İŞLETİM SİSTEMLERİ - Deneme Sınavı - 6

Eski nesil bilgisayarlarda, kart ya da bant okuma süresi boyunca CPU tamamen boş olarak beklemekte iken, III. Nesil İşletim Sisteminde belleğin parçalara ayrılıp, her parçada başka bir programın çalıştırılması sayesinde, örneğin bir program teypten okuma yaparken CPU âtıl (boş) olarak durmamakta ve diğer programın gereksindiği hesaplama işini yapmaktadır.

Bir işletim sisteminin işlevleri şunlardır:

Doğru cevap kullanıcı arabirimidir. Diğer şıklar bir işletim sisteminin temel işlevleridir.

Kesme istekleri, normal yürütüm sırasını değiştirmek ve gereksinim duyulan başka bir işi varsa onu yerine getirmek için kullanılan programlardır. Bunlar, işlemcinin etkinliğini artırır, bir G/Ç işlemi yapılırken işlemcinin diğer komutları yürütmesine olanak verir ve sonradan çalıştırılmak üzere bir sürecin geçici olarak durdurulmasına sağlarlar.

Merkez İşlem Birimi (MİB)’in işlevlerini tek bir yarı iletken tümdevrede birleştiren programlanabilir sayısal elektronik bileşene mikroişlemci adı verilmektedir.

İşlevsellik açısından ele alındığında bir işletim sisteminin bileşenleriyse şunlardır:

Görev Yönetimi

Ana Bellek Yönetimi

Kütük Yönetimi

İkinci Bellek Yönetimi

Ağ Üzerinde Çalışma

Koruma Sistemi

Komut Derleyici Sistemler

Aygıt yönetiminin ikiye ayrılması ile bilgisayara yeni bir donanım eklemek çok kolay hâle gelmiştir.

Aygıt yönetimi donanım aygıtlarını izleyerek belirlenmiş olan prensiplere göre hangi işlemin aygıtı ne kadar süre kullanacağını belirleyerek bunları ilgili işlemlere tahsis
eder veya o işlemden aygıtı geri alır.

İşlem yönetimi, işlemlerin kaynaklara ulaşması sırasında nasıl bir kaynak yalıtımı yapacağı, bir kaynağı paylaşması gereken birden fazla işlem olduğunda hangi politikaları kullanarak bu kaynağı paylaştıracağı gibi soruları cevaplamaya çalışmaktadır. Bunları yaparken de bellek yönetimi ile birlikte çalışarak belleğin bu işlemler ve iş parçacıkları arasında paylaştırılmasını sağlar.

Birden fazla işlem, işletim sistemi tarafından yürütülmektedir. Bu süreçlerin sağlıklı yapılabilmesini işlemci zamanlayıcısı (Dispatcher) sağlar. İşlemci zamanlayıcısı bunun için çeşitli iş kuyruklarını kullanır. Çalıştırılmaya hazır olan veya bekleyen işlemler hazır kuyruğuna alınarak MİB’e gönderilir.

Semafor, kaynaklar ve işlemlerin senkronize edilmesi ve kilitlenmelerin önlenmesi için kullanılmaktadır. Herhangi bir kaynağın belirli bir işlem tarafından kullanılması için o kaynağın anlık tek bir işleme atanması gerekir ve diğer işlemin de bunu kullanması engellenir. İki ayrı işlem aynı anda bellekte yürütülürken kaynaklara aynı anda erişmeye çalışabilirler. Bu durumda kullanılan semafor, sistem kilitlenmelerine engel olur.

Bir program yazdığımızı düşünelim. Bu program, belli bölümler oluşmaktadır: ana program kodları, alt programlar, yığın, veri ve değişkenler. Mantıkal adres alanında bunlar her biri biribirinden farklı boyutta, farklı bölümler olarak yer almaktadır. Bunlar, bölüm tablosu kullanılarak belleğe yerleştirilmektedir. Değişkenlerin tutulduğu 4. bölümün taban kaydedici değeri 4700’dür. Yani fiziksel bellekte 4700 no’lu yerden başlamaktadır. Tavan kaydedici değeri ise 1000’dir. Yani bu bölümün uzunluğu 1000’dir ve bu bölüme bilgi yazılmak istenirse 4700 ila 5700 arasındaki adresler kullanılabilir. Bir değişkeni yazmak için 5700’den daha büyük bir adrese ulaşılmak istenirse bu durumda adresleme hatası oluşacaktır.

