أبل دوس

نظام التشغيل Apple DOS هو نظام تشغيل الأقراص لأجهزة كمبيوتر Apple II من أواخر عام 1978 وحتى أوائل عام 1983. وقد تم استبداله بنظام ProDOS في عام 1983. صدر من Apple DOS ثلاثة إصدارات رئيسية: DOS 3.1 وDOS 3.2 وDOS 3.3؛ ^{[ 2 ]} تبع كل إصدار من هذه الإصدارات الثلاثة إصدار ثانوي لإصلاح الأخطاء، ولكن الإصدار الثانوي Apple DOS 3.2 فقط هو الذي حصل على رقم إصدار خاص به، وهو Apple DOS 3.2.1. يُعد Apple DOS 3.3 الإصدار الأكثر شهرة واستخدامًا، والذي صدر في عامي 1980 و1983. قبل إصدار Apple DOS 3.1، كان على مستخدمي أجهزة Apple الاعتماد على أشرطة الكاسيت الصوتية لتخزين البيانات واسترجاعها.

عندما طرحت شركة آبل جهاز Apple II في أبريل 1977، لم يكن الجهاز الجديد مزودًا بمحرك أقراص أو نظام تشغيل أقراص (DOS). ورغم أن ستيف وزنياك، أحد مؤسسي آبل ، صمم وحدة تحكم القرص الثاني في أواخر ذلك العام، وكان يعتقد أنه قادر على كتابة نظام DOS، إلا أن شريكه المؤسس ستيف جوبز قرر إسناد المهمة إلى جهة خارجية. درست الشركة استخدام نظام CP/M من شركة Digital Research ، لكن وزنياك كان يبحث عن نظام تشغيل أسهل استخدامًا. في 10 أبريل 1978، وقّعت آبل عقدًا بقيمة 13,000 دولار مع شركة Shepardson Microsystems لكتابة نظام DOS وتسليمه في غضون 35 يومًا. قدّمت آبل مواصفات تفصيلية، وعمل راندي ويغينتون، أحد أوائل موظفي آبل ، بشكل وثيق مع بول لوتون من شركة Shepardson أثناء كتابة الأخير لنظام التشغيل باستخدام البطاقات المثقبة وحاسوب صغير . ^{[ 3 ]}

لم يكن هناك إصداران من نظام التشغيل Apple DOS 1 أو 2. كانت الإصدارات من 0.1 إلى 2.8 عبارة عن مراجعات متسلسلة أثناء التطوير، ويمكن تسميتها ببساطة الإصدارات من 1 إلى 28. أما Apple DOS 3.0، وهو إصدار مُعاد تسميته من الإصدار 2.8، فلم يُطرح للجمهور بسبب وجود أخطاء برمجية. ولم تنشر Apple أي وثائق رسمية حتى الإصدار 3.2. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 2 ]}

تم إطلاق نظام التشغيل Apple DOS 3.1 رسميًا في يونيو 1978، بعد أكثر من عام بقليل من طرح جهاز Apple II، ليصبح أول نظام تشغيل قائم على الأقراص لأي جهاز كمبيوتر من Apple. وصدر لاحقًا إصدارٌ لتصحيح الأخطاء، عالج مشكلةً في أداةٍ MASTER CREATEتُستخدم لإنشاء أقراص Apple DOS الرئيسية (القابلة للتشغيل): حيث كان الأمر المدمج INITيُنشئ أقراصًا لا يمكن تشغيلها إلا على أجهزةٍ تمتلك على الأقل نفس مقدار الذاكرة التي يمتلكها الجهاز الذي أنشأها. MASTER CREATEيتضمن هذا الإصدار نسخةً ذاتية النقل من نظام DOS تعمل على أجهزة Apple بغض النظر عن تكوين الذاكرة.

