ما هو مورد النظام؟ | أنواع مختلفة من موارد النظام
مورد النظام: كونك حاذقًا هو سمة جذابة عالميًا ، فإن ما هو واسع الحيلة لا يساوي وجود الكثير من الموارد تحت تصرف المرء ولكن القدرة على تعظيم إمكاناته أو الموارد النادرة المتاحة له أو لها في أي وقت معين. هذا ليس صحيحًا في العالم الحقيقي فحسب ، بل أيضًا في الأجهزة والبرامج التي بدأنا في استخدامها في حياتنا اليومية. لوضع الأمور في نصابها ، على الرغم من أن المركبات الموجهة للأداء مرغوبة ومتخيلة وشهية من قبل الكثير ، فلن ينتهي الجميع بشراء سيارة رياضية أو دراجة رياضية حتى إذا كانت لديهم الوسائل اللازمة إذا سألت معظم الناس لماذا لم يشتروا سيارة كهذه سيكون ردهم “أنها ليست عملية”.
الآن ، ما يعنيه أنه حتى كمجتمع ، فإن خياراتنا تميل نحو الكفاءة. السيارات التي تتمتع بأعلى جاذبية جماعية ليست جذابة للغاية ولكن ما تقدمه هو الكفاءة من حيث التكلفة والاقتصاد في استهلاك الوقود والصيانة. لذا فإن امتلاك أغلى الأجهزة لن يقطعها إذا استهلك الكثير من الطاقة لتحرير جدول بيانات بسيط يمكن القيام به أيضًا على هاتف ذكي في هذه الأيام أو ببساطة تثبيت أغلى لعبة أو برنامج لن يفعل ذلك إذا يتجمد بمجرد فتحه. الجواب على ما يجعل الشيء فعالاً هو القدرة على إدارة الموارد المتاحة بطريقة ذكية جدًا تعطينا الحد الأقصى من الأداء لأقل قدر من الطاقة ونفقات الموارد.
ما هو مورد النظام؟
قد يكون التعريف القصير والدقيق لهذا الأمر هو قدرة نظام التشغيل على تنفيذ المهام التي يطلبها المستخدم بكفاءة باستخدام جميع الأجهزة والبرامج بأفضل ما يمكن.
نظرًا للتطورات السريعة في التكنولوجيا ، تجاوز تعريف نظام الكمبيوتر ما وراء المربع مع بعض الأضواء الوامضة التي تحتوي على لوحة مفاتيح وشاشة وماوس متصل به. لقد حولت الهواتف الذكية ، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، والأجهزة اللوحية ، وأجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة الفردية ، وما إلى ذلك فكرة الكمبيوتر بالكامل. لكن ، التكنولوجيا الأساسية الكامنة التي تدعم كل هذه الأعاجيب الحديثة ظلت إلى حد كبير كما هي. الشيء الذي لن يتغير في أي وقت قريب أيضًا.
دعونا نتعمق في كيفية عمل مورد النظام؟ تمامًا مثل أي مورد في اللحظة التي نشغل فيها جهاز الكمبيوتر الخاص بنا ، فإنه يتحقق من جميع مكونات الأجهزة الموجودة الحالية المتصلة به ويتحقق منها ، والتي يتم تسجيلها بعد ذلك في سجل Windows. هنا ، توجد معلومات حول السعات وكل المساحة الخالية ، وكمية ذاكرة الوصول العشوائي ، ووسائط التخزين الخارجية ، وما إلى ذلك.
إلى جانب ذلك ، يبدأ نظام التشغيل خدمات وعمليات الخلفية أيضًا. هذا هو أول استخدام فوري للموارد المتاحة. على سبيل المثال ، إذا قمنا بتثبيت برنامج مكافحة فيروسات أو أي برنامج يحتاج إلى التحديث بانتظام. تبدأ هذه الخدمات مباشرة عند تشغيل جهاز الكمبيوتر ، وبدء تحديث الملفات أو مسحها ضوئيًا في الخلفية بالطبع لحمايتنا وإبقائنا على تحديث.
