سیستم عامل یا Operating System ، نرم‌افزار سیستمی است که مدیریت منابع رایانه را به عهده می‌گیرد و بستری را فراهم می‌سازد که نرم‌افزار کاربردی اجرا شده و کاربر از خدمات آن استفاده کند. سیستم‌عامل جزء ضروری‌ترین نرم‌افزارهای یک سیستم رایانه‌ای است.
سیستم عامل مهمترین نرم افزاری است که باعث فعالیت کامپیوتر می‌شود که حافظه و پردازشگر کامپیوتر و همینطور تمامی نرم افزارها و سخت افزارهای دیگر موجود در کامپیوتر را مدیریت می کند.
ممکن است کاربران با بعضی انواع واسط کاربری نرم‌افزار مثل واسط خط فرمان یا یک واسط گرافیکی با سیستم‌عامل تعامل کنند که برای رایانه‌های دستی و رومیزی، عموماً واسط کاربری به عنوان بخشی از سیستم‌عامل در نظر گرفته می‌شود.
تاریخچه سیستم عامل ها
در دههٔ ۱۹۴۰ ، نخستین رایانه ها هیچ سیستم عاملی نداشتند. سیستم‌های الکترونیکی آن زمان در ردیف‌های سوئیچ های مکانیکی یا توسط سیم‌های روی پلاگین ها برنامه‌ریزی می‌شدند. این‌ها سیستم‌های ویژه‌ای بود که به عنوان مثال جدول‌های بالستیک را برای ارتش ایجاد می‌کردند و یا چاپ چک های حقوق و دستمزد از داده‌های روی کارت‌های کاغذ سوراخ دار را کنترل می‌کردند. پس از اختراع رایانه‌های قابل برنامه‌ریزی عمومی، زبان‌های دستگاه (متشکل از رشته‌های ارقام باینری ۰ و ۱ روی نوار کاغذ سوراخ‌دار) معرفی شدند که روند برنامه‌نویسی را سرعت می‌بخشد.
رایانه‌های اولیه برای انجام یک سری از کارها مانند ماشین حساب ساخته شدند. ویژگی‌های اصلی سیستم عامل در دههٔ 1950 توسعه یافت، مانند توابع که به طور خودکار می‌توانند برنامه‌های مختلف را به صورت متوالی اجرا کنند تا پردازش سریع شود. سیستم عامل تا اوایل دههٔ ۱۹۶۰ به شکل‌های مدرن و پیچیده‌تر وجود نداشتند. امروزه ویژگی‌های سخت‌افزاری جدیدی اضافه شده که امکان استفاده از کتابخانه‌ها در زمان اجرا، وقفه‌ها و پردازش موازی را فراهم می‌آورد.
در اوایل دههٔ 1950 ، یک رایانه می‌توانست همزمان فقط یک برنامه را اجرا کند. هر کاربر تنها برای مدت محدودی از رایانه استفاده می‌کرد و با برنامه و داده‌های خود در کارت‌های کاغذ سوراخ‌دار یا نوار پانچ شده در یک زمان مشخص قرار می‌گرفت. برنامه وارد دستگاه می‌شد و دستگاه تا زمان تکمیل یا خراب شدن برنامه کار می‌کرد. به طور کلی برنامه‌ها می‌توانند از طریق پنل جلویی با استفاده از کلیدهای جابجایی و چراغ‌های پنل اشکال زدایی شوند.
رایانه های بعدی با کتابخانه‌هایی از برنامه‌ها همراه شدند که برای کمک به عملیاتی از قبیل ورودی و خروجی و گردآوری (تولید کد دستگاه از کد نمادین قابل خواندن توسط انسان) به رابط برنامه نویسی (API) سیستم عامل متصل می‌شوند. این پیدایش سیستم عامل مدرن بود. با این حال، ماشین‌آلات هنوز هم یک کار واحد را همزمان انجام می‌دادند.
