سیستم‌عامل (Operating System یا به اختصار OS)، اساسی‌ترین نرم‌افزار یک کامپیوتر است که تمام عملیات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری کامپیوتر را مدیریت می‌کند. سیستم‌عامل، مانند یک واسطه و مترجم بین کاربر و کامپیوتر است. این واسطه مهم و اساسی باعث می‌شود کاربران بدون نیاز به دانش فنی و اطلاع از جزئیات پیچیده‌ی کارکرد سخت‌افزاری و نرم‌افزاری کامپیوتر، از تمام امکانات آن استفاده کنند.
سیستم عامل تعاملی یا Interactive Operating System نسخه پیشرفته‌تری از سیستم‌عامل است. سیستم عامل تعاملی این امکان را به کاربر می‌دهد تا با کامپیوتر ارتباط دوستانه‌تری برقرار کند. به عبارت دیگر، کاربر در سیستم عامل تعاملی به سادگی می‌تواند با استفاده از کیبورد، موس یا لمس با سیستم کار کند.
از زمانی که سیستم‌عامل‌های تعاملی به بازار آمدند، کار با کامپیوتر ساده‌تر و لذت‌بخش‌تر شده است. این تغییرات بسیاری از ما را از زبان‌ها و دستورات پیچیده که قبلاً برای کامپیوترها نیاز داشتیم، رها کرده و به ما امکان می‌دهد تا به راحتی و با لذت از تمامی قابلیت‌های کامپیوترها بهره‌‌مند شویم. در این مقاله با سیستم عامل تعاملی، ویژگی‌ها، مزایا و معایبش بیشتر آشنا می‌شویم.
آنچه در این نوشته خواهیم داشت
سیستم‌عامل تعاملی (Interactive OS) چیست؟
سیستم‌عامل تعاملی، نوعی از سیستم‌عامل است که به کاربر امکان می‌دهد به صورت مستقیم با کامپیوتر یا دستگاه ارتباط برقرار کند. در این نوع سیستم‌عامل، کاربر می‌تواند دستورات و اطلاعات خود را وارد کند و با سیستم تعامل داشته باشد. به طور کلی، سیستم‌عامل تعاملی این امکان را فراهم می‌کند که کاربران با استفاده از رابط‌های کاربری متنی یا گرافیکی به راحتی با کامپیوتر تعامل کنند.
همه‌ی ما روزانه از سیستم‌های تعاملی استفاده می‌کنیم. شاید در نگاه اول لپ تاپ یا رایانه شخصی تنها دستگاه‌هایی باشند که سیستم عامل تعاملی دارند. با این حال، اصطلاح “سیستم تعاملی” برای طیف وسیع‌تری از دستگاه‌ها به کار برده می‌شود، به عنوان مثال:
- تلفن‌های همراه،
- دستگاه های ATM،
- شبکه جهانی وب،
- سیستم ناوبری خودرو،
- دستگاه ضبط ویدئو،
- سیستم تماس اتوماتیک (مانند تلفن بانک‌ها)،
- سیستم گردش کار برای هماهنگ کردن کار تیمی.
در مقابل، سیستم‌های غیرتعاملی، سیستم‌هایی‌اند که پس از شروع اجرا، بدون نیاز به تعامل کاربر به کار خود ادامه می‌دهند. به عبارت دیگر، کاربر نیازی به تعامل فعال با این نوع برنامه‌ها ندارد. به عنوان مثال، کامپایلر که برنامه‌های کامپیوتری را ترجمه می‌کند، معمولاً از نوع غیرتعاملی است.
برای آشنایی بیشتر با وب تعاملی، مقاله “آنچه شما از وب دو (Web2.0) نمی‌دانید!” را از دست ندهید.
تاریخچه سیستم عامل تعاملی
تا دهه ۱۹۸۰، تقریباً تمامی سیستم‌های کامپیوتری غیرتعاملی بودند. در این نوع سیستم‌ها، اپراتورهای کامپیوتر حجم زیادی از داده‌ها را وارد می‌کردند. سپس کامپیوتر هر ورودی را پردازش و خروجی مناسب را تولید می‌کرد.
در واقع، در این نوع سیستم‌ها، تعامل با کامپیوتر تنها محدود به وارد کردن داده‌ها و دستورهای پیش‌فرض برای پردازش بود و کاربران نه تنها نمی‌توانستند با کامپیوتر تعامل مستقیم داشته باشند، بلکه همه چیز اتوماتیک انجام می‌شد.
با پیشرفت تکنولوژی و توسعه سیستم عامل تعاملی در دهه ۸۰ میلادی، امکان ارتباط مستقیم با کامپیوترها برای کاربران فراهم شد و آن‌ها قادر به تعامل فعال با سیستم‌ها شدند.
