ظهرت أنظمة التشغيل مع بدايات ظهور الحاسب عندما برزت الحاجة لوجـود نـظـام برمجي يقوم بدور الوسيط بين الآلة و المستخدم . و مع تزايد الحاجة لتطوير برمجيات معقدة أصبح من المهم أن يقوم نظام التشغيل بتقديم نموذج بسيط و عالي المستوى للألة كي يستطيع المبرمجون كتابة برامجهم بسرعة ، مما أعطى نظام التشغيل دورا هاما في التمييز بين أنظمة الحاسب المختلفة و نظرا لأهمية هذا العلم و تأثيره على الكثير على علوم و تقنيات الحاسب الأخرى ، قررنا الدخول في هذا المجال الجديد في مشروع يعتبر الأول من نوعه على صعيد مشاريع التخرج ، و لعل الهدف الأول هو إزالة الرهبة من كلمة كتابة نظام تشغيل و الشروع ببناء نظام تشغيل عربي يعبد الطريق نحو الدفعات القائمة لتطويره لبناء نظام تشغيل متكامل و قد حاولنا أن ننطلق في كتابة نظام تشغيلنا من الصفر أي دون الاعتماد على أنظمة أخرى جاهزة و اعتمدنا في فلسفة بناءه على نفس الفلسفة المتبعة في نظام يونكس . و نظرا إلى أن المكتبة العربية تعتبر فقيرة في الكتاب يتناول هذه المواضيع فقد رأينا من واجبنا تقديم هذه الدراسة المتواضعة لتعريف الطالب بهذا العلم الهام ، و قد استقينا مادتها بحيث تشمل معظم المواضيع التي يمكن أن تواجه مصممي و مبرمجي أنظمة التشغيل . و قد اعتمدنا في كتابتنا للدراسة على الشرح الواضح المتسلسل بتصاميم و تنفيذ المشروع و بحيث يركز كل فصل على موضوع رئيسي واحد من مواضيع أنظمة التشغيل و يذكر جميع التقنيات و المتعلقة بالموضوع ثم ينتقل للقسم التنفيذي الذي يشرح كيفية تنفيذ هذه التقنيات ضمن نظام تشغيلنا بحيث لا يكون الكلام نظريا جافا و إنما عمليا قابلة للتطبيق .
يتحدث الفصل الثاني عن لمحة عامة عن أنظمة التشغيل و التعريف بها فينتقل من التطور التاريخي لأنظمة التشغيل عبر العقود الماضية إلى أنواع أنظمة التشغيل و من ثم بنية أنظمة التشغيل الشائعة عند تصميم نظام تشغيل و بعد ذلك يتحدث عن أنماط عمل المعالجات في انتل يتحدث الفصل الثالث عن إقادع الحاسب و هو فصل يمكن اعتباره منفصل عن نظام التشغيل و تتكلم فيه عن المبادئ النظرية لعملية الإقلاع و كتابة برامج الإقلاع و محمالت الإقلاع المختلفة وصولا لإنشاء فرص إقلاع و يتدرج الفصل في كتابة محمل إقلاع صغير يقوم بداية بطباعة حرف على الشاشة و من ثم تطويره لطباعة جملة و من ثم جعله تفاعليـا أكثر بطباعة حرف يدخله المستخدم و يخلص إلى برنامج محامل إقلاع متكامل و بعد شرح المبادئ النظرية يتم التكلم عن تحقيق ذلك عمليا و شرح مبدأ تعدد الإقلاع الذي يسمح لنظام تشغيلنا أن يتم إقادعه مع نظام تشغيل آخر مثل وندوز . يتحدث الفصل الرابع عن أنماط تهيئة المعالج حيث يمتلك المعالج إحدى النمطين المحمي أو الحقيقي و يناقش الفصل ضرورة استخدام النمط المحمي في نظام تشغيلنا لينتقل بعد
صيغة الكتاب
لمن هذا الكتاب؟
- طالب علوم حاسب يدرس مقرر نظم التشغيل ويريد رؤية تطبيق عملي للنظريات.
- مبرمج مهتم بالبرمجة منخفضة المستوى ويريد فهم الإقلاع والنمط المحمي للمعالج.
- من يخطط لمشروع تخرج يتضمن كتابة نواة أو محمل إقلاع بسيط.
كيف تطبّق أثناء القراءة
لا تجرّب أكواد الإقلاع على جهازك الحقيقي، بل استخدم محاكيًا مثل QEMU أو Bochs الذي يتيح لك تتبع تنفيذ التعليمات خطوة بخطوة. ستحتاج أيضًا إلى مجمّع NASM ومترجم GCC يعمل على لينكس أو عبر WSL على ويندوز. موقع OSDev Wiki مرجع إنجليزي ممتاز يكمل الكتاب في كل فصل.
ابدأ بمحمل إقلاع يطبع حرفًا على الشاشة، ثم انتقل إلى النمط المحمي، ثم أضف معالجة المقاطعات وقراءة لوحة المفاتيح.
ملاحظة عن الأنظمة الحديثة
يعتمد الكتاب على الإقلاع التقليدي عبر BIOS والنمطين الحقيقي والمحمي في معالجات x86، بينما تستخدم الأجهزة الحديثة إقلاع UEFI والنمط 64 بت. المفاهيم الأساسية مثل الذاكرة والمقاطعات والجدولة تبقى صالحة، والمحاكيات ما زالت تدعم الإقلاع التقليدي للتعلم.
أسئلة شائعة
هل يجب أن أعرف لغة التجميع قبل قراءة الكتاب؟
يفضّل معرفة أساسيات Assembly للمعالجات x86 ولغة C، لأن أكواد الإقلاع والنواة تكتب بهما.
هل يمكن تشغيل النظام الناتج على جهاز حديث؟
الأسهل تشغيله داخل محاكٍ مثل QEMU، لأن الأجهزة الحديثة تعتمد UEFI وقد لا تدعم الإقلاع التقليدي.
