İşletim Sistemi Nedir, Ne İşe Yarar?

Bir işletim sistemi, bilgisayarın temel işlemlerini yönetir. Ayrıca, sistemin düzgün çalışmasını sağlar. Ek olarak, yazılımlar için donanım erişimini organize eder.

Bununla birlikte, kullanıcı ve sistem arasında bir köprü görevi görür. Sonuç olarak, tüm işlemleri sorunsuz bir şekilde yürüterek bize kolaylık sağlar.

İşletim Sistemi (Operating System) Nedir, Çeşitleri Nelerdir?

Kullanıcı ile makine arasındaki iletişimi kolaylaştıran şey bir işletim sistemidir. Ayrıca bu sistem, bilgisayar kaynaklarını etkili şekilde yönetmekten sorumludur. Dahası, donanımı en temel düzeyde yönetmeside bu göreve dahildir.

Buna göre, OS’ların verimli çalışması için de donanım bileşenlerinin düzgün olması gerekir. Bu sebeple, entegrasyonları hakkında daha fazla bilgi için donanım nedir rehberimize göz atabilirsiniz.

Başlangıçta, programcılar, donanımı iyi anlayarak hata durumlarını yönetebilmekteydiler. Bununla birlikte, donanım panellerini ve göstergeleri inceleyerek sorunları tanımlıyorlardı. Sistem zamanını ayarlamak için de bazı prosedürleri tekrar gözden geçiriyorlardı. Ancak böylece geliştirdikleri programdaki hataları düzeltebiliyorlardı.

İşletim sistemlerinin önemi 1950’li yıllarda belirginleşmeye başladı. İlk olarak, eklenti panoları aracılığıyla bilgisayarları çalıştırıyorlardı. Fakat sonradan, ikinci nesilde toplu iş yöntemini geliştirdiler.

Bu yöntemle, operatörler tekrar eden adımları sürekli yerine getiriyordu. Bu görevler yazılımla otomatikleştirilebilecekti. Bu yüzden, zamanla “İşletim Sistemi” adı verilen yazılımlar ortaya çıktı.

Örneğin, ilk işletim sistemleri arasında FMS ve IBSYS bulunur. Her bilgisayar sistemi donanım ve yazılım olarak ikiye ayırabiliriz. Kısacası, yazılım, donanımı kullanılabilir hale getirir ve işlevsellik kazandırır.

Ek olarak, yazılımlar sistem ve uygulama yazılımı olarak iki gruba ayırırız. Sistem yazılımları; işletim sistemleri, derleyiciler, editörler gibi temel araçları içerir. Diğer yandan, uygulama yazılımları kullanıcıya doğrudan hizmet sunar.

Bundan dolayı, her genel amaçlı PC’nin bir işletim sistemine ihtiyacı vardır. Özetle, OS yazılımı, bilgisayarın temel çalışma prensipleri doğrultusunda, donanım & yazılım arasındaki iletişimi sağlar.

İşletim Sistemi Tarihi

İşletim sistemleri tarihsel olarak içinde çalıştıkları bilgisayarların mimarisiyle ilişkilendirilmiştir, bu yüzden tarihçeleri budur.

OS sistemleri, bilgisayar donanımı gibi, nesiller olarak adlandırılan bir dizi devrimsel değişikliğe uğradı.

Donanım söz konusu olduğunda, nesiller, vanalarda (birinci nesil) transistörlere (ikinci nesil), entegre devrelere (üçüncü nesil), dördüncü nesil için büyük ve çok büyük ölçekli entegre devrelere kadar kullanılan bileşenlerde büyük ilerlemelerle işaretlenmiştir.

Her ardışık donanım nesnesine maliyet, boyut, ısı emisyonu ve güç tüketiminde önemli düşüşler ve hız ve kapasitede önemli artışlar eşlik etti. Şu anda, Windows 10, Linux gibi çok çeşitli İşletim Sistemleri bulunmaktadır.