ویژگی های سیستم عامل تعاملی
۱) پردازش دسته‌ای (Batch Processing)
پردازش دسته‌ای به معنای جمع‌آوری برنامه‌ها و اطلاعات در یک دسته قبل از اجرا یا پردازش آن‌هاست. سیستم‌عامل وظایف مربوط به هر دسته را تعریف می‌کند. این وظایف قبل از اجرا در حافظه سیستم نگهداری می‌شوند و بر اساس اولویتشان اجرا می‌شوند. اولویت وظایف به این شکل است که وظیفه‌ای که اولین درخواست را داشته باشد، ابتدا اجرا می‌شود. وقتی وظیفه تمام شد، سیستم‌عامل حافظه را آزاد می‌کند و نتیجه را در جایگاه خروجی برای نمایش قرار می‌دهد. این ویژگی به بهبود کارایی سیستم کمک می‌کند چون وظیفه جدید به سرعت پس از اتمام وظیفه قبلی و بدون دخالت دستی کاربر شروع می‌شود.
۲) Multitasking
واحد پردازش مرکزی (CPU) در کامپیوتر وظیفه اجرای برنامه‌ها و وظایف مختلف را بر عهده دارد. در برخی از سیستم‌ها، CPU قادر به انجام همزمان چند کار است. این به این معناست که CPU می‌تواند چند برنامه یا وظیفه را موازی باهم اجرا کند.
در این نوع سیستم عامل، سیستم دیگری به نام “سیستم به اشتراک‌گذاری زمان” یا Time-sharing System وجود دارد. در این سیستم، CPU به سرعت بین وظایف مختلف جابه‌جا می‌شود و به ترتیب زمان کمی را به هر وظیفه اختصاص می‌دهد. این انتقال سریع بین وظایف باعث می‌شود که کاربران بتوانند به راحتی با هر برنامه‌ای که در حال اجراست، تعامل داشته باشند. به عبارت دیگر، کاربر می‌تواند همزمان با چند برنامه کامپیوتری کار کند، بدون اینکه کارها با یکدیگر تداخل داشته باشند.
۳) Multiprogramming
Multiprogramming به معنای حضور چند برنامه در حافظه کامپیوتر است که در صف اجرا هستند، به عبارت دیگر، امکان اجرای همزمان این برنامه‌ها وجود ندارد.
تفاوت بین Multitasking و Multiprogramming در این است که در Multitasking چندین برنامه همزمان اجرا می‌شوند اما در Multiprogramming، کامپیوتر به تعداد زیادی برنامه در حال اجرا دسترسی دارد، اما در هر لحظه فقط یکی از آن‌ها اجرا می‌شود.
اصلی‌ترین هدف multiprogramming بهبود زمان پردازش و کاهش زمان انتظار برنامه‌ها برای اجراست.
۴) محیط توزیعی (Distributed Environment)
محیط توزیعی به معنای داشتن چندین کامپیوتر مستقل است. سیستم‌عامل، وظیفه تقسیم کارهای محاسباتی بین این کامپیوترها و همچنین مدیریت ارتباط بین آن‌ها را بر عهده دارد.
۵) تعامل (Interactivity)
تعامل به معنای این است که یک فرد می‌تواند با یک سیستم کامپیوتری یا یک نرم‌افزار تعامل کند. سیستم‌عامل رابط کاربری را فراهم می‌کند تا کاربران بتوانند با کامپیوتر یا نرم‌افزار، مثلاً با کلیک کردن یا تایپ کردن، ارتباط برقرار کنند. همچنین، سیستم‌عامل دستگاه‌های ورودی و خروجی مثل کیبورد و صفحه نمایش را مدیریت می‌کند و به اطلاعات دریافت‌شده از کاربران به سرعت پاسخ می‌دهد، به این معنا که وقتی کاربر چیزی را انجام می‌دهد، سیستم به سرعت به آن واکنش نشان می‌دهد.
۶) سیستم آنی (Real-time System)
سیستم بلادرنگ یا آنی سیستمی خاص است که نسبت به اطلاعات ورودی واکنش سریع نشان می‌دهد و در یک فاصله زمانی مشخص پاسخ می‌دهد. این پاسخ برای تضمین کارایی مناسب و توانایی اجرای وظایف مشخص در زمان مشخص است.
۷) Spooling
اسپولینگ یک فرآیند در سیستم‌عامل است که به کارهای ورودی/خروجی کمک می‌کند تا بهتر و کارآمدتر اجرا شوند. در اصل، اسپولینگ به معنای ایجاد یک محل موقت (به نام بافر) برای داده‌ها و اطلاعاتی است که باید به دستگاه‌های مختلف ارسال شوند.
وقتی یک کار یا وظیفه ارسال می‌شود، اسپولینگ داده‌های مربوط به آن را در بافر ذخیره می‌کند. سپس، وقتی دستگاه مربوط به اجرای کار آماده باشد، از بافر داده‌های مورد نیاز را می‌خواند و کار را انجام می‌دهد. این فرآیند بهبود عملکرد و کارایی سیستم را تضمین می‌کند، زیرا دستگاه‌ها ممکن است با سرعت‌های مختلف داده‌ها را پردازش کنند.
یک مثال عملی از اسپولینگ در نمایشگرهاست. وقتی چند کار برای نمایش در صف قرار دارند، داده‌های هر کار به بافر منتقل می‌شوند. سپس نمایشگر به ترتیب از بافر داده‌ها را می‌خواند و چاپ را انجام می‌دهد. این اجازه می‌دهد تا نمایشگر مداوم کار کند و داده‌های دیگر در صف منتظر می‌مانند تا نوبت آن‌ها برسد. این به معنای بهبود توانایی چاپگر و بهره‌وری از آن است.
