شد. یک درایو فلاپی ۵/۳ اینچ به عنوان محل ذخیره استفاده شد. در بین اولین laptopهای IBM می‌توان به PC Convertible اشاره کرد. در سال ۱۹۸۶ از دو مدل sony به نام t ۱۰۰۰ و t۱۲۰۰ استفاده شد. این ماشین‌های DOS با دو سیستم‌عامل معرفی شدند. این ویژگی برمبنای DCS طراحی شده‌است. کم کم دراین راستا از طرح IBM، Toshiba، sonyو غیره استفاده شد. البته باید از آن با ویژگی IRS به‌اندازه Z-۱۷۱ نیز استفاده می‌شد. با توجه به این نقاط قوت، CDS می‌تواند بزرگترین عرضه کننده در سال ۱۹۸۷ و ۱۹۸۸ بود. CDS یک الگو را با این ساختار طراحی کرده‌است. اندازه یک کاغذ A4 در هر باتری به‌اندازه یک صفحه گسترده‌است. برنامه‌های ارتباطی نقش مهم در مینیاتوری کردن این رایانه‌ها دارند. ماشین ROM می‌تواند به صورت مدل ۸۰- TRS باشد که از نوع دیجیتالی و شخصی است. تا سال ۱۹۸۰ رایانه‌ها بین مردم رواج زیادی یافتند. NEC که در اواسط ۱۹۸۹ رایانه‌ها بین مردم رواج زیادی یافتند. NEC که در اواسط ۱۹۸۹ عرضه شد اولین نوت بوک بود که KG۲ بوده‌است. این دارای ۲ میگابایت درایو RAM می‌باشد. اولین نوت بوک دارای درایو سخت می‌باشد. که شامل Compaglie است. اندازه نوت بوک می‌تواند در صفحه نمایش مقیاس خاکستری با دقت CGAتعیین شود. یک نوع تلاش در Apple تحت اثر این فرآیند استفاده شد. اولین ماشین با توجه به طرح پرتابل ۱۹۸۹ گزارش شد. در واقع luggableها می‌توانند دارای صفحه نمایش ماتریس باشند. در هر حال این نوع laptop می‌تواند ترکیبی از چند ماشین سازگار باشد مانند outbound که در اختیار کاربر Mac قرار می‌گیرد. این نوع laptopها می‌توانند در اختیار کاربر Mac قرار داده شوند. آن‌ها معرف یک مجموعه room هستند که می‌توانند مکینتاش را تحت اثر قرار دهند. مجموعه power که در اکتبر ۱۹۹۱ عرضه شد عامل تغییر استانداردها بوده‌است. صفحه نمایش LCD یک گزینه برای طراحی صفحه کلید اصلی است. شمول ابزار نقطه برداری نیز مهم است. IBM توانست ThinkPad را توسعه دهد که یک طرح مشابه داشته‌است. در سال ۱۹۹۴ نیز RS/ ۶۰۰۰ N۴۰ عرضه شد که عامل اجرای AIX بوده‌است. Tadpole نیز براساس SPARC و DE CAIPNA طراحی شد. در تابستان ۱۹۹۵ کم‌کم محاسبات نوت بوک کامل شد. درآگوست همان سال نیز ویندوز ۹۵ عرضه شد و میکرو سافت به دنبال کنترل سیستم‌عامل بوده در این شرایط BIOS توانست مانند ASIC وارد بازار شود. این عامل بهینه سازی عمر باتری است. در این حرکت طراحان نوت بوک نوآوری را کاهش دادند. ویندوز ۹۵ کم‌کم اهمیت CD-ROM را بیشتر کرد و کم‌کم تغییر به پردازنده پنتیوم عملی شد. با توجه به این ویژگی در درایو سخت باید گفت یک نوع موفقیت در SALO عامل رشد بازار بوده‌است. کم‌کم این ساختار در بخش شرکتی پذیرفته شد. وقتی این تکنولوژی در طی ۱۹۹۰ رشد یافت شهرت وراندمان laptopها افزایش پیدا کرد. قیمت آن کاهش یافت و چند روند توسعه اجرا شد، در بین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • رشد تکنولوژی استفاده از باتری: باتری اسید سرب سنگین جایگزین تکنولوژی‌های سریع‌تر شد و از کادمیوم نیکل و یا NICD و پس هیدرید فلز نیکل استفاده شد. پلی مرلیتیوم نیز شهرت داشته‌است.