Birinci Nesil (50’lerin Sonu)

Bu on yılda, işlerin gruplar veya gruplar tarafından toplandığı toplu işleme sistemleri ortaya çıktı.

Herhangi bir görev yerine getirildiğinde, makinenin tam kontrolü vardı. Her görevin sonunda, kontrol bir sonraki görevi temizleyen, okuyan ve başlatan işletim sistemine geri döndürüldü.

Sistem dosya adları kavramı bilgi bağımsızlığına ulaşmış gibi görünmektedir.

General Motors araştırma laboratuvarları, IBM 701’leri için bir işletim sistemini ilk işleten olmak üzere tarihe geçmiştir.

İkinci Nesil (60’ların Ortası)

Makinenin işlem gücünü arttırmak için tek bir sistemde birkaç işlemcinin kullanıldığı bu nesilde çok programlı ortak sistemler geliştirilmiştir.

Program sadece bir dosyanın belirli sayıda iz ve belirli bir yoğunluğa sahip bir teyp sürücüsüne yazılacağını belirtti.

İşletim sistemi daha sonra istenen özelliklere sahip bir teyp sürücüsünü yerleştirdi ve operatöre bu sürücüye bir bant takmasını söyledi.

Üçüncü Nesil

Şu anda, genel kullanım sistemleri olarak tasarlanan ve farklı türlerde büyük hacimli bilgilerin işlenmesini gerektiren IBM/360 bilgisayar ailesi oluşturuldu. Bu da işletim sistemlerinin yeni bir evrimine neden oldu. Eşzamanlı toplu desteği destekleyen çoklu mod sistemleri süreçler, zaman paylaşımları, gerçek zamanlı işleme ve çoklu işleme.

Dördüncü Nesil

Mevcut dönemde bilinen işletim sistemleri dördüncü nesil sistemler olarak kabul edilmektedir.

Bilgisayar ağlarının kullanımının ve çevrimiçi işlemlerin yaygınlaşmasıyla, coğrafi olarak uzak bilgisayarlara çeşitli terminal türleri aracılığıyla erişim elde etmek mümkündür.

Bu işletim sistemlerinde, kullanıcının bağlanmak istediği bilgisayar donanımı ile ilgisi olmayan sanal makineler kavramı ortaya çıkar. Ve bunun yerine kullanıcı işletim sistemi tarafından oluşturulan bir grafik arayüzü gözlemler.

İşletim Sistemi Bileşenleri Nedir?

İşletim sistemi, donanım ile etkileşimleri yönetmek için kullanılabilecek bir dizi yazılım paketinden oluşur.

Bellek, süreçler, dosyalar, ana girişler/çıkışlar ve iletişim işlevleri gibi işletim sisteminin temel işlevlerini temsil eden çekirdektir.

Bir kontrol dili aracılığıyla işletim sistemi ile iletişimi sağlayan komut yorumlayıcısı, kullanıcının kullanılan donanımın özelliklerini, fiziksel adreslerin yönetimini bilmeden çevre birimlerini kontrol etmesini sağlar.

Dosyaların ağaç yapısında kaydedilmesine izin veren dosya sistemidir.

Kısacası, işletim sistemleri operatörler, uygulama geliştiricileri, sistem programcıları, programlar, donanım ve kullanıcılara sahip bir arabirimdir.

OS İşlevleri

• İşlemci Yönetimi

İşletim sistemi, bir programlama algoritması aracılığıyla işlemcinin farklı programlar arasındaki dağıtımını yönetir.

Programcı tipi, istenen hedefe bağlı olarak tamamen işletim sistemine bağlıdır.

• Rasgele Erişimli Bellek Yönetimi

OS, uygunsa, her uygulama ve her kullanıcı için ayrılan bellek alanını yönetmekten sorumludur.

