منهج نواة تقنية الجلسة الأولى

الهدف من الجَلسة

• معرفة ما نظام التشغيل ومهامه.
• معرفة أجزاء الحاسوب ومكوناته وكيفية إدارتها من قبل نظام التشغيل.
• معرفة أنواع نظم التشغيل.

محتوى الجَلسة

1.مقدمة.

2.نظام التشغيل.

      2.1 ما هي مهام نظام التشغيل.
          2.1.1 عرض عالي المستوى لأجهزة الحاسوب وجميع مكوناته (البوابات المنطقية).
          2.1.2 كيفية إدارة تخصيص الموارد للمستخدمين والعمليات.

3.ما الذي ليس جزءًا من نظام التشغيل.

      3.1 واجهة للمستخدم.
      3.2 تطبيقات للمستخدم.

4.أنواع نظم التشغيل.

      4.1 تفاعلي vs دفعي.
      4.2 منفرد المهام vs متعدد المهام.
      4.3 مستخدم واحد vs متعدد المستخدمين.
      4.4 real time vs non-real time.

طريقة التقديم

مقدمة

• ينوه الميسر إن أول جَلسة هي مقدمة بناء المهارات الأساسية لتطوير برمجيات علي نظام تشغيل لينكس.
• يوضح الميسر إن هذه الجَلسة سوف تغطي نظرة عامة عن مكونات الأجهزة والقطع المختلفة داخل الحاسوب وكيفية عمل نظام التشغيل مع أجهزة الحاسوب.

نظام التشغيل

• يسأل الميسر الطلاب عن ما نظام التشغيل.
• يستمع الميسر لإجابات الطلاب ويراجع معهم أن نظام التشغيل هو مجموعة من البرمجيات مسؤولة عن إدارة الموارد وبرمجيات الحاسوب وهو وسيط ما بين المستخدم وأجهزة الحاسوب.
• يسأل الميسر الطلاب عن مهام ودور نظام التشغيل الأساسي وما الذي يفعله.
• يناقش الميسر الطلاب عن أن نظام التشغيل له دورين أساسين وهما توفير رؤية عالية المستوى لأجهزة الحاسوب، وإدارة موارد الحاسوب. وأن أي نظام تشغيل يجب عليه أن يتوفر فيه هذان الدوران.
• يوضح الميسر أن هناك بعض من النظم التشغيل تتوفر فيها أكثر من الدورين السابقين مثل (إدارة الذاكرة، إدارة المعالج، إدارة الجهاز، إدارة الملفات، الأمن، التحكم في أداء النظام، محاسبة الوظائف، اكتشاف خطأ المساعدات، التنسيق بين البرامج والمستخدمين الآخرين).
• يسأل الميسر عن طريقة عمل الحاسوب وما هي مكوناته الأساسية.
• يستمع الميسر لإجابات الطلاب و يراجع معهم نموذج عمل الحاسوب.
• يشرح الميسر قوم الحاسوب بعمله الأساسي في جزء من الجهاز لا يمكننا رؤيته، وهو مركز تحكم يحول إدخال البيانات إلى إخراج معلومات، مركز التحكم هذا يسمى وحدة المعالجة المركزية (CPU).
• يوضح الميسر إن وحدة المعالجة المركزية تتكون من مجموعة معقدة للغاية وشاملة من الدوائر الإلكترونية[AND, OR, NOT, etc] التي تنفذ تعليمات البرنامَج المخزنة، ويجب أن تحتوي جميع أجهزة الحاسوب كبيرها وصغيرها على وحدة معالجة مركزية.
• يناقش الميسر طريقة تنفيذ وحدة المعالجة المركزية تعليمات البرنامَج.
• يشير الميسر إلى أن وحدة المعالج ينفذ عملية واحدة فقط في كل مرة، ولكن ينفذها بسرعة كبيرة جدا.
• يوضح الميسر أن تتمثل المهمة الرئيسية لوحدة المعالجة المركزية في تنفيذ البرامج باستخدام دورة. fetch-decode-execute المعروفة أيضًا باسم دورة التعليمات، تبدأ هذه الدورة بمجرد تشغيل الحاسوب.

ما هو الذي ليس جزءًا من نظام التشغيل

• يسأل الميسر عن ما هي الأشياء التي تعتبر نظم تشغيل وما هي الأشياء التي لا تعتبر نظم تشغيل.
• يوضح الميسر أن واجهة المستخدم وتطبيقات المستخدم ليسوا نظم تشغيل.
• يشرح الميسر أن من أجزاء نظم التشغيل:

1. إدارة العمليات
2. إدارة الذاكرة
3. إدارة نظام الملفات
4. إدارة الجهاز

أنواع نظم التشغيل

• يسأل الميسر عن ما هي أنواع نظم التشغيل والفروق بينها.
• يناقش الميسر مع الطلاب أنواع النظم المختلفة (تفاعلي vs دفعي، منفرد المهام vs متعدد المهام، مستخدم واحد vs متعدد المستخدمين، real time vs non-real time).
• يسأل الميسر على طريقة عمل النظام التفاعلي وطريقة عمل النظام الدفعي.
• يوضح الميسر أن طريقة عمل أنظمة الدُفعات هي تشغيل كل شيء دفعة واحدة ولا يوجد تفاعل مع أي مسؤول نظام أو مستخدم، باستثناء الاضطرار إلى بَدْء المهمة المجمعة أو جدولتها لبعض الوقت في المستقبل، بينما تتطلب الأنظمة التفاعلية إدخالاً من مستخدم أو مسؤول أنظمة أو في بعض الحالات عملية أخرى تعمل على الحاسوب.
• يسأل الميسر على الفرق بين النظام منفرد المهام، النظام متعدد المهام.
• يشرح الميسر أن النظام متعدد المهام يسمح بتشغيل أكثر من برنامَج واحد في نفس الوقت من وجهة نظر جداول زمنية بشرية، بينما يحتوي نظام منفرد المهام على برنامَج واحد قيد التشغيل.
• يسأل الميسر عن ما نظام المستخدم الواحد ونظام متعدد المستخدمين.
• يوضح الميسر أن نظام تشغيل المستخدم واحد يمكن لمستخدم واحد فقط الوصول إلى نظام الحاسوب في وقت واحد، بينما في نظام تشغيل متعدد المستخدمين يمكن لعدة مستخدمين الوصول إلى نظام الحاسوب في وقت واحد.
• يسأل الميسر عن الفرق بين نظام ال real time و نظام ال non-real time
• يشرح الميسر ان نظام التشغيل ال real time يضمن تشغيل المهمة في وقت معين و ستكون حتمية بطبيعتها فيما يتعلق بموعد وكيفية تشغيل هذه المهمة في ظل أي شروط محددة للقيام بذلك، بينما لا يوفر نظام التشغيل ال non-real time مثل هذه الضمانات ويمكن أن تفشل المهام الحرجة في ظلها حيث لن يتم ضمان وقت التنفيذ أو الوصول إلى الموارد.
• يسأل الميسر الطلاب في ما هي أنواع نظم التشغيل الذي يتكون منها نظام تشغيل لينوكس.