صدر نظام التشغيل Apple DOS 3.2 عام 1979 ^{[ 6 ]} ليعكس التغييرات في طرق إقلاع الكمبيوتر التي أُدمجت في جهاز Apple II Plus، خليفة Apple II. تضمنت البرامج الثابتة الجديدة ميزة التشغيل التلقائي التي كانت تعثر تلقائيًا على وحدة تحكم القرص وتُقلع منها عند تشغيل النظام ، مما أكسبها اسم " ذاكرة القراءة فقط للتشغيل التلقائي ". ثم صدر نظام التشغيل DOS 3.2.1 في يوليو 1979 مع بعض الإصلاحات الطفيفة للأخطاء. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

صدر نظام التشغيل Apple DOS 3.3 عام 1980. وقد حسّن هذا الإصدار وظائف عديدة من الإصدار 3.2، بما في ذلك إعادة كتابة نظام RWTS لزيادة سرعته، ^{[ 6 ]} مع توفير سعة تخزين كبيرة على الأقراص المرنة . تُمكّن ذاكرة PROM الجديدة من نوع P5A/P6A في وحدة تحكم القرص من قراءة وكتابة البيانات بكثافة أعلى، بحيث يُمكن تخزين 16 قطاعًا (4 كيلوبايت) لكل مسار بدلًا من 13 قطاعًا (3.25 كيلوبايت )، مما يزيد السعة من 113.75 كيلوبايت إلى 140 كيلوبايت لكل جانب - 16 كيلوبايت منها تُستخدم لبيانات نظام الملفات ونسخة من نظام التشغيل DOS، مما يترك 124 كيلوبايت لبرامج المستخدم وبياناته. مع ذلك، فإن نظام DOS 3.3 غير متوافق مع الإصدارات السابقة ؛ إذ لا يُمكنه قراءة أو كتابة أقراص DOS 3.2. ولحل هذه المشكلة، أصدرت شركة Apple Computer برنامج "MUFFIN"، وهو أداة مساعدة لنقل ملفات وبرامج Apple DOS 3.2 إلى أقراص الإصدار 3.3. لم تُوفر Apple أبدًا أداةً لنسخ الملفات في الاتجاه المعاكس. لنقل ملفات Apple DOS 3.3 إلى أقراص الإصدار 3.2، قام أحدهم بكتابة أداة "NIFFUM". كما توجد أدوات تجارية (مثل Copy II Plus ) تُتيح نسخ الملفات بين كلا التنسيقين (وربما ProDOS أيضًا). يُحسّن الإصدار 3.3 أيضًا إمكانية التبديل بين Integer BASIC وApplesoft BASIC، إذا كان الكمبيوتر مزودًا ببطاقة لغة ( توسيع ذاكرة الوصول العشوائي ) أو بطاقة برامج ثابتة.       

تستخدم أقراص Apple DOS 3.1 ثلاثة عشر قطاعًا من البيانات لكل مسار، ويبلغ حجم كل قطاع 256 بايت . ويستخدم القرص 35 مسارًا لكل وجه، ولا يمكن الوصول إلا إلى وجه واحد من القرص المرن، إلا إذا قام المستخدم بقلب القرص . وهذا يمنح المستخدم سعة تخزين إجمالية تبلغ 113.75  كيلوبايت لكل وجه، منها حوالي 10  كيلوبايت تُستخدم لتخزين نظام DOS نفسه ودليل القرص، ويتبقى حوالي 100  كيلوبايت لبرامج المستخدم.