Fiziksel bellek yetersiz olduğunda, işletim sistemi sabit sürücüde sanal bellek adı verilen bir bellek alanı oluşturabilir.

Sanal bellek alanı, sistemdeki RAM’den daha fazla bellek gerektiren uygulamaları çalıştırmanıza izin verir. Ancak, bu bellek çok daha yavaştır.

• Giriş/Çıkış Yönetimi

Sürücüler aracılığıyla programların malzeme kaynaklarına erişiminin birleştirilmesini ve kontrol edilmesini sağlar.

• Uygulama Yürütme Yönetimi

İşlevlerini yerine getirmek için ihtiyaç duydukları kaynakları tahsis ederek uygulamaların sorunsuz çalışmasını sağlar.

• Yetkilendirme Yönetimi

Programların yürütülmesine ilişkin güvenlikten sorumludur ve kaynakların yalnızca ilgili yetkilere sahip programlar ve kullanıcılar tarafından kullanılmasını garanti eder.

• Dosya Yönetimi

Dosya sistemine okuma ve yazma işlemlerini yönetir ve uygulama ve kullanıcı dosyaları için yetkilere erişir.

• Bilgi Yönetimi

Bilgisayarın doğru çalışmasını teşhis etmek için kullanılabilecek bir dizi gösterge sağlar.

İşletim Sistemlerinin Özellikleri

• Kolaylık

Bilgisayarın kullanımını daha kolay hale getirir.

• Verimlilik

Bilgisayar kaynaklarının mümkün olan en verimli şekilde kullanılmasını sağlar.

• Gelişme Yeteneği

Bir hizmete müdahale etmeden yeni sistem işlevlerinin geliştirilmesine, test edilmesine veya etkili bir şekilde girilmesine izin verecek şekilde oluşturulmalıdır.

• Donanım Yeteneği

Bilgisayarın kaynaklarını donanım açısından daha iyi bir şekilde yönetmekten sorumludur. Yani her bir işleme, kaynakları paylaşabilmek için işlemcinin bir bölümünü atamaktadır.

• İletişim Yeteneği

Kullanıcı gerektirdiğinde çevre aygıtlarıyla iletişim kurmakla sorumlu olmalıdır. Hızlı ve güvenli erişim için verileri düzenler.

• Ağ Yönetimi

Kullanıcının bilgisayar ağlarının kurulumu ve kullanımı ile ilgili her şeyi kolaylıkla yönetmesini sağlar.

• Girdi ve Çıktı Sağlama

Kullanıcının bilgisayarın giriş/çıkış aygıtlarına erişmesini ve bunları yönetmesini kolaylaştırmalıdır.

• Hata Giderme

Kullanıcıların birbirlerini engellemelerini önler ve bu uygulamanın başka bir kullanıcı tarafından işgal edilip edilmediğini bildirir.

• İstatistik Sağlama

Donanım ve verilerin kullanıcılar arasında paylaşılmasını sağlar.

Kaynak Yönetimi

Bir işletim sisteminin diğer görevi, aynı anda çalışan ve aynı kaynağı kullanması gereken iki veya daha fazla program olduğunda bilgisayarın kaynaklarını yönetmektir.

Ek olarak, çok kullanıcılı bir sistemde, fiziksel cihazlara ek olarak, bilgilerin paylaşılması genellikle gerekli veya uygundur.

Aynı zamanda güvenlik hususları da dikkate alınmalıdır. Örneğin, gizli bilgilere yalnızca yetkili kullanıcılar erişmelidir, hiçbir kullanıcı Sistemin kritik alanlarının üzerine yazamaz.

Kısacası, OS, hangi kaynakların kaynak talebinde bulunanlara kaynak sağladığını kimin kullandığını takip etmeli ve çelişen taleplerde tahkimde bulunmalıdır.