  • پردازنده‌های دارای توان کافی: در سال ۱۹۹۱ از پردازنده ۸۰۲۸۶ استفاده شد زیرا تقاضای انرژی ۸۰۳۸۶ بیشتر بوده‌است. پس Intel۳۸۶sl وارد بازار شد و نیاز توان laptop مورد توجه قرار گرفت. این همان طرح CPU خوانده می‌شود. ۳۸۶SL عامل هماهنگی با SX ۳۸۶ بوده و کم‌کم کنترل‌گرها در زنجیره I/O مکمل شدند و SL تهیه شده. در واقع هزینه در این شرایط نقش مهم دارد. مارک‌های اصلی نوت‌بوک نیز تابع این اصل عمل کرده‌اند. کم‌کم مجموعه‌های متفاوت پنتیوم وارد بازار شد. آن‌ها یک طرح مکمل با SL ۴۸۶ دارند. Intel طرح خود را نیز به طور همزمان معرفی کرد. نصب TAB می‌تواند عامل محدود برای عرضه نوت بوک‌ها باشد. کم‌کم بسته بندی استاندارد صورت گرفت. یک نوع نقص مربوط به مشکل ارتقای پردازنده‌هایی است که ویژگی دسک تاپ دارند. Intel در نهایت نتوانست مساله را حل کند و حافظه‌ها توسعه یافتند. در این شرایط خریداران می‌تونند نوع ارتقای cpu استفاده نمایند. فرآیند ساخت و تولید در عوارض وارداتی آمریکا توانست محرک بازار آمریکا باشد. MMC یک نسل از این داده‌ها با یک هماهنگی ساختاری است. زیر سیستم‌ها از طریق MMC رشد کردند.
  • صفحه نمایش بلور مایع پیشرفته و به خصوص ماتریس فعال LCD می‌تواند عامل رشد اصلی باشد. هر صفحه نمایش سفید و سیاه، آبی و سفید و یا خاکستری و STN در معرض سایه‌های سنگین قرار گرفت و حرکات تغییر کردند. صفحه نمایش رنگی STN کم‌کم رشد پیدا کرد اگر چه کیفیت نمایش ضعیف بوده‌است. تا سال ۱۹۹۱، دو نوع تکنولوژی LCD وارد بازار شد که به نام Dual STN و TFT بود. صفحه نمایش STN دارای مسائل خاص است مانند افزایش قیمت و دسترسی به نمایش عالی. DSTN می‌تواند برتر از TFT باشد و تا اواسط دهه ۹۰ کم‌کم شهرت یافت. دقت نمایش آن نیز زیاد است و زمان واکنش سریع می‌باشد. در این شرایط جایگزینی مانیتور CRT سنتی عملی گردد.
  • این نوع تکنولوژی‌ها می‌توانند برگرفته از درایو دیسک فلاپی باشند. در این حالت درایو دیسک سخت که ظرفیت بالا دارد می‌تواند اعتبار بالاتر را بدست آورد. کاربردها ذخیره‌ها را بر Laptop انجام می‌دهند. HDD ۵/۳ یک واکنش نسبت به نیازهای طراحان نوت بوک بوده‌است. تولیدات کم هزینه در این مسیر وارد بازار شدند. با فشار نوت بوک‌ها اندازه به ۵/۲ رسید. یک LAPTOP کودکانه (OLPC) نیز با استفاده از Flash به جای دیسک سخت استفاده شد. قابلیت ارتباط پیشرفته در این شرایط مودم درونی و مجموعه‌استاندارد، موازی و PS/2 در Laptop سازگار IBM-PC عرضه شد. توسعه آداپتور از ۱۹۹۷ عملی شد و USB از ۱۹۹۹ رشد یافت. Wife به آسانی با ابزار جانبی استفاده خواهد شد. چند laptop در مودم بی‌سیم پهنای باند ۳G ارزیابی شد laptop