İşletim sistemi, bellekteki n adet boşluğun bulunduğu listeden işlem için en uygun boşluğu nasıl belirleyeceğine ise 3 strateji kullanarak karar vermektedir.

İlk uyan (First-fit): Listeden işlem için yeterli büyüklükte olan ilk boşluğun seçilerek işlemin yerleştirilmesidir.

En iyi uyan (Best-fit): Listeden işleme uygun büyüklükteki boşlukların aranarak bulunması ve bunların içinden en küçüğünün seçilerek işlemin yerleştirilmesidir. Böylece bellekte en küçük boyutta arda kalan boşluklar kalacaktır.

En kötü uyan (Worst-fit): Listeden arama yapıldıktan sonra en büyük boşluğun seçilerek işlemin yerleştirilmesidir. Bu stratejide bellekte en büyük boyutta arda kalan boşluklar oluşacaktır.

Ext2, Ext3, Ext4, Reiser, XFS, CFS Linux işletim sisteminde kullanılan dosya sistemleriyken NTFS Windows işletim sistemine ait dosya sistemidir.

JFS, IBM tarafından geliştirilmiş ve artık açık kaynak kodlu olan Linux dosya sistemidir.

İşletim sistemi bir bilgisayar programıdır. Temel görevi, bilgisayar parçalarının birbirleriyle olan ilişkilerini düzenlemek, aralarında bilgi alışverişi yapabilmelerini sağlamaktır. Bu parçalar gözle görülebilecek parçaları kapsadığı gibi, bilgisayarın kapağını açmadan görülebilecek parçaları da kapsar (monitör, klavye, fare vb.)

Diğer tüm yazılımların belleğe, girdi/çıktı aygıtlarına ve kütük sistemine erişimini sağlayan bir işletim sistemi; birden çok program aynı anda çalıştığında, her programa yeterli sistem kaynağını ayırmaktan ve birbirleri ile çakışmalarını önlemekten de sorumludur. Bir işletim sistemi, kısaca, klavyeden gelen girdileri tanıma, ekrana gösterilecek çıktıları gönderme, dosyaları ve disk üzerindeki dizinleri sürekli olarak izleme, yazıcı gibi çevre aygıtlarını kontrol etme gibi temel görevleri gerçekleştirir

İşletim sistemleri kod yapısına göre açık ve kapalı kaynak kodları olarak ikiye ayrılır. Açık kaynak kodlu işletim sistemleri, dışarıdan yapılabilecek her türlü müdahaleye açıktır ve her türlü geliştirmeye uygun bir yapısı vardır (Linux vb.). Kapalı kaynak kodlu işletim sistemleri ise geliştirilemez ve her türlü müdahaleye kapalıdırlar (Windows vb.).

1945’li yıllarda I. Nesil İşletim Sistemleri’nin gelişmeye başlamasından söz edilebilir. I. Nesil İşletim Sistemleri, lambalı teknolojiye dayanan Eniac benzeri çok büyük aygıtlardı. Bu bilgisayarlar, aynı zamanda, tek kullanıcılı ana bilgisayarlardı. Bu bilgisayarların bir işletim sistemi olmadığından eski sistemler olarak da anılmaktadırlar. Doğrusal olarak ve vakum tüpleriyle çalışan bu I. Nesil İşletim Sistemleri, aynı anda sadece tek bir işi yapabilmekteydiler. 1950’li yılların başlarında ise kartlı bilgasayarlar gelişti. Böylece programlar kartlara yazılıp buradan okutulması sağlandı. Bir başka deyişle, bu dönemde bilgi giriş ve çıkışı için kartlar kullanılmaktaydı.

II. Nesil İşletim Sistemi döneminin başlıca özellikleri şu şekilde sıralanabilir: