İşletim Sistemleri

Bilgisayarımızı açtığımız andan kapadığımız ana kadar her an işletim sistemi çalışmaktadır. Bilgisayarla tanıştığımızdan beri hep orada oldukları için ne iş yaptıklarını da fazla önemsemeyiz. Genel kanının aksine her bilgisayarın bir işletim sistemi yoktur. Örneğin buzdolabı, fırın, kalorifer kazanı veya sanayideki pek çok makine içlerinde bilgisayar barındırır, ama işlevleri gereği işletim sistemine ihtiyaç duymazlar. Bunun yanında her masaüstü bilgisayarın bir işletim sistemi vardır. Yaygın olarak Windows ailesi (W98, W2000, NT, Vista vb.) UNIX ailesi (Linux, BSD vb.) ve MacOS kullanılmaktadır, ama yüzlerce işletim sistemi olduğunu da belirtmekte fayda var.

İşletim Sistemi Nedir?

İşletim sistemi bir yazılımdır ve birinci görevi bilgisayarın donanım ve yazılım kaynaklarını yönetmektir. Örneğin bellek, sabit disk vb. İkinci görevi ise bulunduğu bilgisayar sisteminde çalışan yazılım uygulamalarının yani diğer programların donanımla haberleşmesini sağlamaktır. Yani kullandığımız yazılım, örneğin bilgisayar sistemindeki yazıcı ile haberleşirken her hangi bir şey bilmek veya yapmak zorunda kalmadan işletim sistemi vasıtası ile yazının yazılmasını sağlar.

İşletim sisteminin bilgisayar sisteminin kaynaklarını yönetmesi ana görevidir. Bilgisayarda çalışan yazılımların örneğin bellekte kullandıkları alanın adreslenmesi, zamanı geldiğinde boşaltılması, I/O işlemleri vb.

Günümüzde işletim sistemleri dört tiptir.

• Gerçek Zamanlı , genellikle makinelerde kullanılır
• Tek kullanıcılı, tek görevli (Palm OS gibi)
• Tek kullanıcılı çok görevli, Windows 98, XP gibi (bir kullanıcı birden çok programı aynı anda çalıştırabilir)
• Çok kullanıcılı ,Unix gibi (çok sayıda kullanıcı sistem kaynaklarını kullanır)

Bu noktada gözden kaçırmamız gereken Windows, Novell gibi ağ sistemlerinde çok sayıda kullanıcı olmasına rağmen bunların çok kullanıcılı işletim istemleri olmadığıdır. Gerçekte bu tür ağ işletim sistemlerinde tek kullanıcı vardır. O da sistem yöneticisidir. Yani bütün programlar sistem yöneticisinin tek kullanıcı olduğu bir düzende çalışır, ve altındaki kullanıcıların yetkilerini sistem yöneticisi yönetir.

Bilgisayarınızı açtığınızda..

Bilgisayarınızı açtığınızda bir dizi işlemin gerçekleştiğini fark ediyorsunuzdur. Nedir bunlar? Düğmeye bastığınızda bilgisayar sisteminizdeki ROM (Read Only Memory) basit bir işlem dizisi yürütür. Bunlar, işlemci, bellek ve BIOS (temel giriş çıkış sistemi) sağlıklı olarak çalıştığını denetleyen işlemlerdir. Sonuçlar bellekte bir bölüme kaydedilir. Eğer burada hata oluşmazsa ROM dan ikinci işlem dizisi yürütülür. Bu da örneğin bilgisayarın sabit diskinin çalıştırılması gibi işlemlerdir. Sabit disk çalışınca işletim sitemini çalıştırır ve belleğe yüklenir.