يمكن أن يكون طلب المورد خدمة يحتاجها التطبيق ، بالإضافة إلى النظام أو الاحتياجات أو البرامج التي يتم تشغيلها بناءً على طلب المستخدم. لذا ، في اللحظة التي نفتح فيها البرنامج ، فإنه يذهب للتحقق من جميع الموارد المتاحة لتشغيله. عند التحقق من استيفاء جميع المتطلبات ، يعمل البرنامج على النحو المنشود. ومع ذلك ، عندما لا يتم استيفاء المتطلبات ، يقوم نظام التشغيل بالتحقق من التطبيقات التي تعوق هذا المورد المخيف ويحاول إنهائه.
من الناحية المثالية ، عندما يطلب تطبيق ما أي مورد ، عليه أن يعيده ولكن في أغلب الأحيان ، فإن التطبيقات التي تطلب موارد محددة تنتهي في نهاية المطاف بعدم إعطاء المورد المطلوب عند إكمال المهمة. هذا هو السبب في بعض الأحيان يتجمد تطبيقنا أو نظامنا لأن بعض الخدمات أو التطبيقات الأخرى تسلب المورد المطلوب لتشغيله في الخلفية. وذلك لأن جميع أنظمتنا تأتي مع كمية محدودة من الموارد. لذا ، فإن إدارتها ذات أهمية قصوى.
أنواع مختلفة من موارد النظام
يتم استخدام مورد النظام بواسطة الأجهزة أو البرامج للتواصل مع بعضها البعض. عندما يرغب البرنامج في إرسال البيانات إلى جهاز ، مثل عندما تريد حفظ ملف على محرك أقراص ثابت أو عندما يحتاج الجهاز إلى الاهتمام ، مثل عندما نضغط على مفتاح على لوحة المفاتيح.
هناك أربعة أنواع من موارد النظام التي سنواجهها أثناء تشغيل النظام ، وهي:
- قنوات الوصول المباشر للذاكرة (DMA)
- خطوط طلب المقاطعة (IRQ)
- عناوين الإدخال والإخراج
- عناوين الذاكرة
عندما نضغط على مفتاح على لوحة المفاتيح ، تريد لوحة المفاتيح إبلاغ وحدة المعالجة المركزية بأنه تم الضغط على مفتاح ولكن نظرًا لأن وحدة المعالجة المركزية مشغولة بالفعل في تشغيل بعض العمليات الأخرى ، يمكننا الآن إيقافها حتى تنتهي من المهمة قيد التنفيذ.
لمعالجة هذا ، كان علينا تنفيذ شيء يسمى خطوط طلب المقاطعة (IRQ) ، فهو يفعل بالضبط ما يبدو أنه يقاطع وحدة المعالجة المركزية ويتيح لوحدة المعالجة المركزية معرفة أن هناك طلبًا جديدًا جاء من لوحة المفاتيح ، لذلك لوحة المفاتيح يضع جهدًا على خط IRQ المخصص له. يعمل هذا الجهد كإشارة لوحدة المعالجة المركزية أن هناك جهازًا يحتوي على طلب يحتاج إلى معالجة.
يرتبط نظام التشغيل بالذاكرة كقائمة طويلة من الخلايا التي يمكن استخدامها للاحتفاظ بالبيانات والتعليمات ، إلى حد ما مثل جدول بيانات أحادي البعد. فكر في عنوان الذاكرة كرقم مقعد في المسرح ، يتم تخصيص رقم لكل مقعد بغض النظر عما إذا كان شخص ما يجلس فيه أم لا. يمكن للشخص الجالس في مقعد أن يكون نوعًا من البيانات أو التعليمات. لا يشير نظام التشغيل إلى الشخص بالاسم ولكن فقط برقم المقعد. على سبيل المثال ، قد يقول نظام التشغيل أنه يريد طباعة البيانات في عنوان الذاكرة 500. غالبًا ما يتم عرض هذه العناوين على الشاشة كرقم سداسي عشري في نموذج إزاحة المقطع.
عناوين المدخلات والمخرجات التي تسمى ببساطة المنافذ ، يمكن لوحدة المعالجة المركزية استخدامها للوصول إلى الأجهزة بنفس الطريقة التي تستخدم بها عناوين الذاكرة للوصول إلى الذاكرة الفعلية. ناقل العنوان الموجود على اللوحة الأم يحمل أحيانًا عناوين الذاكرة وأحيانًا يحمل عناوين الإدخال والإخراج.
