بيئة سطح المكتب

في مجال الحوسبة ، تُعرَّف بيئة سطح المكتب بأنها تطبيقٌ لمفهوم سطح المكتب ، وتتألف من مجموعة برامج تعمل على نظام تشغيل حاسوبي ، وتتشارك واجهة مستخدم رسومية مشتركة ، تُعرف أحيانًا باسم " الواجهة الرسومية " . كانت بيئة سطح المكتب شائعةً في الحواسيب الشخصية حتى ظهور الحوسبة المتنقلة . تُسهِّل واجهات المستخدم الرسومية الوصول إلى الملفات وتعديلها، إلا أنها لا تُتيح عادةً الوصول إلى جميع ميزات نظام التشغيل الأساسي. لذا، لا تزال واجهة سطر الأوامر التقليدية تُستخدم عند الحاجة إلى تحكم كامل في نظام التشغيل.

تتألف بيئة سطح المكتب عادةً من أيقونات ، ونوافذ ، وأشرطة أدوات ، ومجلدات ، وخلفيات ، وعناصر واجهة مستخدم (انظر عناصر واجهات المستخدم الرسومية و WIMP ). قد توفر واجهة المستخدم الرسومية أيضًا خاصية السحب والإفلات ، وميزات أخرى تُكمّل مفهوم سطح المكتب . تهدف بيئة سطح المكتب إلى توفير طريقة سهلة وبديهية للمستخدم للتفاعل مع الحاسوب باستخدام مفاهيم مشابهة لتلك المستخدمة عند التفاعل مع العالم المادي، مثل الأزرار والنوافذ.

في حين أن مصطلح بيئة سطح المكتب كان يصف في الأصل نمطًا من واجهات المستخدم التي تتبع استعارة سطح المكتب، فقد أصبح يُستخدم أيضًا لوصف البرامج التي تُجسّد هذه الاستعارة نفسها. ^{[ 1 ]} وقد شاع هذا الاستخدام بفضل مشاريع مثل بيئة سطح المكتب المشتركة (Common Desktop Environment ) و KDE و GNOME .

في نظام يوفر بيئة سطح مكتب، يكون مدير النوافذ ، بالاشتراك مع التطبيقات المكتوبة باستخدام مجموعة أدوات واجهة المستخدم الرسومية، مسؤولاً بشكل عام عن معظم ما يراه المستخدم. يدعم مدير النوافذ تفاعلات المستخدم مع البيئة، بينما توفر مجموعة الأدوات الرسومية للمطورين مكتبة برمجية لتطبيقات ذات مظهر وسلوك موحدين.

يتفاعل نظام النوافذ عادةً بشكل مباشر مع نظام التشغيل والمكتبات الأساسية، مما يوفر الدعم لأجهزة الرسومات وأجهزة التأشير ولوحات المفاتيح. ويعمل مدير النوافذ عادةً فوق نظام النوافذ هذا. ورغم أن نظام النوافذ قد يوفر بعض وظائف إدارة النوافذ، إلا أن هذه الوظائف تُعتبر جزءًا من مدير النوافذ، الذي تم توفيره ببساطة من قِبل نظام النوافذ.

تستخدم التطبيقات المصممة خصيصًا لمدير نوافذ معين عادةً مجموعة أدوات إدارة النوافذ ، والتي تُوفرها عادةً أنظمة التشغيل أو مدير النوافذ. تتيح هذه المجموعة للتطبيقات الوصول إلى عناصر واجهة المستخدم الرسومية التي تسمح للمستخدم بالتفاعل مع التطبيق بطريقة متسقة.

ابتكرت شركة زيروكس أول بيئة سطح مكتب ، وباعتها مع جهاز زيروكس ألتو في سبعينيات القرن الماضي. كانت زيروكس تعتبر ألتو عمومًا حاسوبًا مكتبيًا شخصيًا، إلا أنه فشل في السوق بسبب ضعف التسويق وسعره المرتفع جدًا. ^{[ 2 ]} ومع جهاز ليزا ، قدمت آبل بيئة سطح مكتب على حاسوب شخصي بأسعار معقولة ، والذي فشل هو الآخر في السوق.

انتشر مفهوم سطح المكتب على أجهزة الكمبيوتر الشخصية التجارية بفضل جهاز ماكنتوش الأصلي من شركة أبل عام 1984، ثم ازداد انتشاره بفضل نظام ويندوز من شركة مايكروسوفت منذ تسعينيات القرن الماضي. اعتبارًا من عام 2014تُعدّ بيئات سطح المكتب الأكثر شيوعًا امتدادًا للبيئات السابقة، بما في ذلك واجهة ويندوز المستخدمة في نظام التشغيل مايكروسوفت ويندوز ، وبيئة أكوا المستخدمة في نظام ماك أو إس . وبالمقارنة مع بيئات سطح المكتب القائمة على نظام X والمتاحة لأنظمة التشغيل الشبيهة بنظام يونكس مثل لينكس وبي إس دي ، فإن بيئات سطح المكتب الاحتكارية المضمنة في ويندوز وماك أو إس تتميز بتصميمات ثابتة نسبيًا وميزات محدودة، مع تصميمات متكاملة وسلسة تهدف إلى توفير تجارب مستخدم متسقة في معظم عمليات التثبيت.

تهيمن مايكروسوفت ويندوز على حصة السوق بين أجهزة الكمبيوتر الشخصية ذات بيئة سطح المكتب. أما أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم أنظمة تشغيل شبيهة بنظام يونكس، مثل macOS وChromeOS وLinux وBSD وSolaris، فهي أقل شيوعًا بكثير؛ ^{[ 3 ]} ومع ذلك، اعتبارًا من عام 2015هناك سوق متنامية لأجهزة الكمبيوتر الشخصية منخفضة التكلفة التي تعمل بنظام لينكس، والتي تستخدم نظام X Window أو Wayland مع خيارات واسعة من بيئات سطح المكتب. ومن بين أكثر هذه الأجهزة شيوعًا أجهزة Chromebook و Chromebox من جوجل، وجهاز NUC من إنتل ، وجهاز Raspberry Pi ، وغيرها.

أما على الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية، فالوضع معكوس، حيث تهيمن أنظمة التشغيل الشبيهة بنظام يونكس على السوق، بما في ذلك iOS (المشتق من BSD)، وأندرويد ، وتيزن ، وسيلفيش ، وأوبونتو ( جميعها مشتقة من لينكس). بينما تُستخدم أنظمة ويندوز فون ، وويندوز RT ، وويندوز 10 من مايكروسوفت على عدد أقل بكثير من الأجهزة اللوحية والهواتف الذكية. مع ذلك، فإن غالبية أنظمة التشغيل الشبيهة بنظام يونكس السائدة على الأجهزة المحمولة لا تستخدم بيئات سطح المكتب X11 المستخدمة في أنظمة التشغيل الشبيهة بنظام يونكس الأخرى، بل تعتمد بدلاً من ذلك على واجهات مبنية على تقنيات أخرى.

في الأنظمة التي تعمل بنظام X Window (عادةً أنظمة عائلة يونكس مثل لينكس، وأنظمة BSD ، وتوزيعات يونكس الرسمية )، تكون بيئات سطح المكتب أكثر ديناميكية وقابلية للتخصيص لتلبية احتياجات المستخدمين. في هذا السياق، تتكون بيئة سطح المكتب عادةً من عدة مكونات منفصلة، ​​بما في ذلك مدير النوافذ (مثل Mutter أو KWin )، ومدير الملفات (مثل Files أو Dolphin )، ومجموعة من السمات الرسومية ، بالإضافة إلى أدوات (مثل GTK+ و Qt ) ومكتبات لإدارة سطح المكتب. يمكن استبدال جميع هذه الوحدات وتكوينها بشكل مستقل لتناسب المستخدمين، ولكن معظم بيئات سطح المكتب توفر تكوينًا افتراضيًا يعمل بأقل قدر من إعدادات المستخدم.

تحتوي بعض مديرات النوافذ ، مثلIceWM و Fluxbox و Openbox و ROX Desktop و Window Maker ،على عناصر بيئة سطح مكتب محدودة نسبيًا، كمدير ملفات مكاني مدمج ، بينما لا توفر مديرات أخرى مثل evilwm و wmii مثل هذه العناصر. ولا تظهر جميع تأثيرات شفرة البرنامج المُكوّنة لبيئة سطح المكتب للمستخدم بشكل مباشر، فقد يكون بعضها شفرة منخفضة المستوى. فعلى سبيل المثال، يوفر KDE ما يُسمى بـ " وحدات الإدخال/الإخراج التابعة" (KIO slaves) التي تتيح للمستخدم الوصول إلى مجموعة واسعة من الأجهزة الافتراضية. ولا تتوفر هذه الوحدات خارج بيئة KDE.