مدرن با ویژگی ۱۲ اینچ و یا ماتریس فعال دارای دقت نمایش ۷۶۸×۱۰۲۴ می‌باشد. کارت pc قیمت توسعه استفاده شده این نوع دسک تاپ درایو ۵/۳ دارد و می‌تواند مصرف کمتر توان را به همراه داشته باشد. تراشه‌های صوتی و تصویری نیز منسجم شدند. این باعث محدودیت استفاده laptop شد. دو نوع فیلد برای افزایش ثابت تقاضای سخت‌افزاری در نظر گرفته شد. کم کم به این روش پردازنده‌های گرافیکی مانند Dell، E۱۵۰۵ با یک نوع حرکت ATIM یا X۱۳۰۰ وارد بازار شدند. این نوع پردازنده‌ها بهتر از دسک تاپ هستند این عامل بهینه سازی استفاده کمتر توان است.
  • چندین پردازنده laptop از سوی Intel معرفی شد و آن‌ها برگرفته از mad و VIA می‌باشند. موتورولا و IBM تراشه‌هایی برای PC Laptop تولید کردند. در کل این پردازنده‌ها می‌توانند توان کمتری از دیگر عناصر داشته باشند. کم‌کم به این روش انرژی صرفه جویی شد و اتلاف حرارت کاهش پیدا کرد. با این وجود پردازنده G4 و G3 توانست یک عملکرد مانند PowerPC داشته باشد. این‌ها تحت اثر عوامل خاص قرار گرفته‌اند مانند پهنای باند ایستگاه سیستم با عرضه GS کم‌کم ساختار نواری طراحی شد. درآن جا Pismo G۳ تا ۵۰۰ MHZ پیش رفت. این نوع قطعات laptop دارای قطعات اصلی پیشرفته می‌باشند. laptop می‌تواند ۲ تا ۵ ساعت به طور موثراستفاده شود. در این شرایط باید چگونگی استفاده در نظر گرفته شود. باتری‌ها کم‌کم درطول زمان تغییر می‌کنند و بعد از ۵ سال عوض می‌شوند. این به الگوی شارژ و دشارژ بستگی دارد. یک نوع تراشه از laptop عملکرد بالا بدست می‌آید. ایستگاه docking لوازم یدکی زیادی در اوایل ۱۹۹۰ داشته‌است. آنها می‌تونند محل ذخیره ۲۵/۵ و ۵/۳ را عرضه کنند. از چند کانکتور نیز استفاده می‌شود هماهنگی laptop و docking از طریق کانکتور اختصاصی و سرعت بالا عملی شد. یک نوع استفاده در محیط محاسباتی شرکتی دیده شد. شرکت‌ها می‌توانند کم‌کم در این شرایط محیطی به رشد بالقوه برسند. این ایستگاه‌ها خیلی بزرگ و پرهزینه هستند. با توجه به این روند توسعه و شیار انبساطی کم‌کم عامل رپلیکاتور وارد بازار شد. این یک نوع توسعه احتمالی از VGA، PS/2، RS-۲۳۲ و غیره می‌باشد. رپلیکاسیون درگاه می‌تواند یک وسیله غیرانفعالی برای چندین LAPTOP باشد. این سرعت‌های بالا مانند آنچه که در USB دیده شده‌است می‌توانند در مورد USB ۲/۰ و یا دیوار آتش نیز کاربرد داشته باشند. این نوع لپ تاپ‌ها می‌توانند از مبدل AC خارجی بدست آیند. این عامل افزایش یک کیلوگرم وزن وسیله‌است. یک نوع وسیله نمایشگر در کنترل موقع یابی مکان نما استفاده می‌شود. این وسیله یک نوع کائوچو است که بین کلیدهای G، H و B قرار دارد برای ردیابی، لازم است ازفشار در جهت حرکت استفاده شود. این نوع صفحات به تماس حساس هستند و مکان نما با یک انگشت حرکت می‌کند. اینتل، Asus، compel، quanta و دیگر سازندگان لپ تاپ استاندارد بلوک ساختاری را برای قطعات طراحی نموده‌اند.

