نظام التشغيل هو برنامج مسئول عن إدارة موارد عتاد وبرمجيات الحاسوب، يقوم نظام التشغيل بالمهام اﻷساسية مثل إدارة وتخصيص مصادر الحاسب الآلي(الذاكرة ، القرص الصلب ، الوصول للأجهزة الطرفية الملحقة ..إلخ)، ترتيب أولوية التعامل مع اﻷوامر، التحكم في أجهزة اﻹدخال واﻹخراج، تسهيل الشبكات، وإدارة الملفات.

مقدمة

الخدمات
أى عمل في حاسوب، سواء كان خدمة تعمل في الخلفية أو تطبيق، يجرى داخل عملية. ما دامت معمارية John von Neumann تستخدم في بناء الحاسوب، فلا يمكن تشغيل سوى عملية واحدة لكل و.م.م في كل مرة. أنظمة التشغيل اﻷقدم مثل MS-DOS لا تقدم أى محاولة لتجاوز هذه المحدودية و في الحقيقة يمكن لعملية واحدة فقط أن تعمل عليهم. تستطيع اﻷنظمة الحديثة محاكاة تشغيل أكثر من عملية مرة واحدة (متعددة المهام) على و.م.م واحدة. إدارة العمليات هى طريقة نظام التشغيل في التعامل مع العمليات العديدة العاملة. حيث أن أغلب الحواسيب تحتوى على و.م.م مفردة ذات قلب واحد، فإن الحصول على تعدد المهام يكون ببساطة عن طريق التحويل بين المهام بسرعة. و مع زيادة العمليات التى يشغلها المستخدم يصبح نصيب كل عملية من الوقت أقل، في كثير اﻷنظمة قد يسبب هذا مشاكل مثل تخطى أجزاء من ملفات الصوت أو حركة مرتعشة لمؤشر الفأرة. تشمل إدارة العمليات الحساب والتوزيع "للأنصبة الزمنية".

إدارة العمليات
طبقا لقانون باركينسون "البرامج تتمدد لتملأ الذاكرة المتوفرة لاحتواءهم". لهذا يحب المبرمجين ذاكرة لا نهائية الحجم ولا نهائية السرعة. في هذه اﻷيام فإن أغلب ذاكرة الحاسوب مرتبة في نمط شجرى بدآ بالسجلات (registers) اﻷسرع، الكاش، الرام، قرص التخزين وربما حتى اﻷشرطة النغناطيسية. مدير الذاكرة في نظام التشغيل يقوم بالتعامل مع أنواع الذاكرة، بتحديد أيها متوفر، وأيها يجب تخصيصه أو إلغاء تخصيصه وكيفية اﻹنتقال بين الذاكرة الرئيسية و الذواكر الثانوية. هذه العملية والتى يشار اليها غالبا باسم إدارة الذاكرة اﻹفتراضية تزيد من حجم الذاكرة المتوفرة لكل عملية (4 ج.ب لحاسوب بينتيم مثالى حتى لو كان حجم الرام الفيزيائى المتوفر لا يتعدى 265 م.ب). يأتى هذا على حساب السرعة التى تصبح بطيئة، ولكن يمكن أن تصبح سريعة جدا في الحالات المتطرفة، ومن هنا قد تحدث المشاكل.
جزء آخر مهم من إدارة الذاكرة، هو إدارة العناوين اﻹفتراضية، مع مساعدة من و.م.م. إذا كان هناك العديد من العمليات في الذاكرة فيجب منعهم من تعارض أى منهم مع ذاكرة اﻵخر (ما لم يكن هناك طلب محدد لمشاركة جزء محدود من الذاكرة بصورة محكومة). يتم تحقيق هذا عن طريق وجود فراغات عناوين منفصلة.