Gerçekleştirilen Görevler

1. Sistem ile kullanıcı arayüzünü sağlar.
2. Donanım kaynaklarını kullanıcılar arasında paylaşır.
3. Kullanıcıların verilerini birbirleriyle paylaşmasına izin verir.
4. Bir kullanıcının etkinliklerinin diğer kullanıcıların etkinliklerine müdahale etmesini önler.
5. I/O cihazlarına erişimi kolaylaştırır.
6. Hataları yönetir.
7. Kaynakların kullanımı üzerinde kontrol sahibi olur.

Yönettiği kaynaklar ise, işlemciler, depolama, giriş/çıkış aygıtları ve veridir.

İşletim Sistemlerinin Sınıflandırılması

İşletim sistemlerinin evrimi nedeniyle bir sınıflandırma yapmak gerekiyordu; bileşenleri arasındaki farkları göz önüne alarak bunları şu şekilde sınıflandırabiliriz:

1) Batch Operating Systems (Toplu İşletim Sistemleri)

Toplu işletim sistemleri, bilgilerin toplu veya toplu olarak toplanmasını gerektirir.

Çalışmalar kabul sırasına göre “önce ilk gelenler” modeline göre işlenir. Bu sistemlerde, bellek iki bölgeye ayrılmıştır.

Bunlardan biri OS tarafından işgal edilir ve diğeri yürütme için geçici programları yüklemek için kullanılır. Bir programın yürütülmesi tamamlandığında, aynı bellek alanına yeni bir program yüklenir.

2) Multiprogramming Operating Systems (Çok Programlı İşletim Sistemleri)

Çoklu programlama sistemleri, iki veya daha fazla çoklu eşzamanlı işlemi destekleyebilir ve iki veya daha fazla işlemden alınan talimatların ve verilerin aynı anda birincil bellekte kalmasına izin verebilir.

Bu sistemler bilginin yönetimi için çoklu işlem operasyonunu içerir. Öncelikle işlemci, bellek ve G/Ç aygıtları gibi sistem kaynakları için rekabet eden çok sayıda eşzamanlı olarak aktif program ile karakterize edilirler.

Bu sistemler, tüm etkin programların ve sistem kaynaklarının durumunu izler.

3) Multi-User Operating Systems (Çok Kullanıcılı İşletim Sistemleri)

Çok kullanıcılı işletim sistemleri, iki veya daha fazla terminal aracılığıyla bir bilgisayar sistemine eşzamanlı erişim sağlar.

Bu tür bir OS bugün bilgisayar ağlarının yönetiminde esastır.

4) Timeshare Operating Systems (Zaman Paylaşımlı İşletim Sistemleri)

Timeshare işletim sistemleri, kullanıcılara ayrı bir bilgisayara sahip oldukları izlenimini vermek için ortak kaynakların eşit paylaşımını sağlamaya çalışır.

Bu sistemlerde, bellek yöneticisi genellikle birbirleriyle iletişim kurmaları gerekmediği için programların izolasyonunu ve korunmasını sağlar.

G/Ç kontrolü, aygıtların sistem bütünlüğünü koruyacak ve tüm kullanıcılara hizmet sağlayacak şekilde eşleme sağlamak veya kaldırmaktan sorumludur.

Dosya yöneticisi, dosyalara erişmeye çalışırken uyum ve çakışma olasılığı göz önüne alındığında, bilgilerin erişiminde koruma ve denetim sağlar.

5) Real-Time Operating Systems (Gerçek Zamanlı İşletim Sistemleri)

Bu sistemler, daha hızlı tepki süreleri sağlamayı, bilgileri kesinti olmadan işlemeyi amaçlamaktadır.

Bu sistemlerde, birçok işlem bellekte kalıcı olarak yer aldığından bellek yöneticisi nispeten daha az talep edilir.

Dosya yöneticisi genellikle büyük gerçek zamanlı sistemlerde bulunur ve birincil amacı, ikincil depolamanın verimli kullanımı yerine erişim hızını yönetmektir.