- الانتقال من البرمجة الثنائية اليدوية إلى إنشاء واجهات مستخدم رسومية متطورة.
- تطوير مفاهيم أساسية مثل البرمجة المتعددة، وتقاسم الوقت، والأنظمة الموزعة.
- ظهور بنى أساسية مثل يونكس والتنويع نحو بيئات مفتوحة مثل جنو/لينكس.
لفهم كيفية عمل الأجهزة التي نستخدمها اليوم، من الضروري العودة إلى الوراء ورؤية كيف بدأت إدارة الأجهزة. في ذلك الوقت، لم يكن هناك ما يُسمى بالبرمجيات الوسيطة؛ فقد أمضى المبرمجون ساعات في التفاعل مباشرة مع لغة الآلة ، وتحريك المفاتيح، والتعامل مع الأصفار والآحاد في عصر كانت فيه الحوسبة في مهدها.
بمرور الوقت، ازداد تعقيد الآلات إلى درجةٍ جعلت إدارتها يدويًا أمرًا مستحيلاً. وقد أدى ذلك إلى ظهور الحاجة إلى طبقةٍ لتنظيم الموارد، مما أدى إلى تطوير أنظمة التشغيل التي، منذ بداياتها المتواضعة، غيّرت العلاقة بين الإنسان والآلة، وجعلتها أكثر سلاسةً وبساطةً.
البدايات وعصر اليانصيب
في أوائل أربعينيات القرن العشرين، كنا في جيل الصفر. لم يكن هناك نظام تشغيل؛ وكان الوصول إلى وحدة التحكم يتم مباشرةً عبر مفاتيح صغيرة تسمح بتحميل البرنامج في الذاكرة. ولم تظهر المفاهيم الأولى للشاشة المقيمة والتخزين المؤقت إلا في خمسينيات القرن العشرين ، مما جعل التفاعل أقل بدائية.
كان الهدف الرئيسي هو تحسين وقت الخمول. ظهر أول نظام تشغيل رسمي عام 1956 لجهاز IBM 704، وكانت وظيفته الأساسية تشغيل البرنامج التالي فور انتهاء البرنامج السابق. ولتسريع هذه العملية، طُبقت تقنيات مثل التخزين المؤقت والطباعة المتزامنة، مما سمح بتحميل البيانات وتنفيذها في آنٍ واحد.
في ذلك الوقت، كانت العملية شاقة للغاية. كان المبرمجون يكتبون الشفرة على الورق باستخدام لغة فورتران أو لغة التجميع، ثم ينقلونها إلى بطاقات مثقبة ، ويسلمونها إلى عامل التشغيل. يتولى عامل التشغيل إدارة مجموعات المهام، وفي النهاية، يجمع المبرمج النتائج المطبوعة في غرفة الإخراج.
ثورة البرمجة المتعددة وتقاسم الوقت
بحلول ستينيات القرن العشرين، شهدت الحوسبة قفزة نوعية بفضل ظهور الدوائر المتكاملة. وهنا تكمن أهمية ظهور البرمجة المتعددة . فبدلاً من أن يشغل برنامج واحد وحدة المعالجة المركزية ويتركها خاملة في انتظار عملية إدخال أو إخراج، ينتقل نظام التشغيل إلى تنفيذ مهمة أخرى، مستفيداً بذلك من إدارة العمليات في أنظمة التشغيل لتحسين تخصيص الموارد.
لتحسين التفاعل، تم اعتماد نموذج متعدد المستخدمين باستخدام تقنية المشاركة الزمنية . على عكس البرمجة المتعددة البسيطة، يقوم النظام هنا بإيقاف التطبيق مؤقتًا بعد فترة قصيرة للسماح لمستخدم آخر، مما يُمكّن عدة أشخاص من العمل على الكمبيوتر في وقت واحد عبر محطات طرفية متصلة بالإنترنت.
شهدت هذه الفترة أيضاً ظهور أنظمة الوقت الحقيقي، المصممة لمعالجة الأحداث الخارجية ضمن أطر زمنية دقيقة للغاية. وإذا فشل النظام في الاستجابة ضمن الإطار الزمني المتوقع، يُعتبر ذلك فشلاً حرجاً، وهو مفهوم أساسي قائم على مبادئ أنظمة الوقت الحقيقي الإلكترونية ، لا سيما في قطاعي الاتصالات والتحكم الصناعي.
عصر الأنظمة الكبيرة وولادة نظام يونكس
بين منتصف الستينيات والسبعينيات، أطلقت شركة IBM عائلة System/360، مصممةً أجهزةً متعددة الأغراض كانت بمثابة عمالقة حقيقية. كانت هذه الأنظمة قادرة على التعامل مع معالجة الدفعات، ومشاركة الوقت، والمعالجة المتعددة في وقت واحد، على الرغم من أنها كانت مكلفة للغاية ومعقدة التطوير، وغالبًا ما تجاوزت ميزانياتها الأصلية.