إدارة الذاكرة
لدى الكثير من أنظمة التشغيل العديد من أنظمة الملفات التى يمكن استخدامها بشكل طبيعى، لينوكس لديه أكبر تنوع من أنظمة الملفات هذه، وهى ext2 ،ext3 ،ReiserFS ،Reiser4 ،GFS ،GFS2 ،OCFS ،OCFS2 ،NILFS و نظام ملفات جوجل. كما يدعم لينوكس أيضا أنظمة ملفات XFS و JFS بشكل كامل. مع دعم لنظام ملفات FAT ودعم قراءة NTFS. أما ويندوز فمحدود من ناحية دعمه ﻷنظمة الملفات حيث يدعم فقط: FAT12 ،FAT16 ،FAT32، و NTFS.
بالنسبة ﻷغلب أنظمة الملفات التي ذكرناها هناك طريقتان لتخصيصها. فالنظام هو إما أن يكون journaled أيْ مزود بقيد للحوادث وإما غير journaled. يعتبر النظام المزود بقيد الحوادث journaled خياراً آمناً في حالات تعافي النظام. لو حدث أن توقف النظام عن العمل فجأة (في حالة انقطاع الكهرباء مثلا) فإن نظام الملفات غير المزود بقيد للحوادث سيحتاج إلى نوع من الفحص في حين يحدث هذا تلقائيا في أنظمة الملفات المزودة بقيد الحوادث.
من أنظمة ملفات ويندوز المزودة بقيد الحوادث هي NTFS فقط، في حين أن كل أنظمة ملفات لينكس هي كذلك ما عدا ext2.
يتكون كل نظام ملفات من أدلة وأدلة فرعية منفصلة. ومع ذلك هناك اختلافات غير ملحوظة فمثلا أنظمة ملفات ويندوز تفصل بين المجلدات بالشرطة المائلة الراجعة "" وأسماء الملفات غير حساسة لحالة اﻷحرف، على حين في يونكس يفصل بين المجلدات باستخدام الشرطة المائلة "" وأسماء الملفات حساسة لحالة اﻷحرف.

القرص وأنظمة الملفات
أغلب أنظمة التشغيل الحديثة قادرة على استخدام بروتوكول الشبكات العالمى TCP/IP. مما يعنى أن أحد اﻷنظمة يمكن أن يظهر في شبكة نظام آخر، ويشاركه المصادر مثل الملفات، و الطابعة، و ماسح الصور.
الكثير من أنظمة التشغيل أيضا تدعم واحد أو أكثر من البروتوكولات التقليدية الخاصة بكل مصنّع، مثل SNA في أنظمة IBM، و البروتوكولات الخاصة بميكروسوفت في ويندوز. هناك أيضا بروتوكولات خاصة بمهام معينة مثل NFS للوصول للملفات.

الشبكات
اﻷمن من منظور نظام التشغيل يعنى: التحقق من المستخدمين قبل السماح بالوصول، تصنيف مستوى السماحية بالوصول الذى يملكه المستخدم، و تحجيم مستوى الوصول تبعا للسياسة التى يحددها مدير النظام.

اﻷمن
أغلب أنظمة التشغيل الحديثة اليوم توفر واجهة مستخدم رسومية(GUI). بعض أنظمة التشغيل اﻷقدم تربط بشكل وثيق بين الواجهة الرسومية و النواة مثل اﻹصدارات اﻷولى من ويندوز و ماك أو.إس. أنظمة التشغيل اﻷحدث تفصل بين نظام الرسوميات الفرعى و النواة (كما في ماك أو.إس.إكس و اﻷنظمة المبنية على ويندوز إن.تى.)
العديد من أنظمة التشغيل تسمح للمستخدم بتثبيت واستخدام الواجهة الرسومية التى يريدها. يوجد نظام النوفذة إكس للأنظمة الشبيهة بيونيكس مثل لينوكس و BSD.

واجهة المستخدم
مشغل العتاد هو قطعة من يرمجيات الحاسوب صممت لتسمح بالتفاعل بين العتاد والبرمجيات.

الوظائف الأساسية

مايكروسوفت ويندوز، طور في العام ١٩٩٥ في النسخة Widows95
Mac OS X من شركة أبل، الذي بدأ تطويره في عام ١٩٨١ ، ذي المصدر المفتوح والذي يتمتع بشهرة كبيرة في المجال الإعلامي والتلفزيوني
جنو/لينكس الحر مفتوح المصدر. (يمكن تنزيله عبر الانترنت)
يونكس. طور في العام 1969، يتمتع بشهرة كبيرة في الأوساط الأكاديمية لدوره الكبير في تطوير شبكة إنترنت.
ReactOS نظام تشغيل حر مفتوح المصدر متوافق مع نظام ويندوز.
MS-DOS
OS/2 المطور من قبل IBM