İŞLETİM SİSTEMLERİ

Hata tespiti: MİB (Merkezi İşlem Birimi), bellek, G/Ç aygıtları veya kullanıcı programlarındaki hataları tespit ederek bilgisayarın doğru çalışmasını sağlar.

Bir işletim sistemi, tüm donanım aygıtlarının yönetiminden sorumludur. Donanım aygıtları Girdi-Çıktı birimleri olarak sınıflandırılır. Sadece veri giriş işlemi yapan girdi birimleri klavye, fare, tarayıcı, optik kalem, barkod okuyucu iken sadece veri çıkışı veren çıktı birimlerine ise kulaklık, hoparlör, ekran ve yazıcı örnek verilebilir. Hem veri girişi hem de veri çıktısı yapan aygıtlara örnek olarak ise hard disk, dijital kamera, web kamerası, yazılabilir CD/DVD, modem ve dokunabilir ekranlar verilebilir.

İşlem durumu: İşlem yeni, çalışıyor, bekliyor, hazır veya bitti şeklinde olabilir.

İşlem numarası: Her işlemin bir numarası işletim sistemi tarafından atanır.

Program sayacı: İşlemde çalıştırılacak bir sonraki komutu gösterir.

MİB kaydedicileri: İşlemci mimarisine göre kaydedicilerin sayısı ve türü değişmektedir. İşlemde kullanılan kaydediciler (AX, BX vb.) içerisindeki bilgiler bir kesme geldiğinde mutlaka saklanmalıdır.

MİB zamanlama bilgisi: Burada işlemin önceliğini, zamanlama kuyruğundaki işaretçisi ve diğer zamanlama parametreleri ile ilgili bilgiler bulunmaktadır.

Bellek yönetimi bilgisi: İşletim sistemi tarafından kullanılan bellek sistemleri; taban ve limit (tavan) kaydedicileri, sayfa tablosu veya bölüm tablosu gibi bilgileri içermektedir.

Hesap bilgileri: İşlem tarafından kullanılan MİB ve diğer parametrelerin kulanım zamanlarını içermektedir.

G/Ç: durum bilgisi İşlem tarafından kullanılan G/Ç aygıtlarının listesi, açılan dosyaların listesi vb. bilgileri içermektedir

Kesme isteği (IRQ), donanımların MİB’de çalıştırdığı programı geçici olarak durdurarak bunun yerine kendilerinin ihtiyaç duyduğu işlemleri önce yapmalarını belirttikleri sinyaldir.Yukarıda bahsi geçen kesme istekleri (IRQ: Interrupt Request), çeşitli donanımlar tarafından MİB’de çalıştırdığı programı geçici olarak durdurarak bunun yerine kesme işleyici programını çalıştırması sinyalidir. Donanım kesmeleri bir modemden veri alma, klavyede bir tuşa basma veya fareyi hareket ettirme gibi bir olayın gerçekleştirilmesi için kullanılır.

Latincede ‘deniz feneri’ anlamına gelen 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 semaforun paylaşılabilmesi onun başlangıç değerine bağlıdır. Başlangıç değeri ‘n’ olan bir semafor ‘n’ işlem tarafından kullanılır.

Kullanıcı işlemleri mantıksal adresler ile çalışır, gerçek fiziksel adresi ve taban kaydedicisi değerini görmezler. Bir işlemin belleğe yerleşmesinde ve yer değiştirmesinde bellek yönetim birimi tarafından fiziksel adresinin belirlenmesi işlemi gerçekleştirilir. Bunun için de taban kaydedicisi (buna yeniden yerleştirme de denilir) kullanılır. Bu taban kaydedicisinin değeri ile mantıksal adres toplanarak elde edilen adres ise fiziksel adrestir.

Fiziksel bellek alanının eşit büyüklükte bölünmesi ile oluşan bloklara çerçeve denirken mantıksal bellek alanının eşit büyüklükte bölünmesi ile oluşan bloklara sayfa denir. Sayfa ve çerçeve uzunlukları birbirine eşittir. n sayfalık bir işlemi çalıştırmak için n sayıda çerçeve gerekir. Uzunlukları ise 2’nin katları şeklinde 512 byte ila 8192 byte arasında olur. Sayfa tablosu, mantıksal sayfa adresi ile fiziksel adres olan çerçeve adresi tutulur. Sayfalamada boş ve dolu olan çerçevelerin takibi yapılır.