في عام ١٩٩٦، أُعلن عن بيئة سطح المكتب KDE، وتلاها في عام ١٩٩٧ الإعلان عن بيئة GNOME. أما Xfce فهو مشروع أصغر تأسس أيضًا في عام ١٩٩٦، ^{[ ٤ ]} ويركز على السرعة والنمطية، تمامًا مثل LXDE الذي بدأ في عام ٢٠٠٦. تُظهر مقارنة بيئات سطح المكتب لأنظمة النوافذ X الاختلافات بينها. لطالما اعتُبرت بيئتا GNOME وKDE حلولًا سائدة، ولا تزالان تُثبّتان افتراضيًا على أنظمة لينكس. تُقدّم كلٌّ منهما ما يلي:

• بالنسبة للمبرمجين، مجموعة من واجهات برمجة التطبيقات القياسية، وبيئة برمجة، وإرشادات واجهة المستخدم .
• بالنسبة للمترجمين، تُعدّ بنية تحتية للتعاون. يتوفر كل من KDE وGNOME بالعديد من اللغات. ^{[ 5 ] [ 6 ]}
• بالنسبة للفنانين، مساحة عمل لتبادل مواهبهم. ^{[ 7 ] [ 8 ]}
• بالنسبة لأخصائيي بيئة العمل، تُمثل هذه فرصة للمساعدة في تبسيط بيئة العمل. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}
• بالنسبة لمطوري تطبيقات الطرف الثالث، تُعد بيئة OpenOffice.org بيئة مرجعية للتكامل. ^{[ 12 ] [ 13 ]}
• بالنسبة للمستخدمين، بيئة سطح مكتب متكاملة ومجموعة من التطبيقات الأساسية. وتشمل هذه التطبيقات مدير الملفات، ومتصفح الويب، ومشغل الوسائط المتعددة، وبرنامج البريد الإلكتروني، ودفتر العناوين، وقارئ ملفات PDF، ومدير الصور، وتطبيق تفضيلات النظام.

في أوائل العقد الأول من الألفية الثانية، بلغ نظام KDE مرحلة النضج. ^{[ 14 ]} ركز مشروعا The Appeal ^{[ 15 ]} وToPaZ ^{[ 16 ]} على إدخال تحسينات جديدة على الإصدارات الرئيسية التالية من KDE وGNOME على التوالي. ورغم سعيهما لتحقيق أهداف متشابهة إلى حد كبير، يختلف كل من GNOME وKDE في نهجهما تجاه سهولة الاستخدام. يشجع KDE التطبيقات على التكامل والتوافق، ويتميز بقابلية عالية للتخصيص، ويحتوي على العديد من الميزات المعقدة، مع الحرص على توفير إعدادات افتراضية منطقية. أما GNOME، فهو أكثر توجيهًا، ويركز على أدق تفاصيل المهام الأساسية والتبسيط الشامل. ونتيجة لذلك، يجذب كل منهما مجتمعًا مختلفًا من المستخدمين والمطورين. من الناحية التقنية، توجد العديد من التقنيات المشتركة بين جميع بيئات سطح المكتب الشبيهة بنظام Unix، وأبرزها نظام X Window. وبناءً على ذلك، تم إنشاء مشروع freedesktop.org كمساحة تعاون غير رسمية بهدف الحد من ازدواجية الجهود.

بما أن بيئتي سطح المكتب جنوم وكيدي تركزان على الحواسيب عالية الأداء، فإن مستخدمي الحواسيب الأقل قوة أو الأقدم يفضلون غالبًا بيئات سطح مكتب بديلة مصممة خصيصًا للأنظمة منخفضة الأداء. من بين بيئات سطح المكتب الخفيفة الأكثر شيوعًا LXDE وXfce؛ وكلاهما يستخدم GTK+ ، وهي نفس مجموعة الأدوات الأساسية التي يستخدمها جنوم. أما بيئة سطح المكتب MATE ، وهي نسخة معدلة من جنوم  2 ، فهي تُضاهي Xfce في استخدامها لذاكرة الوصول العشوائي ودورات المعالج، ولكنها تُعتبر غالبًا بديلًا لبيئات سطح المكتب الخفيفة الأخرى.