تُسمى الطبقة الأولى من نظام التشغيل RWTS، اختصارًا لـ "قطاع مسار القراءة/الكتابة". تتكون هذه الطبقة من إجراءات فرعية للبحث عن المسارات، وقراءة القطاعات وكتابتها، وتهيئة القرص. بُنيت واجهة برمجة تطبيقات (API) تُسمى مدير الملفات فوق هذه الطبقة، وتُنفذ وظائف لفتح الملفات وإغلاقها وقراءتها وكتابتها وحذفها وقفلها (أي حمايتها من الكتابة ) وإلغاء قفلها (أي تمكين الكتابة) وإعادة تسميتها، بالإضافة إلى التحقق من سلامة بنية الملف. كما توجد وظيفة CATALOGلعرض قائمة الملفات على القرص المرن، ووظيفة أخرى INITلتهيئة القرص لاستخدامه مع نظام DOS، حيث تُخزن نسخة من DOS على المسارات الثلاثة الأولى، وتُخزن برنامج بدء التشغيل (يُسمى عادةً HELLO) الذي يبدأ تلقائيًا عند الإقلاع من هذا القرص. فوق واجهة برمجة تطبيقات مدير الملفات، تُنفذ إجراءات DOS الرئيسية التي تتصل بمفسر لغة BASIC الخاص بالجهاز وتعترض جميع أوامر القرص. يوفر هذا المفسر أوامر BLOAD و BSAVE و BRUN لتخزين الملفات التنفيذية الثنائية وتحميلها وتشغيلها . تم توفير و و لبرامج BASIC، وتم LOADتوفير لـ لتشغيل ملفات الدفعات النصية التي تتكون من أوامر BASIC وDOS. وأخيرًا، توجد أربعة أنواع من الملفات، يتم تحديدها بأحرف في قائمة الفهرس: ^{[ 7 ]}RUNSAVEEXEC

• I – برامج BASIC للأعداد الصحيحة (مخزنة بتنسيق مضغوط، وليس كنص عادي )
• أ – برامج Applesoft BASIC (مخزنة أيضًا بتنسيق مضغوط وموفر للمساحة)
• ب - الملفات الثنائية ، إما برامج قابلة للتنفيذ بلغة الآلة ، أو ملفات بيانات
• T – ملفات نصية ASCII (أو ملفات دفعية نصية عادية غير مضغوطة)

توجد أربعة أنواع ملفات إضافية: "R" و"S" ونوعان إضافيان هما "A" و"B"، ولا يدعم نظام DOS أيًا منها بشكل كامل. يتعرف نظام DOS على هذه الأنواع لعرض قوائم الملفات فقط، ولا توجد طرق مباشرة للتعامل معها. يُستخدم النوع "R" في بعض الأحيان مع ملفات تنفيذية ثنائية قابلة للنقل . وتدعم بعض البرامج النوع "S" كملفات بيانات.

يُتيح جدول متجه الاستدعاءات الموجود في المنطقة $03D0–03FF ₁₆ للبرامج العثور على نظام DOS أينما تم تحميله في ذاكرة النظام. على سبيل المثال، إذا توقف نظام DOS المتصل بواجهة سطر الأوامر BASIC عن العمل، فيمكن إعادة تهيئته عن طريق استدعاء الموقع $03D0 ₁₆ (976 ₁₀ ) – ومن هنا جاء الأمر التقليدي ("3D0 go") للعودة إلى BASIC من مراقب النظام . 3D0G

بعد عام 1980، دخل نظام التشغيل Apple DOS في حالة من الركود، حيث ركزت شركة Apple جهودها على جهاز الكمبيوتر Apple III الذي لم يكتب له النجاح ونظام التشغيل SOS الخاص به. وفي أوائل ومنتصف عام 1983، صدرت نسختان إضافيتان من Apple DOS، تحملان نفس الاسم DOS 3.3، ولكن مع بعض إصلاحات الأخطاء ودعم أفضل لطراز Apple IIe الجديد.

بدون تحديثات من جهات خارجية ، لا يستطيع نظام Apple DOS قراءة سوى الأقراص المرنة التي تعمل في محرك أقراص من نوع Disk II بحجم 5.25 بوصة، ولا يمكنه الوصول إلى أي وسائط تخزين أخرى، مثل محركات الأقراص الصلبة، أو محركات ذاكرة الوصول العشوائي الافتراضية ، أو محركات الأقراص المرنة بحجم 3.5 بوصة . إن بنية أقراص Apple DOS (وخاصةً خريطة القطاعات الحرة، التي كانت محصورة في جزء من قطاع واحد) تجعل من المستحيل توفير أكثر من 400  كيلوبايت في وقت واحد لكل محرك أقراص دون إعادة كتابة شاملة لجميع أجزاء الكود تقريبًا؛ وهذا هو السبب الرئيسي الذي دفع Apple إلى التخلي عن هذا الإصدار من DOS في عام 1983، عندما تم استبداله بالكامل بنظام ProDOS .