مزایای سیستم عامل تعاملی
سیستم‌عامل تعاملی (Interactive Operating System) دارای مزایای متعددی است که به بهبود تجربه کاربران از کار با کامپیوتر کمک می‌کند. مزایای اصلی سیستم‌عامل تعاملی عبارتند از:
۱. کاربرپسند
سیستم‌عامل تعاملی به کاربران امکان می‌دهند تا به راحتی با کامپیوتر و نرم‌افزارها تعامل کنند. رابط‌های کاربری گرافیکی (GUI) و متنوع که از دکمه‌ها، منوها، و صفحات لمسی تا ژست‌ها و ورودی صوتی استفاده می‌کنند، همه و همه تجربه کاربری را بهبود می‌بخشند.
۲. سرعت و پاسخگویی سریع
سیستم‌عامل تعاملی این امکان را می‌دهد که وظیفه‌ها و دستورات اجرایی به سرعت و بدون تأخیر انجام شوند. این امر تجربه کار با کامپیوتر را بهبود می‌دهد.
۳. امکان انجام چند وظیفه همزمان
سیستم‌عامل‌های تعاملی امکان اجرای چند برنامه یا وظیفه به صورت همزمان را فراهم می‌کنند. کاربران می‌توانند همزمان با چند برنامه کار کنند.
۴. انعطاف‌پذیری
سیستم‌عامل تعاملی به کاربران اجازه می‌دهد تا به سفارشی‌سازی محیط کاری و تنظیمات آن بپردازند. این امر به کاربران امکان می‌دهد که تجربه کار با کامپیوتر را شخصی‌سازی کنند.
۵. پشتیبانی از نرم‌افزارهای تعاملی
بسیاری از نرم‌افزارهای پرکاربرد از جمله نرم‌افزارهای مرتبط با وب، از سیستم‌عامل تعاملی پشتیبانی می‌کنند.
۶. استفاده از تکنولوژی‌های مدرن
سیستم‌عامل تعاملی از تکنولوژی‌های مدرن مانند واقعیت مجازی و هوش مصنوعی نیز بهره می‌برد. و این امر تجربه کاربری را بهبود می‌بخشد.
بیشتر بخوانید: “با هوش مصنوعی برنامه‌نویسی کنید“
معایب سیستم عامل تعاملی
سیستم‌عامل‌های تعاملی در کنار مزایا زیادی که دارند، دارای معایبی هم هستند. معایب اصلی سیستم‌عامل تعاملی عبارتند از:
۱. پیچیدگی طراحی
طراحی و توسعه سیستم‌عامل تعاملی معمولاً پیچیده‌تر است. این سیستم‌ها باید توانایی مدیریت رابط‌های کاربری گرافیکی پیچیده و تنوع ورودی‌ها و خروجی‌ها را داشته باشند.
۲. نیاز به سخت‌افزار قدرتمند
برای اجرای سیستم‌عامل‌های تعاملی با کارایی خوب، نیاز به سخت‌افزار قدرتمندتری نسبت به سیستم‌های غیرتعاملی وجود دارد.
۳. مصرف منابع بیشتر
سیستم‌عامل تعاملی معمولاً به منابع بیشتری نیاز دارند و مصرف انرژی و حافظه بیشتری را مصرف می‌کنند.
۴. هزینه بالا
توسعه و پشتیبانی از سیستم‌عامل تعاملی، به ویژه برای سازمان‌ها و توسعه‌دهندگان نرم‌افزار پرهزینه‌تر است.
۵. چالش‌های امنیتی
سیستم‌عامل تعاملی به دلیل پیچیدگی بیشتر و تعامل بیشتر با کاربران، ممکن است به چالش‌های امنیتی بیشتری دچار شود.
۶. پیامدهای خطای کاربر
اشتباهات کاربران در سیستم‌عامل تعاملی باعث می‌شود تعداد پیغام خطای بالایی به کاربر نمایش داده و گاهی مشکلاتی ایجاد شود.
بیشتر بخوانید: “راهنمای کامل بهبود پیغام‌های خطا در طراحی محصول“
کلام آخر
سیستم‌عامل تعاملی، نقش مهمی را در بهبود تجربه کاربر از محصول دیجیتال بازی می‌کند. این پلتفرم‌ها، با ارائه رابط کاربری دوستانه و ابزارهای گرافیکی شگفت‌آور، کاربران را قادر می‌سازند تا به آسانی با دنیای دیجیتال و منابع مختلف آن تعامل کنند. سیستم‌عامل تعاملی با ارائه امکانات و ویژگی‌های متنوع، کاربران را در فرآیند طراحی و توسعه وب و نرم‌افزارها همراهی می‌کند. این پلتفرم‌ها به کاربران امکان می‌دهند که به سادگی به دنیای دیجیتال پیوسته و از تمامی امکاناتی که طراحان و توسعه‌دهندگان فراهم کردند، استفاده کنند.