مسائل استاندارد سازی

اگر چه‌استاندارد جهانی عامل تشکیل عوامل جانبی و کارت PC در رایانه دسک تاپ می‌باشد هنوز باید استانداردهای جهانی برای عوامل امروزی در بخش داخلی طراحی گردند. ولتاژ الکتریکی، طرح مادربورد، آداپتور داخلی و غیره، کابل LCD و درایو فلاپی به صفحه اصلی متصل هستند. آن‌ها تحت اثر چند فیلد می‌باشند و باید ارتباط با سخت‌افزار ناسازگار عملی شود. این‌ها پیچیده‌تر از ابزار الکترونیکی مصرفی می‌باشند. قطعات متفاوت دارای مسائل خاص هستند و باید متخصصان با این ابزار و سخت‌افزارها آشنایی پیدا کنند. این یک اقدام خاص تجاری می‌باشد.

مسائل سازگاری

هر نوع مسئله در تجارت لپ تاپ شاخص اصلی از رایانه شخصی می‌باشد. چندین سازنده متفاوت وجود دارند که هر یک می‌توانند سیستم‌های خاص داشته باشند. ناسازگاری یک هنجار است. این نوع قطعات درونی و اختصاصی که توسط تولیدکنندگان تولید می‌شوند با دیگر محصولات عوض می‌شوند. این مولفه‌ها می‌توانند با laptop استفاده شوند. چند دلیل عبارتست از تضمین ثبات پذیری، عمر طولانی محصول و جلوگیری از مسائل صفانت و حفاظت مبتدیان از آسیب ماشین یک نکته مهم این است که اکثریت لپ تاپ‌ها در بازار توسط DMS ساخته می‌شوند. ODM بیش از OEM اهمیت دارد.

روابط اصلی عبارتند از:

  • Quanta، ltp، dell، توشیبا و... که بزرگ‌ترین تولیدکنندگان جهانی می‌باشند.
  • Compal با فروش به توشیبا، hp و...
  • Wirstron با فروش به hp، dell و...
  • Arima با فروش به hp، nec و...
  • Uniwill با فروش به IBM و...
  • Asus با فروش به apple و...
  • Inventec با فروش به hp و....

با این فرآیند جبران، سازندگان دارای خطوط محصول زیادی هستند مانند سخت‌افزار درونی، این با افزایش چند شیار سخت‌افزار و چند قطعه عملی است. کاربرها می‌توانند از سخت‌افزار رابط استفاده نمایند. با توجه به مولفه‌های سخت‌افزار، pcmia می‌تواند عامل رشد استاندارد باشد. دیگر لپ تاپ‌ها که usb ندارند دارای آداپتور pcmcia می‌باشند. آداپتور مدرن دو تا ۴ بخش ورودی USB دارد. آن‌ها می‌توانند از نوع USB و دیوار آتش باشند. بنابراین این مسائل سازگاری در رسیدن به سخت‌افزار و ابزار جانبی می‌توانند به راحتی حل شوند.