يحتفظ نظام ProDOS بتنسيق DOS 3.3 ذي الـ 16 قطاعًا منخفض المستوى  لأقراص 5.25 بوصة، ولكنه يُقدم تنسيقًا جديدًا عالي المستوى مناسبًا للأجهزة التي تصل سعتها إلى 32 ميجابايت ؛ مما يجعله مناسبًا للأقراص الصلبة من تلك الحقبة وأقراص 3.5 بوصة المرنة . يمكن لجميع أجهزة كمبيوتر Apple بدءًا من طراز II Plus تشغيل كلٍ من DOS 3.3 وProDOS، مع العلم أن طراز Plus يتطلب توسيع ذاكرة "بطاقة اللغة" لاستخدام ProDOS؛ بينما يحتوي طراز e والطرازات اللاحقة على بطاقة لغة مدمجة، وبالتالي يمكنه تشغيل ProDOS مباشرةً. يتضمن ProDOS برنامجًا لنسخ الملفات من أقراص Apple DOS. مع ذلك، استمر العديد من المستخدمين الذين لم يكونوا بحاجة إلى تحسينات ProDOS (والذين لم يُفضلوا حجمه الكبير من الذاكرة ) في استخدام Apple DOS أو أحد أنظمة التشغيل المُشابهة له لفترة طويلة بعد عام 1983. إن تقليد Apple في تخزين نظام تشغيل قابل للتشغيل على كل قرص مرن يعني إمكانية استخدام البرامج التجارية بغض النظر عن نظام التشغيل الذي يمتلكه المستخدم. يُمكّن برنامج يُسمى DOS.MASTER المستخدمين من الحصول على أقسام DOS 3.3 افتراضية متعددة على وحدة تخزين ProDOS أكبر، مما يسمح باستخدام العديد من برامج DOS القائمة على الأقراص المرنة مع القرص الصلب. 

بعد فترة وجيزة من إصدار ProDOS، سحبت شركة Apple الإذن من الأطراف الثالثة لإعادة توزيع DOS 3.3، لكنها منحت شركة واحدة، Syndicomm، ترخيصًا حصريًا لإعادة بيع DOS 3.3. ^{[ 9 ]}

لم تكن الألعاب التجارية تستخدم نظام التشغيل Apple DOS عادةً، بل كانت تستخدم إجراءات القرص المخصصة الخاصة بها لأغراض حماية النسخ وكذلك لتحسين الأداء.

تستطيع روتينية RWTS في نظام DOS قراءة أو كتابة مسار في دورتين مع التداخل المناسب . يمر قطاع من القرص الدوار أسفل رأس القراءة/الكتابة بينما تقوم روتينية RWTS بفك تشفير القطاع المقروء (أو تشفير القطاع التالي المراد كتابته)، وإذا كان هذا القطاع المفقود هو القطاع التالي المطلوب، فسيتعين على نظام DOS الانتظار دورة كاملة تقريبًا للقرص حتى يعود القطاع مرة أخرى. يُطلق على هذه الظاهرة اسم "إضاعة دورة" وهي عنق زجاجة معروف في أداء أنظمة الأقراص. لتجنب ذلك، يتم ترتيب القطاعات على قرص DOS بترتيب متداخل: ^{[ 10 ]}

0 7 e 6 d 5 c 4 b 3 a 2 9 1 8 f

وفي وقت لاحق، رتبت ProDOS القطاعات بهذا الترتيب: ^{[ 10 ]}

٠ ٨ ١ ٩ ٢ أ ٣ ب ٤ ج ٥ د ٦ هـ ٧ و

عند قراءة وفك تشفير القطاع 0، يمر القطاع 8، مما يتيح الوصول إلى القطاع 1، وهو القطاع التالي الذي يُحتمل الحاجة إليه، دون انتظار. عند قراءة القطاع 7، يمر قطاعان غير مطلوبين، f و0، قبل أن يصبح القطاع 8 متاحًا. وعند قراءة القطاع 15، سيتعين على القرص الانتظار دورة إضافية للقطاع 0 على نفس المسار. مع ذلك، فإن القطاع 0 المطلوب فعليًا في معظم الحالات سيكون على المسار الأعلى التالي، ويمكن ترتيب هذا المسار بالنسبة للمسار السابق لإتاحة الوقت اللازم لفك تشفير القطاع المقروء وتحريك رأس القراءة/الكتابة قبل الوصول إلى القطاع 0. في المتوسط، يمكن قراءة مسار كامل في دورتين للقرص.