إذا تم تعيين ناقل العنوان بحيث يحمل عناوين الإدخال والإخراج ، فإن كل جهاز يستمع إلى هذا الناقل. على سبيل المثال ، إذا كانت وحدة المعالجة المركزية تريد الاتصال بلوحة المفاتيح ، فستضع عنوان الإدخال-الإخراج الخاص بلوحة المفاتيح على ناقل العنوان.
بمجرد وضع العنوان ، تعلن وحدة المعالجة المركزية عن العنوان للجميع إذا كانت أجهزة الإدخال والإخراج الموجودة على سطر العنوان. الآن تستمع جميع وحدات تحكم الإدخال والإخراج لعناوينها ، تقول وحدة تحكم محرك الأقراص الثابتة ليس عنواني ، وحدة تحكم القرص المرن تقول ليس عنواني ولكن وحدة تحكم لوحة المفاتيح تقول ملكي ، سأرد. لذا ، هكذا تنتهي لوحة المفاتيح بالتفاعل مع المعالج عند الضغط على مفتاح. هناك طريقة أخرى للتفكير في طريقة العمل وهي خطوط عناوين الإدخال والإخراج في عمل الناقل مثل خط حفلة الهاتف القديم – جميع الأجهزة تسمع العناوين ولكن جهاز واحد فقط يستجيب في النهاية.
مورد نظام آخر تستخدمه الأجهزة والبرامج هو قناة الوصول المباشر للذاكرة (DMA). هذه طريقة اختصار تتيح لجهاز الإدخال والإخراج إرسال البيانات مباشرة إلى الذاكرة متجاوزًا وحدة المعالجة المركزية تمامًا. تم تصميم بعض الأجهزة مثل الطابعة لاستخدام قنوات DMA وأخرى مثل الماوس ليست كذلك. قنوات DMA ليست شائعة كما كانت في السابق لأن تصميمها يجعلها أبطأ بكثير من الأساليب الأحدث. ومع ذلك ، قد تستمر الأجهزة الأبطأ مثل محركات الأقراص المرنة وبطاقات الصوت ومحركات الأشرطة في استخدام قنوات DMA.
لذا تقوم الأجهزة بشكل أساسي باستدعاء وحدة المعالجة المركزية للانتباه باستخدام طلبات المقاطعة. يقوم البرنامج باستدعاء الأجهزة عن طريق عنوان الإدخال والإخراج للجهاز. ينظر البرنامج إلى الذاكرة كجهاز ويدعوها بعنوان ذاكرة. تقوم قنوات DMA بتمرير البيانات ذهابًا وإيابًا بين الأجهزة والذاكرة.
لذا ، هذه هي الطريقة التي يتواصل بها الجهاز مع البرنامج لتخصيص وإدارة موارد النظام بكفاءة.
ما الأخطاء التي يمكن أن تحدث في موارد النظام؟
أخطاء موارد النظام ، فهي الأسوأ. لحظة واحدة نستخدم فيها الكمبيوتر كل شيء يسير على ما يرام كل ما يتطلبه الأمر هو برنامج واحد متعطش للموارد ، انقر نقرًا مزدوجًا على هذا الرمز ونقول وداعًا لنظام يعمل. ولكن لماذا هذا على الرغم من أن البرمجة السيئة ربما تكون أكثر صعوبة لأنها تحدث حتى في أنظمة التشغيل الحديثة. يحتاج أي برنامج يتم تنفيذه إلى إبلاغ نظام التشغيل عن مقدار الموارد التي قد يحتاجها للتشغيل وتحديد المدة التي قد يحتاج فيها إلى هذا المورد. في بعض الأحيان ، قد لا يكون ذلك ممكنًا بسبب طبيعة العملية التي يعمل بها البرنامج. وهذا ما يسمى تسرب الذاكرة. ومع ذلك ، من المفترض أن يعيد البرنامج الذاكرة أو مورد النظام الذي طلبه مسبقًا.
وعندما لا تظهر لنا أخطاء مثل:
- “ذاكرة حاسوبك تكاد ان تنفذ”
- “النظام منخفض بشكل خطير على الموارد”
- “توجد موارد النظام غير كافية لإكمال الخدمة المطلوبة”
و اكثر.