Böylelikle bilgisayarımızdaki kaynaklar çalıştırılan uygulamalar tarafından kullanılmaya başlanır. İlk olarak yönetilen kaynak işlemcidir. İşlemcinin yönetilmesi, işlemci kontrol bloğu denilen veri paketleri ile yapılır. Bu blok çalıştırlan uygulamanın yürüteceği işlem için bir tanımlayıcı bilgisi, bellek ihtiyacı, BIOS ihtiyacı, çalıştırılacak dosyalar, işlemin acilyeti gibi bilgileri içerir. İşlemci yönetiminden sonra bellek yönetimi gelir. İşletim sistemi üç tür bellek kullanır. Sürat sırasına göre cache (geçici bellek), ana bellek (RAM) ve ikincil bellek (Sanal belek). Buna göre bilgisayarınızda geçici bellek ne kadar büyükse o kadar hızlı bir çalışma bekleyebilirsiniz. Cache yönetiminde işlemcinin bir sonraki adımının ne olacağı tahmin edilip buna göre verinin geçici belleğe yüklenmesi işlevi bilgisayarınızın hızını son derece yükseltir. Aynı şekilde ana bellek yani RAM'in de büyük olması hızı etkiler. Çünkü çalıştırılan programlar ve dosyaları işletim sistemi tarafından belleğe yüklenir. Belleğin yetmediği durumda ise işletim sistemi sabit diskin bir bölümünü sanal bellek olarak kullanır, ki bu diğerlerine göre çok yavaştır. Sanal bellek kullanımında bilgisayarınızın sağlıklı çalışması için sabit diskinizin %20'lik bölümünün boş olmasına özen göstermenizde fayda var.

Son olarak işletim sistemi bilgisayarın donanımını yönetir. Bunun için sürücü (driver) denilen donanıma ait programcıkları kullanır. Sürücülerin görevi gelen verileri ait oldukları donanımın kullanabileceği sinyallere çevirmektir. İşletim sitemi bu arada kuyruk ve bufferlar ile donanım ve CPU (Merkezi İşlemci Ünitesi) arasında verinin dengeli şekilde iletilmesini sağlar. İşlemci meşgulken donanımdan gelen verileri almaya devam eder ve bunları bufferda tutar, işlemci serbest hale geldiğinde gönderir. Böylece kesintiyi ve beklemeyi engeller. Örneğin klavyeden basılan tuşlar ya da modemden gelen veriler gibi veriler işlemci o sırada meşgul bile olsa kesintisiz olarak alınır.

Uygulama Ara Yüzü (API) ve Grafik Kullanıcı Ara Yüzü (GUI)

İşletim sistemleri programcı tarafından kendilerine komut verilmesini sağlayan bir uygulama arayüzüne sahiptir. Örneğin programcı bir dosya yaratmak istediğinde bununla ilgili komutları yazar, oysa ki bu falanca dosyayı yarat komutu işletim sistemi tarafından bir çok işin kuyruklanarak yapılmasını gerektirir. Bu örnekte işletim sistemi sabit diskin boş olan ilk adresini diskten öğrenir, dosya sistemi üzerinde bu adresin falanca dosya tarafından kullanılacağı bilgisini kaydeder. Bu dosya ile ilgili izinleri kaydeder. Dosyanın yaratıldığı tarih ve zaman bilgilerinin kaydeder. Son olarak da dosyanın başına onu tanıtan bilgileri, kullanacak uygulama ile ilgil bilgileri vb. yazar. Tüm bunların olması için programcının sadece bir komut yazmasını sağlayan ortam uygulama ara yüzüdür (API). Benzer şekilde Windows ve Mac'de gördüğümüz gibi dosya yaratmak için komut yazmaya bile gerek kalmadan ismini yazıp düğmeye tıklamak da yeterli olabilir. Bunu yaptığımız ortam ise Grafik Kullanıcı Ara Yüzüdür (GUI). Özünde GUI işletim siteminin üzerinde çalışan bir uygulamadır. API ve GUI tarafından bildirilen işleri yapan işletim sistemi bölümüne Kernel (çekirdek) denilir.

SON SÖZ

DOS'tan Windows'a geçişle başlayan Microsoft hakimiyeti son dönemde açık kaynak kodlu UNIX ailesi ile rüzgarın yön değiştirmesine neden oluyor. Microsoft da tabii ki XP gibi yanıtlarla durumunu korumaya çalışıyor.

İşletim sistemleri savaşında bizce en çok dikkat çeken şey, açık topluluğun , yani ticari kaygıları ön planda olmayan ve kaynak kodunu gizlemeyen kişilerin geliştirdiği işletim sisteminin, tüm ihtişamına rağmen Apple'ın yıllarca başaramadığını kısa sürede başarması ve Linux'un Windows'a rakip olmasıdır.