قابلیت ارتقاء

این روند بسیار محدود است و این به دلیل فنی و اقتصادی نمی‌باشد. از سال ۲۰۰۶ هیچ نوع استانداردی برای laptop گزارش نشد. هر فروشنده از طرح اختصاصی استفاده می‌کند و در نهایت می‌توان به مولفه‌هایی دست یافت که در بخش رقابت قرار گرفته‌اند با چند مورد استثنا می‌توان دید که مولفه‌های laptop به ندرت می‌توانند بین سازندگان مورد پذیرش قرار گیرند. آن‌ها در خطوط متفاوت تولید مورد توجه خاص هستند. ابزار جانبی آنها بر PCB اصلی قرار می‌گیرند و بنابراین ارتقا با استفاده از ورودی‌های خارجی عملی خواهد شد و می‌توان از شیار کارت و لوازم بی‌سیم استفاده کرد. دیگر مولفه‌ها مانند RAM و درایو سخت و باتری‌ها نیز توسط کاربر ارتقا خواهند یافت. بسیاری از این laptopها دارای cpu متحرک هستند اگر چه حمایت از دیگر cpuها به مدل‌های خاص محدود شده‌است. cpu شیاری می‌تواند به راحتی استفاده شود. در این شرایط مدل‌های سال گذشته به خوبی نمی‌توانند عمل ذخیره و جایگزینی را انجام دهند. بسیاری از این لپ تاپ‌ها دارای شیار داخلی minipct هستند و از wifi یا بلوتوث به عنوان یک نسخه استفاده خواهد شد ولی باید سنجش آن‌ها در کارت‌های نصب شده انجام شود. این نوع طرح‌ها می‌توانند به همراه USB و رابط I/O استفاده شوند. اگر چه کاربرها باید حامل لوازم جانبی USB باشند. در این حالت ان‌ویدیا و ATI یک رابط استاندارد برای واحد پردازش گرافیکی می‌باشند. انتخاب‌ها با توجه به PCIE/AGP بعد از بازاری محدود می‌باشد. در ژانویه ۲۰۰۷ نیز Asus اعلام کرد که ویدئوی خارجی ایستگاه XG برای لپ‌تاپ‌ها مفید است. ایستگاه XG به laptop وصل می‌شود و این با استفاده از USB-۲ و رابط کاری عملی است. در فوریه ۲۰۰۷ یک استاندارد جدید برای کابل خارجی PCI و کانکتور معرفی شد. این‌ها می‌توانند در آینده با استفاده از طرح حمایتی PCI و شاسی رشد یابند.

برند های معروف لپ تاپ سازی

  • Samsung
  • Apple
  • ASUS
  • DELL
  • Acer
  • Fujitsu (Fujitsu Siemens سابق)
  • HP
  • Lenovo
  • msi
  • SONY

 

سیستم عامل

سیستم‌عامل

سیستم‌عامل یا سامانهٔ عامل (به انگلیسی: Operating System)‏ نرم‌افزاری است که مدیریّت منابع رایانه را به عهده گرفته و بستری را فراهم می‌سازد که نرم‌افزار کاربردی اجرا شده و از خدمات آن استفاده کنند. سیستم‌عامل خدماتی به برنامه‌های کاربردی و کاربر ارائه می‌دهد. برنامه‌های کاربردی یا از طریق واسط‌های برنامه نویسی کاربردی (Application User Interface-APIs) و یا از طرق فراخوانی‌های سیستم (system call) به این خدمات دسترسی دارند. با فراخوانی این واسط‌ها، برنامه‌های کاربردی می‌توانند سرویسی را از سیستم‌عامل درخواست کنند، پارامترها را انتقال دهند، و پاسخ عملیات را دریافت کنند. ممکن است کاربران با بعضی انواع واسط کاربری نرم‌افزار مثل واسط خط فرمان (Command Line Interface-CLI) یا یک واسط گرافیکی کاربر (Graphical User Interface-GUI) با سیستم‌عامل تعامل کنند. برای کامپیوترهای دستی و رومیزی، عموما واسط کاربری به عنوان بخشی از سیستم‌عامل در نظر گرفته می‌شود. در سیستم‌های بزرگ و چند کاربره مثل یونیکس و سیستم‌های شبیه یونیکس، واسط کاربری معمولاً به عنوان یک برنامه کاربردی که خارج از سیستم‌عامل اجرا می‌شود پیاده سازی می‌شود.

دلایل ایجاد سیستم‌عامل

یک سیستم کامپیوتری پیشرفته از یک یا چند پردازنده، مقداری حافظه اصلی، دیسک‌ها، چاپگرها، صفحه‌کلید، صفحه‌نمایش، واسط‌های شبکه‌ای و دیگر دستگاه‌های ورودی و خروجی تشکیل شده‌است. اگر سیستم یکپارچه‌ای برای مدیریت این منابع وجود نداشته باشد، هر برنامه باید به تنهایی این کار را انجام دهد. سیستم‌عامل یک لایه نرم‌افزاری فراهم می‌کند که وظیفه مدیریت منابع سیستم را از دوش برنامه‌های کاربردی رهانیده و کار برنامه‌نویسی را ساده‌تر می‌نماید. که با توجه به نسخه‌های جدید سیستم عامل‌ها که به دلیل بهره مندی از تکنولوژی گرافیک و امکان استفاده از ماوس، امکان استفاده ساده و آسان را برای کاربران مبتدی فراهم نموده‌است. در حقیقت سیستم‌عامل واسط بین سخت‌افزار رایانه و کاربر می‌باشد.