أدى برنامج إدارة الملفات في نظام التشغيل DOS في بداياته إلى تجاوز هذه الكفاءة من خلال نسخ البايتات المقروءة من الملف أو المكتوبة إليه بايتًا بايتًا بين مخزن مؤقت على القرص والذاكرة الرئيسية، مما استلزم وقتًا أطول وتسبب في استهلاك نظام DOS لعدد كبير من دورات المعالج عند قراءة الملفات أو كتابتها. ^{[ 11 ]} توفرت برامج في وقت مبكر لتهيئة الأقراص بقطاعات متداخلة معدلة؛ تمنح هذه الأقراص نظام DOS وقتًا أطول بين القطاعات لنسخ البيانات، مما يخفف من حدة المشكلة.

لاحقًا، أعاد مبرمجون من خارج شركة آبل كتابة إجراءات إدارة الملفات لتجنب إنشاء نسخة إضافية لمعظم قطاعات الملف؛ حيث تم توجيه نظام RWTS لقراءة أو كتابة القطاعات مباشرةً من أو إلى الذاكرة الرئيسية بدلاً من مخزن مؤقت على القرص عند نقل قطاع كامل. نُشرت رقعة مبكرة لتوفير هذه الوظيفة في Call-APPLE . وكان من المعتاد تحقيق تحسينات في سرعة LOADتنفيذ الأمر تتراوح بين ثلاثة إلى خمسة أضعاف.

سرعان ما ظهرت هذه الخاصية في منتجات تجارية، مثل Pronto-DOS وDiversi-DOS وHyper-DOS وDavid-DOS، إلى جانب ميزات إضافية، لكنها لم تُستخدم قط في إصدار رسمي من نظام تشغيل Apple DOS. مع ذلك، استُخدمت خاصية مشابهة في نظام التشغيل ProDOS، الذي خلف نظام Apple. وفي نهاية المطاف، سيستخدم نظام التشغيل GS/OS ، المُصمم خصيصًا لجهاز Apple IIGS ، تقنية "القراءة المبعثرة" الأكثر كفاءة، والتي تقرأ أي قطاع يمر أسفل رأس القراءة إذا كان مطلوبًا للملف المراد قراءته.

في عام 2013، وبعد أكثر من 35 عامًا على إطلاق جهاز Apple II ، نشر متحف تاريخ الحاسوب شفرة المصدر الأصلية لنظام التشغيل DOS الخاص بشركة Apple على موقعه الإلكتروني. ^{[ 12 ]} وقد تبرع بها مؤلفها الأصلي، بول لوتون. ^{[ 13 ]}

• أبل GS/OS
• أبل برودوس
• نظام التشغيل جيوس (8 بت)

• وورث، دون؛ ليشنر، بيتر (1981)، تحت نظام التشغيل أبل دوس ، شركة كواليتي سوفتوير، رقم ISBN 0-912985-00-3
• أبل كمبيوتر (1983). أبل // دليل مستخدم نظام التشغيل DOS .

• رواية بول لوتون عن كتابة نظام التشغيل DOS 3.1
• تاريخ جهاز Apple II: نظام التشغيل DOS
• موقع A2Central.com مؤرشف بتاريخ 26 يونيو 2009 على موقع Wayback Machine - أخبار وتنزيلات Apple II
• مقالة DOS 3.1 الخاصة بـ Everything2.com
• شفرة المصدر لنظام التشغيل DOS الإصدار 3.1 لجهاز Apple II (1978، تم إصداره في عام 2013 بإذن من شركة Apple Inc.)