İşletim sistemleri, bilgisayar donanımları ve kullanıcılar arasında iletişim sağlamak amacıyla yazılmış olan programlardır.
Bilgisayar Nedir?
Bilgisayar, mantıksal ve aritmetiksel işlemleri kullanarak bunları işleyen, işlediği sonuçları uygun ortamlarda saklayıp, yine istendiğinde geri getirebilen(hafızasında tutabilen) elektronik cihazlara verilen isimdir. Bilgisayar donanım ve yazılım olmak üzere iki temel yapıdan oluşur.
– Donanım (Hardware) : Fiziksel parçalara verilen isimdir. (Ram, SSD, HDD, İşlemci vb.)
– Yazılım (Software) : Donanımsal parçaları kullanarak, kullanıcıların ihtiyaçlarına göre yazılmış olan yapıya verilen isimdir. (Örneğin; işletim sistemleri, Word, Excel, Adobe Reader vb)
İşletim sistemlerinin amaçları:
· Kullanıcı programlarını çalıştırmak ve kullanıcı problemlerine basitçe çözümler bulmak
· Sistem kontrolünü sağlamak (Hataların sistemi kilitlemesini önleyen)
· Donanımın doğru bir şekilde kullanılabilmesi (Kaynakların doğru kullanılması, optimize bir şekilde donanımın kullanılabilmesi)
Diyebiliriz.
İşletim sistemlerinin amaçlarına örnek vermek istersek, bir oyun oynadığımızı varsayalım. Oyundaki görüntüleri ekran kartının oynatması gerekir. Ekran kartı ile aradaki bağlantıyı işletim sistemi sağlar. Ya da çıkan sesi uygun ses oynatma cihazına göndererek bizi donanımla meşgul etmeden her şeyi otomatik olarak ayarlar. İşletim sisteminin amacı, donanımları kontrol ederek, kullanıcıların problemlerine çözümler bulup, sistemin kontrolünü sağlamaktır.
İşletim sistemleri bizlere şu imkanları sağlar.
· Kullanıcı arayüzü sayesinde kolay yönetim imkanı sağlar.
· Programlar çalıştırabiliriz.
· Giriş Çıkış cihazlarını kullanmamızı sağlar.
· Dosya sistemleri sayesinde
· İletişim olayını gerçekleştirir.
· Hata tespiti yaparak bizlere yardımcı olur.
· Kaynak ayrımını kendisi yapar. (Öncelikleri ayarlar)
· Kullanıcı kontrolünü sağlar. (Erişim Hakları)
· Güvenlik
· Koruma
Bilgisayar Sistemleri Bileşenleri
· Donanım – Bilgisayarı oluşturan parçalar
– İşlemci, Ram, I/O (Giriş-Çıkış Cihazları)
· İşletim Sistemleri
– Çeşitli uygulamalar ve kullanıcılar arasında donanımı kullanarak koordineli bir şekilde kontrol sağlamak
· Uygulama Yazılımları – Kullanıcıların ihtiyacı olan problemlere çözümünü sağlayan yazılımlar
– Word, Web tarayıcılar, Veritabanı sistemleri, oyunlar
· Kullanıcılar
– İnsanlar, makineler ve diğer bilgisayarlar
– İnsanlar: Bilgisayarı kullanan bizleriz
– Makineler: Kullandığımız cihazlar
– Diğer Bilgisayarlar: Örneğin bir web sitesine girdiğimizi varsayalım. Aslında web hizmeti verebilen başka bir bilgisayara bağlanmış oluyoruz. Yani bilgisayarımız, başka bir bilgisayarla(sunucu) iletişime geçmiş demektir. Diğer bilgisayarlardan kastettiğimiz şey –budur.
Interrupt (Kesme) Nedir?
Interrupt yani kesme işlemcinin (CPU) o an çalıştığı işi bırakıp başka bir işe geçmesini sağlayan bir sinyal diyebiliriz. Bu sinyaller, bir programdan ya da bir I/O cihazından gelebilir. Ağ programlarından gelebilir. Interrupt sinyalini, işletim sistemleri yönetir. Bu yüzden işletim sistemlerinin burada önemi oldukça fazladır. İşlemci (CPU) ile işletim sistemleri arasındaki iletişim interrupt’lar sayesinde olur.