وظایف سیستم‌عامل

سیستم‌عامل دو کار عمده انجام می‌دهد: در نگرش پایین به بالا، منابع منطقی (مانند فایل‌ها) و منابع فیزیکی (مانند دستگاه‌های سخت‌افزاری) رایانه را مدیریت و کنترل می‌کند.

در نگرش بالا به پایین، وظیفه سیستم‌عامل این است که یک ماشین توسعه یافته (Extended Machine) یا ماشین مجازی (Virtual Machine) را به کاربران ارائه کند تا آنها بتوانند آسان تر برنامه نویسی نمایند و درگیر پیچیدگی‌های سخت‌افزاری رایانه نشوند.

به طور کلی، وظایف سیستم‌عامل شامل موارد زیر است:

  • استفاده بهینه تر از منابع و جلوگیری از به هدر رفتن آنها
  • تخصیص و آزاد سازی منابع
  • اداره صف‌ها و زمان بندی استفاده از منابع
  • حساب داری میزان استفاده از منابع
  • ایجاد امنیت
  • ایجاد، حذف و اداره فرایندها
  • ایجاد مکانیسم‌های ارتباط بین فرایندها و همگام سازی آن‌ها
  • مدیریت فایلها و پوشهها
  • مدیریت حافظههای اصلی و جانبی
  • برقراری امکان دسترسی چندتایی (Multiaccess) و اجرای هم روند (Concurrent) فرایندها
  • به اشتراک گذاری منابع (Resource Sharing)
  • تعیین راهکارهایی برای اداره بن بست (deadlock)ها
  • جلوگیری از شرایط رقابتی (Race Condition) و تداخل یا در هم قفل شدن (Interlock) فرایندها
  • جلوگیری از گرسنگی (Starvation)

سیستم‌عامل‌های فعلی

در سالهای اخیر رقابت بیشتر بین سیستم‌عامل‌های مایکروسافت ویندوز، اپل مک اواس و لینوکس جریان دارد که آماری که در ماه ژوییه ۲۰۱۱ توسط وب‌گاه W3Schools به ثبت رسیده حاکی از آن است که هم اکنون بیش از ۸۰ درصد کاربران اینترنت از سیستم‌عامل ویندوز استفاده می‌کنند.

آمار موجود که مربوط به اوت ۲۰۱۰ می‌باشد به شرح زیر است:

از سیستم‌عامل‌های مشهور کامپیوترهای شخصی می‌توان به اسامی زیر اشاره کرد:

همچنین از سیستم‌عامل‌های موجود روی گوشی‌های تلفن همراه نسل جدید می‌توان به اسامی زیر اشاره کرد:

تاریخچه

در آغاز اولین کامپیوترها فاقد سیستم‌عامل بودند. در اوایل سال ۱۹۶۴ فروشندگان کامپیوترهای تجاری ابزار کاملا گسترده‌ای را برای تسهیل توسعه، زمانبندی، و اجرای کارها روی یک سیستم پردازش دسته‌ای فراهم می‌کردند. برای مثال کامپیوتر تولید شده توسط UNI VAC.

در ابتدا سیستم‌عامل روی مین فریم‌ها مستقر می‌شد و کمی بعد سیستم‌عامل میکروکامپیوترهای ابتدایی که فقط از یک برنامه در هر زمان پشتیبانی می‌کردند و به یک زمانبند بسیار ابتدایی نیاز داشتند. هر برنامه زمانی که در حال اجرا بود تحت کنترل کامل ماشین قرار داشت. چند وظیفه‌ای (اشتراک زمانی) اولین بار در مین فریم‌ها و در ۱۹۶۰ عرضه شد. ابتدا کامپیوترها بسیار بزرگ و جاگیر بودند اما امروزه در کف یک دست جا می‌گیرند.