سیستم عامل تک کاره و چند کاره
یک سیستم عامل تک کاره (Single-tasking) تنها می‌تواند یک برنامه را به طور همزمان اجرا کند، در حالی که یک سیستم عامل چندکاره اجازه می‌دهد تا بیش از یک برنامه به طور همزمان اجرا شود. این با به اشتراک گذاری زمان حاصل می‌شود، که در آن زمان پردازندهٔ موجود بین چندین فرایند تقسیم می‌شود.
در سیستم‌های بزرگ و چند کاره (Multi-tasking) مثل یونیکس و سیستم‌های شبه یونیکس، واسط کاربری معمولاً به عنوان یک برنامهٔ کاربردی که خارج از سیستم‌عامل اجرا می‌شود پیاده‌سازی می‌شود. نمونه‌هایی از محبوب‌ترین سیستم عامل ها شامل: اندروید ، ویندوز ، آی او اس ، مک اواس ، لینوکس ، کروم اواس ، ویندوز فون و بی اس دی می‌باشند.
این فرایندها هر یک به طور مکرر در برش‌های زمانی توسط یک زیر سیستم برنامه‌ریزی می‌شوند. در چند وظیفه‌ای ، سیستم عامل زمان CPU را قطع می‌کند و شکافی را به هر یک از برنامه‌ها اختصاص می‌دهد. سیستم عامل‌های یونیکس مانند، Solaris, Linux و همچنین غیر Unix مانند AmigaOS، از چند وظیفه‌ای پشتیبانی می‌کنند.
چند وظیفه‌ای با تکیه بر هر فرایند بدست می‌آید تا زمان دیگری را برای سایر فرایندها به صورت تعریف شده فراهم کند. نسخه‌های ۳۲ بیتی ویندوز NT و Win9x از multi-tasking استفاده می‌کنند.
رابط کاربری سیستم عامل ها
سه نوع سیستم عامل رایج برای کامپیوترهای شخصی به نام ویندوز ، سیستم عامل مک و لینوکس داریم. سیستم عامل های مدرن معمولا یک رابط گرافیکی برای کاربر تعبیه می کنند. این رابط کاربری گرافیکی به شما اجازه می دهد تا با ماوس بر روی آیکون‌ها ، منوها و دکمه‌ها کلیک کنید.
هر سیستم عامل ظاهر و عملکرد متفاوتی دارد و وقتی شما سیستم عامل خود را به سیستم عامل دیگری تغییر می دهید در ابتدا ممکن است همه چیز عجیب و غریب و نا آشنا به نظر برسد.
البته سیستم عامل های مدرن معمولا طوری طراحی می‌شوند که کار کردن با آنها آسان باشد و بسیاری از اصول پایه ای در بین همه سیستم عامل ها مشترک است.
رابط کاربری یک سیستم عامل می‌تواند به دو صورت رابط کاربری گرافیکی (Graphical User Interface) یا رابط خط فرمان (Command Line Interface) باشد. سیستم عامل‌های مدرن از قابلیت رابط کاربری گرافیکی در کنار رابط خط فرمانی پشتیبانی می‌کنند، مانند ویندوز ، لینوکس و مک او اس .
سیستم عامل‌هایی با پشتیبانی GUI یا رابط کاربری گرافیکی یک دسکتاپ یا میزکار دارند، اما سیستم عامل‌هایی که تنها رابط خط فرمانی یا CLI دارند، در یک ترمینال اجرا می‌شوند.
رابط کاربری در واقع شیوهٔ ارتباط کاربر با سیستم عامل است. در سیستم عامل‌هایی که تنها CLI دارند، شیوهٔ ارتباط با سیستم، تنها به صورت دستورهایی خاص به صورت متنی است و در سیستم عامل‌هایی با قابلیت GUI به صورت گرافیکی و راحت‌تر است.
سیستم عامل‌های امروزی
بین رایانه‌های شخصی در سال‌های اخیر رقابت بیشتر بین سیستم عامل‌های اندروید ، مایکروسافت ویندوز ، آی او اس و لینوکس جریان دارد که آماری که در سال 2021 توسط وبگاه W3Counter به ثبت رسیده حاکی از آن است که هم‌اکنون بیش از 19 درصد کاربران اینترنت از سیستم‌عامل ویندوز ۱۰ استفاده می‌کنند.