كيف يمكننا إصلاح أخطاء موارد النظام؟
مزيج من 3 مفاتيح سحرية “Alt” + “Del” + “Ctrl” ، يجب أن يكون هذا العنصر الأساسي لأي شخص يواجه تجميدًا متكررًا للنظام. الضغط على هذا يأخذنا مباشرة إلى مدير المهام. يتيح لنا هذا عرض جميع موارد النظام التي تستخدمها البرامج والخدمات المختلفة.
في كثير من الأحيان ، سنكون قادرين عادةً على معرفة التطبيق أو البرنامج الذي يستهلك الكثير من الذاكرة أو عمل كمية كبيرة من القرص يقرأ ويكتب. عند تحديد موقع هذا بنجاح ، سنتمكن من استعادة مورد النظام المفقود إما عن طريق إنهاء التطبيق المسبب للمشاكل تمامًا أو عن طريق إلغاء تثبيت البرنامج. إذا لم يكن هناك أي برنامج ، فسيكون من المفيد بالنسبة لنا أن نذهب للبحث في قسم الخدمات في إدارة المهام الذي سيكشف عن الخدمة التي تستهلك أو تستهلك الموارد بصمت في خلفيته وبالتالي سرقة مورد النظام النادر هذا.
هناك خدمات تبدأ عندما يبدأ نظام التشغيل هذه تسمى برامج بدء التشغيل ، ويمكننا العثور عليها في قسم بدء التشغيل في إدارة المهام. يكمن جمال هذا القسم في أننا لا نضطر في الواقع إلى إجراء بحث يدوي عن جميع الخدمات المتعطشة للموارد. بدلاً من ذلك ، يعرض هذا القسم بسهولة خدمات التأثير على النظام مع تصنيف تأثير بدء التشغيل. لذلك ، باستخدام هذا يمكننا تحديد الخدمات التي تستحق التعطيل.
ستساعد الخطوات المذكورة أعلاه بالتأكيد إذا لم يتم تجميد الكمبيوتر بالكامل أو تم تجميد تطبيق معين فقط. ماذا لو تم تجميد النظام بالكامل؟ هنا سيتم تقديمنا مع عدم وجود خيارات أخرى ، لا يعمل أي من المفاتيح حيث يتم تجميد نظام التشغيل بالكامل بسبب عدم توفر الموارد المطلوبة لتشغيله ولكن لإعادة تشغيل الكمبيوتر. من المفترض أن يعمل هذا على إصلاح مشكلة التجميد إذا تم ذلك بسبب سوء تصرف أو تطبيق غير متوافق. عند اكتشاف التطبيق الذي تسبب في ذلك ، يمكننا المضي قدمًا وإلغاء تثبيت التطبيق الذي به مشكلة.
هناك أوقات لن تكون فيها الخطوات المذكورة أعلاه ذات فائدة كبيرة إذا استمر النظام في تعليقها على الرغم من الإجراء المفصل أعلاه. من المحتمل أن تكون مشكلة متعلقة بالأجهزة. خاصة ، قد تكون هناك مشكلة مع ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) في هذه الحالة ، سيتعين علينا الوصول إلى فتحة ذاكرة الوصول العشوائي في اللوحة الأم للنظام. إذا كانت هناك وحدتان من وحدات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، فيمكننا تجربة تشغيل النظام بذاكرة وصول عشوائي واحدة على حدة من الاثنين ، لمعرفة ذاكرة الوصول العشوائي التي بها خطأ. إذا تم الكشف عن أي مشكلة في ذاكرة الوصول العشوائي ، فسيؤدي استبدال ذاكرة الوصول العشوائي الخاطئة إلى حل مشكلة التجميد الناتجة عن انخفاض موارد النظام.
استنتاج
مع ذلك ، نأمل أن تكون قد فهمت ما هو مورد النظام ، وما هي الأنواع المختلفة لموارد النظام الموجودة في أي جهاز حوسبي ، ونوع الأخطاء التي يمكن أن نواجهها في مهامنا الحوسبية اليومية ، والإجراءات المختلفة التي يمكننا تتعهد بإصلاح مشاكل موارد النظام المنخفضة بنجاح.