مین فریم‌ها

میکرو کامپیوترها

میکروکامپیوترهای اولیه نیاز یا ظرفیت داشتن یک سیستم‌عامل پیچیده که روی مین فریم‌ها توسعه یافته بود نداشتند.

انواع سیستم‌عامل

سیستم‌عامل تک پردازنده

این نوع سیستم‌عامل‌ها، سیستم‌عامل‌های نسل چهارم (نسل فعلی) هستند که بر روی یک پردازنده اجرا می‌شوند.از قبیل XP,Vista,۹۸,Me که بیشتر محصول شرکت مایکرو سافت می‌باشند.

سیستم‌عامل شبکه‌ای

سیستم عاملهایی مثل ناول نت که بیشترین استفاده و ا مکانات این سیستم عامل برای شبکه می باشد

سیستم‌عامل توزیع شده

این سیستم‌عامل‌ها خود را مانند سیستم‌عامل‌های تک پردازنده به کاربر معرفی می‌کنند، اما در عمل از چندین پردازنده استفاده می‌کنند. این نوع سیستم‌عامل در یک محیط شبکه‌ای اجرا می‌شود در این نوع سیستم یک برنامه پس از اجرا در کامپوترهای مختلف جواب نهایی به سیستم اصلی کاربر بر می‌گردد سرعت پردازش در این نوع سیستم بسیار بالاست.

سیستم‌عامل بی‌درنگ

از این نوع سیستم‌های عامل برای کنترل ماشین آلات صنعتی، تجهیزات علمی و سیستم‌های صنعتی استفاده می‌گردد. یک سیستم‌عامل بی‌درنگ دارای امکانات محدود در رابطه با بخش رابط کاربر و برنامه‌های کاربردی مختص کاربران هستند. یکی از بخش‌های مهم این نوع سیستم‌های عامل، مدیریت منابع موجود کامپیوتری بگونه‌ای است که یک عملیات خاص در زمانی که می‌بایست، اجراء خواهند شد، مهم‌تر اینکه مدیریت منابع بگونه ایست که این عمل در هر بار وقوع، مقدار زمان یکسانی بگیرد.

 

 

وقفه‌ها

دسته‌بندی وقفه‌ها

  • برنامه وقفه‌هایی که به دلیل بعضی شرایظ حاصل از یک دستورالعمل بروز می‌کند. شامل سریز شدن محاسباتی، تقسیم بر صفر، تلاش برای اجرای یک دستورالعمل ماشین غیر مجاز و مراجعه به آدرسی خارج از فضای مجاز کاربر.
  • زمان‌سنج وقفه‌ای که توسط زمان‌سنج داخلی تولید می‌شود. این وقفه به سیستم‌عامل اجازه می‌دهد، بعضی اعمال را به طور مرتب انجام دهد.
  • ورودی/خروجیوقفه‌هایی که به وسیله کنترل کننده ورودی/خروجی تولید می‌شود، تا کامل شدن طبیعی یک عمل یا شرایط خطا را اعلام نماید.
  • نقص سخت‌افزار وقفه‌هایی که با نقص سخت‌افزاری تولید می‌شود، مثل نقص برق یا خطای توازن حافظه.

مدیریت حافظه

سیستم عامل در رابطه با مدیریت حافظه دو عملیات اساسی را انجام خواهد داد:

  • هر پردازه یه منظور اجراء می‌بایست دارای حافظه مورد نیاز و اختصاصی خود باشد.
  • از انواع متفاوتی حافظه در سیستم استفاده می‌کند تا هر پردازه قادر به اجراء با بالاترین سطح کارآئی باشد.