Direct Memory Access Nedir? (Doğrudan Hafızaya Erişim)
I/O cihazın doğrudan RAM’e erişmesini sağlayan yapıdır. CPU’yu meşgul etmeden direk olarak veriye erişerek işlem yapabilmesidir. Ekran kartına örnek verebiliriz.
Random Access Nedir?
Doğrudan erişim demektir. İstediğimiz adrese direk erişip işlem yapabiliriz.
Manyetik Diskler Nedir?
Adından da anlaşılacağı gibi manyetik kayıt yoluyla bilginin depolanabildiği plak şekilli bir tabadan oluşan bir aygıt diyebiliriz. Ayrıca katı depolama aygıtları olarak da geçer. Disk plakaları(platters), silindir(cylinder) ve okuma/yazma kafasından oluşur.
· Disk Plakaları (Platters) : Seramik ve alüminyum katkılı camdan üretilmiş sert malzeme üzerine manyetik özelliğe sahip çeşitli tabakaların eklenmesi ile oluşturulmuş yapılardır. Her diskin iki yüzü de verileri saklamak amacıyla kullanılır. Her disk üzerinde bir okuma/yazma kafası bulunur. Disk üzerinde veriler iç içe dairesel halkalara kaydedilirler. Her disk üzerinde sektör adı verilen belirli bir büyüklükte mantıksal veri alanları bulunur.
· İz (Track) : Verilerin kaydedilmesi amacıyla iç içe halkalar şeklinde olan ve disk üzerinde yer alan veri kayıt alanlarıdır. İç içe dairesel halkalardan oluşur. Bu daireler merkeze eşit uzaklıktadır. Okuma / Yazma kafası bir iz üzerine gelerek istediği sektörleri okuyup yazabilir.
· Sektör : 256, 512 byte ve katları büyüklüklere sahip ardışık veri depolama kümelerine verilen isimdir.
· Kümeler yani Cluster : Disk üzerinde varsayılan bir büyüklüktür. Bu büyüklük işletim sistemlerine göre farklılık gösterebilir. Yani işletim sisteminin disk yönetimi ile alakalıdır. Dosya ve dizinlerin yerleştirildiği en küçük disk alanına verilen isimdir.
· Silindir : Disk tabakasındaki aynı hizadaki tüm düşey izleri içine alan silindir şeklindeki tanımlamaya verilen isimdir.
· Okuma / Yazma Kafası : Diskteki istenen adrese verileri yazıp istenirse bu verileri okuyan kafadır. Bu işlemleri yaparken disk üzerine hiç değmeden gerçekleştirir.
Depolama Aygıtları Hiyerarşisi
Aşağıdaki resmi inceleyiniz. Aşağıya doğru indikçe maliyet azalmaktadır. Burada önemli gördüğümüz terimler cache’tir. Cache, RAM’den hızlıdır. Fakat boyutu düşüktür. Boyutu arttıkça maliyet çok arttığından hafızanın yetmediği durumda bilgiler RAM’e eklenerek işlenir.
· Caching
– RAM’e göre çok çok hızlıdır.
– Fakat maliyeti fazladır.
Multiprogramming Nedir?
Bir işin birden fazla bilgisayara(ya da işlemciye) bölüştürülmesi olarak örnekleyebiliriz. Programcılar kodları yazarken bu kavrama dikkat etmelidir. İş bölümü çok önemlidir.
Timesharing(multitasking) Nedir?
Bir anda birden çok işin yapılması diyebiliriz. Tek işlemci de bunu yapabilir. Bunun için bazı algoritmalar vardır. Bu algoritmaları daha sonra işleyeceğiz.
System Call Nedir?
Kullanıcı ile kernel arasında bağ kuran bir servis olarak düşünebiliriz. Arka planda çalışır.