Sayfalamada boş olan çerçevelerin listesi tutulur. Bir işlem çalıştırıldığında, işlemin kullanmak istediği kadar sayfa sayısına göre fiziksel bellekte gerekli sayıda çerçeve ayrılmaktadır. İlk sayfa ayrılan bir çerçeveye yerleştirilir ve bu çerçevenin numarası sayfa tablosuna konulur; diğer bir sayfa bir çerçeveye yerleştirildiğinde o çerçevenin numarası da sayfa tablosuna işlenmektedir. Burada en önemli sorun sayfa tablosunda çerçeve adresini ararken kaybedilen süredir. Bunu önlemek için özel, küçük ve hızlı bir arabellek olanTLB(Translation look-aside buffer) kullanılmaktadır. Bu hızlı bir bellek alanıdır. Burada bir anahtar ve değer bulunmaktadır. Bulunmak istenen bilgi için tüm anahtarlara aynı anda hızlı bir biçimde bakılmaktadır. TLB sayfa tablosu ile birlikte kullanılmaktadır. TLB sayfa tablosunun sadece bir kısmını kapsamaktadır

Apple MAC OS işletim sistemi kendisinin HFS adlı dosya sisteminin geliştirilmiş hâli olan HFS+ dosya sistemini kullanmaktadır. HFS+, Mac bilgisayarlar, iPhone, iPod veApple X Server’larda kullanılmaktadır. Bu dosya sistemi dosya ve dizinlerin yanı sıra dizin görüntüleme bilgileri, pencere pozisyonları gibi Finder (dosya ve dizinlerde gezinmek için kullanılan uygulama) bilgilerini de saklamaktadır.

Açık kaynak kodlu olan Linux işletim sistemi farklı dosya sistemlerini kullanmaktadır. EXT (Extended File System) nin yanındaki 2, 3 ve 4 sayıları geliştirilmiş sürümleri ifade etmektedir. EXT3; EXT2 dosya sistemine, işletim sistemindeki hareketleri günlük dosyasına kayıt ederek geri kurtarmayı kolaylaştırma özelliğinin eklenmiş hâlidir.

Bir işletim sisteminin en önemli işlevleri donanım aygıtlarını, işlemleri, bellekleri ve dos- yaları yönetmektir. Bu amaçla her işletim sistemi aşağıdaki fonksiyonları yerine getirebil- melidir:

Program çalıştırma

Giriş/Çıkış (G/Ç) işlemleri

Dosya sistemini işletme

İletişim

Hata tespiti

Ses kartı, ekran kartı gibi donanımların sürücüleri aygıt bağımlı birime örnek olarak verilebilirler.

İşlem Yönetimi başlığı altında Microsoft Word örneğine bakılırsa, benzer bir işlem olan PowerPoint için de aynı süreçlerin geçerli olduğu yordaması yapılabilir. Dolayısıyla, verilen şıklarda doğru bilgi iş parçacığına örnek verilen seçenektedir.

Dokunmatik ekranlar hem veri girişi hem de veri çıkışı yapan donanımlardandır.

Yukarıda verilen tanım "kilitlenme" tanımıdır.

Bekle (Wait) ve Sinyal (Signal). Semaforun değeri sinyal işlemi ile 1 artarken, bekleme işlemi ile 1 azalır. Verilen işlemler sırası takip edildiğinde semaforun değeri 6 olur.

Bellek yönetim birimi, taban kaydedicisi ve mantıksal adres toplanarak, ana bellekteki gerçek fiziksel adrese ulaşır. Fiziksel adres değerinden mantıksal adres değeri çıkarılırsa taban kaydedicisinin değeri bulunabilir.

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 seçilerekişlemin yerleştirilmesidir.

En iyi uyan (Best-fit): Listeden işleme uygun büyüklükteki boşlukların aranarak bu-lunması 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 boş-luklar oluşacaktır.

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.