Top 10 Platforms
| 1 | Windows 10 | 19.50% |
| 2 | Android 11 | 16.36% |
| 3 | Android 10 | 12.59% |
| 4 | iOS 14 | 8.56% |
| 5 | iOS 15 | 6.68% |
| 6 | Android 9 | 6.18% |
| 7 | Mac OS X | 5.64% |
| 8 | Android 8 | 5.35% |
| 9 | Windows 7 | 4.28% |
| 10 | Android 5 | 3.33% |
سیستم عامل های شرکت مایکروسافت
مایکروسافت ویندوز (Microsoft Windows) یک گروه از چند خانواده سیستم عامل گرافیکی است که همه آنها توسط شرکت مایکروسافت توسعه یافته، به بازار عرضه شده و به فروش می‌رسند. این سیستم‌عامل، نسخه‌های متعددی دارد که از سال ۱۹۸۵ تاکنون به بازار عرضه شده‌اند.
هریک از این سیستم عامل ها ممکن است شامل چند زیرمجموعه باشد. (برای مثال : ویندوز سرور) و یا ویندوز هایی مانند ویندوز موبایل می‌باشد. جدیدترین نسخه ویندوز که در ۲۴ ژوئن ۲۰۲۱ به صورت رسمی منتشر شد، ویندوز ۱۱ است.
- مایکروسافت داس
- ویندوز 1
- ویندوز 2
- ویندوز 3
- ویندوز 95
- ویندوز 98
- ویندوز 2000
- ویندوز xp
- ویندوز ویستا
- ویندوز ۷
- ویندوز ۸
- ویندوز ۱۰
- ویندوز 11
سیستم عامل های شرکت اپل
مک او اس (macOS) یک سری از سیستم عامل های بر پایه یونیکس است که توسط شرکت اپل توسعه، عرضه و فروخته می‌شود. این سیستم‌عامل به صورت انحصاری بر روی کامپیوترهای مکینتاش و تمام مک‌هایی که از سال ۲۰۰۲ عرضه شده‌اند اجرا می‌شود. مک او اس بعد از مایکروسافت ویندوز، دومین سیستم عامل مورد استفاده در جهان در زمینه دسکتاپ (رایانه شخصی) است.
- اپل ProDOS
- مک او اس (MacOS)
- مک او اس ایکس (MacOS X/OS X)
- مک او اس (Big Sur)
توزیع های سیستم عامل لینوکس
لینوکس (Linux) یک سیستم‌عامل شبه یونیکس است که بخش عمده آن ، سازگار با استاندارد یونیکس است.
توزیع لینوکس (Linux Distribution) نام سیستم عامل‌هایی است که از لینوکس کرنل یا هسته لینوکس استفاده می‌کنند. استفاده از ( گنو/ لینوکس ) برای کل سیستم، به نظر سازنده آن اشتباه است. درحالی که بنیاد نرم‌افزار آزاد سیستم‌عامل حاصل از این ترکیب‌بندی را گنو/لینوکس می‌نامد، اما دیگران معمولاً آن را تنها لینوکس می‌خوانند.
- Debian
- Ubuntu
- Kali
- Knoppix
- Slackware
- SuSE
- Red hat
- Fedora Core
- CentOS
- Enoch
- Gentoo
- Ututo
- Arch
- Manjaro
سیستم عامل‌هایی که در بالا از آنها نام بردیم مخصوص کامپیوترهای رومیزی و لپ تاپ ها بودند ، دستگاه های تلفن همراه ، تبلت ها ، MP3 پلایر ها و … نیز هر کدام سیستم عامل های مخصوص به خودشان را دارند که به طور مشخص برای این نوع دستگاه‌ها طراحی شده‌اند.
از معروفترین سیستم عامل های مخصوص تلفن های همراه iOS و Android می باشند که به ترتیب توسط شرکت اپل و شرکت گوگل توسعه داده شده‌اند. از سیستم عامل های موجود روی گوشی‌های تلفن همراه نسل جدید می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :
- اندروید
- iOS
- ویندوز موبایل
- ویندوز فون
- سیمبین
- بلک بری
- تایزن