لفترة من الزمن، تمتعت بيئتا سطح المكتب جنوم وكيدي بشهرة واسعة بين بيئات لينكس؛ لاحقًا، ازدادت شعبية بيئات سطح المكتب الأخرى. في أبريل 2011، قدمت جنوم مفهومًا جديدًا للواجهة مع إصدارها الثالث ، بينما قدمت توزيعة لينكس الشهيرة أوبونتو بيئة سطح مكتب جديدة خاصة بها، يونيتي . فضل بعض المستخدمين الإبقاء على مفهوم الواجهة التقليدي لجنوم 2، مما أدى إلى إنشاء ماتي كنسخة معدلة من جنوم  2. ^{[ 17 ]}

بيئة سطح المكتب الأكثر شيوعًا على أجهزة الكمبيوتر الشخصية هي Windows Shell في نظام التشغيل Microsoft Windows . وقد بذلت مايكروسوفت جهودًا كبيرة لجعل Windows Shell جذابًا بصريًا. ونتيجة لذلك، قدمت مايكروسوفت دعمًا للسمات في Windows 98 ، وأنماطًا بصرية متنوعة في Windows XP ، وعلامة Aero التجارية في Windows Vista ، ولغة تصميم مايكروسوفت (التي تحمل الاسم الرمزي "Metro") في Windows 8 ، ونظام التصميم Fluent وميزة Windows Spotlight في Windows 10. ويمكن توسيع Windows Shell عبر ملحقات Shell .

تستخدم العديد من بيئات سطح المكتب الشائعة لأنظمة التشغيل الشبيهة بنظام يونكس، بما في ذلك KDE وGNOME وXfce وLXDE، نظام X Window أو Wayland ، ويمكن للمستخدمين اختيار أي منهما، ولا يرتبط ذلك حصريًا بنظام التشغيل المستخدم. أما بيئة سطح المكتب لنظام macOS ، وهو أيضًا نظام شبيه بنظام يونكس، فهي Aqua ، التي تستخدم طبقة رسومات Quartz ، بدلاً من استخدام X أو Wayland.

توجد أيضًا العديد من بيئات سطح المكتب الأخرى، بما في ذلك (على سبيل المثال لا الحصر) CDE و EDE و GEM و IRIX Interactive Desktop وSun's Java Desktop System و Jesktop وMezzo و Project Looking Glass و ROX Desktop وUDE و Xito وXFast. بالإضافة إلى ذلك، يوجد FVWM-Crystal، الذي يتضمن إعدادات قوية لمدير النوافذ FVWM ، وسمة، وإضافات أخرى، ليشكل في مجمله "مجموعة أدوات" لبناء بيئة سطح مكتب متكاملة.

تتضمن برامج إدارة النوافذ X المصممة للاستخدام المستقل - دون الحاجة إلى بيئة سطح مكتب أخرى - عناصر تُذكّر بتلك الموجودة في بيئات سطح المكتب التقليدية، وأبرزها Enlightenment . ومن الأمثلة الأخرى OpenBox و Fluxbox و WindowLab و Fvwm ، بالإضافة إلى Window Maker و AfterStep ، وكلاهما يتميز بواجهة المستخدم الرسومية NeXTSTEP .

كان نهج أميغا في بيئة سطح المكتب جديرًا بالملاحظة: فقد تطورت بيئة سطح المكتب الأصلية Workbench في نظام AmigaOS بمرور الوقت لتُنتج عائلة كاملة من البدائل والحلول البديلة لسطح المكتب. من بين هذه البدائل Scalos ^{[ 18 ]} ، وسطح المكتب Ambient في نظام MorphOS ، وسطح المكتب Wanderer في نظام التشغيل مفتوح المصدر AROS . كما يحتوي WindowLab على ميزات تُذكّر بواجهة مستخدم أميغا. أما برنامج Directory Opus التابع لجهة خارجية ، والذي كان في الأصل مجرد برنامج لإدارة الملفات ، فقد تطور ليصبح بديلاً كاملاً لسطح مكتب أميغا يُسمى Directory Opus Magellan.

يستخدم نظام التشغيل OS/2 (ومشتقاته مثل eComStation و ArcaOS ) واجهة Workplace Shell . أما الإصدارات السابقة من نظام التشغيل OS/2 فكانت تستخدم مدير العرض التقديمي .

كان مشروع BumpTop بيئة سطح مكتب تجريبية. هدفه الرئيسي هو استبدال نموذج ثنائي الأبعاد بتطبيق ثلاثي الأبعاد "واقعي"، حيث يمكن التلاعب بالمستندات بحرية عبر طاولة افتراضية.

• وايلاند – بديل لنظام النوافذ X، والذي يمكنه تشغيل العديد من بيئات سطح المكتب المختلفة
• مقارنة بيئات سطح المكتب لنظام X Window