سیستم عامل در ابتدا می‌بایست محدوده‌های حافظه مورد نیاز هر نوع نرم‌افزار و برنامه‌های خاص را فراهم نمایند. مثلاً فرض کنید سیستمی دارای یک مگابایت حافظه اصلی باشد. سیستم عامل کامپیوتر فرضی، نیازمند ۳۰۰ کیلو بایت حافظه است. سیستم عامل در بخش انتهائی حافظه مستقر و به همراه خود درایورهای مورد نیاز یه منظور کنترل سخت‌افزار را نیز مستقر خواهد کرد. درایورهای مورد نظر به ۲۰۰ کیلو بایت حافظه نیاز خواهند داشت. بنابراین پس از استقرار سیستم عامل بطور کامل در حافظه، ۵۰۰ کیلو بایت حافظه باقیمانده و از آن برای پردازش برنامه‌های کاربردی استفاده خواهد شد. زمانیکه برنامه‌های کاربردی در حافظه مستقر می‌گردند، سازماندهی آنها در حافظ بر اساس بلاک هائی خواهد بود که اندازه آنها توسط سیستم عامل مشخص خواهد شد. در صورتی که اندازه هر بلاک ۲ کیلوبایت باشد، هر یک از برنامه‌های کاربردی که در حافظه مستقر می‌گردنند، تعداد زیادی از بلاک‌های فوق را (مضربی از دو خواهد بود)، بخود اختصاص خواهند داد. برنامه‌ها در بلاک هائی با طول ثابت مستقر می‌گردند. هر بلاک دارای محدوده‌های خاص خود بوده که توسط کلمات چهار و یا هشت بایت ایجاد خواهند شد. بلاک‌ها و محدو ده‌های فوق این اطمینان را بوجود خواهند آورد که برنامه‌ها در محدوده‌های متداخل مستقر نخواهند شد.

در اغلب رایانهها، می‌توان ظرفیت حافظه را ارتقاء و افزایش داد. مثلاً می‌توان میزان حافظه RAM موجود را از یک مگابایت به دو مگابایت ارتقاء داد. روش فوق یک راهکار فیزیکی برای افزایش حافظه بوده که در برخی موارد دارای چالش‌های خاص خود می‌باشد. در این زمینه می‌بایست راهکارهای دیگر نیز مورد بررسی قرار گیرند. اغلب اطلاعات ذخیره شده توسط برنامه‌ها در حافظه، در تمام لحظات مورد نیاز نخواهد نبود. پردازنده در هر لحظه قادر به دستیابی به یک محل خاص از حافظه‌است. بنابراین اکثر حجم حافظه در اغلب اوقات غیر فابل استفاده‌است. از طرف دیگر با توجه به اینکه فضای ذخیره سازی حافظه‌ها ی جانبی نظیر دیسک‌ها بمراتب ارزانتر نسبت به حافظه اصلی است، می‌توان با استفاده از مکانیزمهائی اطلاعات موجود در حافظه اصلی را خارج و آنها را موقتاً بر روی هارد دیسک ذخیره نمود. بدین ترتیب فضای حافظه اصلی آزاد و در زمانیکه به اطلاعات ذخیره شده بر روی هارد دیسک نیاز باشد، مجدداً آنها را در حافظه مستقر کرد. روش فوق «مدیریت حافظه مجازی» نامیده می‌شود.

حافطه‌های ذخیره سازی دیسکی، یکی از انواع متفاوت حافظه موجود بوده که می‌بایست توسط سیستم عامل مدیریت گردد. حافطه‌های با سرعت بالای Cache، حافظه اصلی و حافظه‌های جانبی نمونه‌های دیگر از حافظه بوده که توسط سیستم عامل مدیریت گردند.

چند وظیفه‌ای

چندکارگی یا چندوظیفگی یا (به انگلیسی: multitasking)‏، انجام هم‌زمان دو یا چند کار و وظیفهٔ رایانه‌ای از سوی واحد پردازش مرکزی است.

مراحل کار بصورت زیر میباشد: ۱- پردازنده یک سیگنال وقفه دریافت مینماید. ۲- پس از دریافت سیگنال وقفه توسط پردازنده، پردازنده کاری را که در حال انجامش است را متوقف نموده و تا آن نقطه‌ای که آن کار را انجام داده ذخیره مینماید تا در زمان مقتضی به ادامه کار قبلی از همان نقطه توقف یافته بازگردد. ۳- پردازنده به سراغ دستگاه یا برنامه درخواست کننده وقفه رفته و دستور را برای پردازش فراخوانی مینماید. ۴- بعد از پردازش یک دستور از مرحله قبل، وقفه برای زمان‌بندی فراخوان میدهد. ۵-