في هذا السياق، كانت سبعينيات القرن العشرين فترة محورية مع ابتكار نظام التشغيل يونكس في مختبرات بيل التابعة لشركة AT&T. شكّل يونكس علامة فارقة لكونه أحد أوائل أنظمة التشغيل المكتوبة بلغة برمجة عالية المستوى ، مما وضع الأساس لكل ما نستخدمه اليوم تقريبًا. بالتوازي معه، ظهرت مشاريع أخرى، مثل مولتيكس ونظام CP/M الشهير الذي ابتكره غاري كيلدال، والذي أصبح المعيار لأجهزة الكمبيوتر الصغيرة المبكرة.
صعود الحوسبة الشخصية والواجهات الرسومية
مع ظهور دوائر التكامل واسع النطاق (LSI)، بدأت أجهزة الكمبيوتر تدخل المنازل. لم يعد الأداء هو الأولوية الوحيدة، وتحول التركيز إلى جعل النظام سهل الاستخدام للمستخدم العادي ، مما أدى إلى تطوير القوائم وواجهات المستخدم الرسومية (GUIs).
في ثمانينيات القرن العشرين، هيمنت مايكروسوفت على الساحة بنظام التشغيل MS-DOS، الذي نشأ في الأصل من استحواذها على نظام QDOS. وفي الوقت نفسه، أطلقت آبل في عام 1984 جهاز ماكنتوش، الذي فاجأ العالم بتقديمه استخدام الفأرة وواجهة رسومية ، وهو أمر كان يُعتبر آنذاك مجرد "لعبة" من قِبل مُحبي سطر الأوامر.
شهدنا خلال هذه المرحلة أيضاً محاولات أخرى مثيرة للاهتمام:
- أميغا أو إس: رائد في مجال إمكانيات الوسائط المتعددة في عام 1985.
- نظام التشغيل/2: مشروع مشترك بين شركتي IBM ومايكروسوفت انتهى بإدارته بالكامل من قبل شركة IBM.
- نظام التشغيل BeOS: يركز على الأداء العالي والكفاءة في مجال الوسائط المتعددة.
الأنظمة الحديثة: من نواة لينكس إلى استقرار نظام التشغيل NT
في تسعينيات القرن الماضي، شهد المشهد تنوعاً هائلاً. ظهر نظام جنو/لينكس، وهو نسخة مجانية من يونكس مبنية على معيار بوزيكس. وبفضل طبيعته مفتوحة المصدر ونظام صلاحياته القوي، أصبح لينكس أساساً لأنظمة التشغيل المجانية للخوادم والحوسبة الفائقة، مع توزيعات معروفة مثل أوبونتو وديبيان.
من ناحية أخرى، حققت مايكروسوفت قفزة نوعية مع نظام التشغيل ويندوز إن تي (التقنية الجديدة). فعلى عكس الإصدارات الأولى من ويندوز، التي كانت مجرد طبقات بسيطة فوق نظام التشغيل إم إس-دوس، كان نظام إن تي نظامًا مستقرًا بواجهة رسومية خاصة به ، موجهًا نحو محطات العمل والخوادم، مما وضع الأساس لنظام ويندوز الحديث وأنظمة ملفاته.
كما طورت شركة آبل نظام التشغيل ماك أو إس إكس، المبني على داروين ونواة إكس إن يو، حيث دمجت خدمات يونكس وبي إس دي لتحقيق مستوى من الاستقرار افتقرت إليه الإصدارات السابقة. وقد مكّنت هذه البنية من إدارة متقدمة للذاكرة ومعالجة متعددة متناظرة أكثر كفاءة.
مشاريع متخصصة وبرامج مجانية حالية
يستمر النظام البيئي في النمو مع مشاريع متخصصة للغاية. فهناك ReactOS، الذي يهدف إلى أن يكون نسخة طبق الأصل من Windows NT لتحقيق التوافق الثنائي، وFreeDOS، الذي يسعى إلى أن يكون بديلاً مجانيًا ومتوافقًا مع نظام MS-DOS القديم. كما توجد أيضًا أنظمة تشغيل مُحسّنة رائعة، مثل أنظمة التشغيل الخفيفة لإعادة تشغيل أجهزة الكمبيوتر القديمة، مثل SymbOS، المصمم لأجهزة ذات إمكانيات محدودة للغاية ولكن بواجهة مستخدم مشابهة لنظام Windows 95.
في عالم يونكس، تطور نظام سولاريس إلى أوبن سولاريس، ومن ثم انبثقت عنه مشاريع مثل إيلوموس وأوبن إنديانا، محافظًا بذلك على إرث شركة صن مايكروسيستمز. وأخيرًا، يتبع نظام هايكو نهج نظام بي أو إس، مركزًا على الحوسبة الشخصية والوسائط المتعددة بكفاءة عالية.
لقد كان مسار أنظمة التشغيل مسارًا ثابتًا نحو التجريد، مما يسمح للمستخدم النهائي بعدم القلق بشأن التفاصيل المادية للأجهزة ولكن بالتفاعل مع آلة افتراضية محسّنة وآمنة تسهل أي مهمة يومية.
