BIL111U- TEMEL BİLGİ TEKNOLOJİLERİ
Ünite 3: İşletim Sistemleri
İşletim Sisteminin Temel Özellikleri ve Görevleri
İşletim sistemleri, bilgisayarlardan akıllı telefonlara ve robot süpürgelere kadar tüm dijital cihazlarda donanımları kontrol eden yazılımlardır. Bu yazılımlar, kullanıcılar ile donanım birimleri arasında aracı görevi görmekte ve uygulama yazılımlarının çalışması için bir temel oluşturmaktadır. İşletim sistemi olmadan bir bilgisayar sistemi kullanılamaz.
İşletim sisteminin temel görevleri arasında, donanım birimlerinin en verimli biçimde kullanılması, birimler arasında iletişimin sağlanması, işlemlerin ve iş akışının yönetilmesi, dosya sistemlerinin yönetilmesi ve uygulama yazılımlarının çalıştırılması yer alır. Uygulama yazılımları, donanımın nasıl kullanılacağını işletim sistemine iletirken, işletim sistemi gelen bu isteklere göre donanımları kontrol eder ve yönetir. Ayrıca kullanıcıların yüklediği programları çalıştırmak ve çıkan sorunları çözmek, kullanışlılığı artırmak ve donanımları verimli kullanmak da işletim sistemlerinden beklenen işlerdir.
İşletim Sisteminin Yapısı
Hangi işletim sistemi kullanılırsa kullanılsın, sistemler genel olarak iki ana kısımdan oluşur:
1. Çekirdek (Kernel): İşletim sisteminin donanım birimlerini kontrol ettiği kısımdır. Bu kısım, bilgisayar sisteminin kaynaklarının (merkezî işlem birimi, ana bellek, depolama alanı, girdi ve çıktı birimleri) yönetiminde devreye girer.
2. Kabuk (Shell): İşletim sisteminin işlemleri gerçekleştirmek için kullanıcılar tarafından kullanılan arayüzüdür. Windows'ta pencere arayüzü, macOS'ta Aqua arayüzü veya Linux'ta X arayüzü birer kabuktur.
Gelişen teknolojilerle birlikte, ilk geliştirilen metin tabanlı komut satırı arayüzleri zamanla Grafik Tabanlı Kullanıcı Arayüzlerine dönüşmüştür.
İşletim Sistemlerinin Ana Görevleri
İşletim sistemlerinin yürüttüğü ortak görevler şunlardır:
• Sistemi Açmak: Bilgisayar açıldığında ilk olarak anakart üzerindeki tümleşik devrede bulunan BIOS devreye girer. BIOS, donanım ayarlarını kontrol eder ve donanım birimlerini hazır hâle getirdikten sonra işletim sistemi devreye girer.
• Sistem Kaynaklarını Yönetmek: Merkezî işlem birimi ve ana bellek gibi kaynakların çalışan programlar arasında paylaştırılmasını yönetir. Çoklu görevler yürütülürken, işletim sistemi sahip olduğu planlayıcı algoritmasıyla bir işlemin ne zaman ve ne kadar süreyle CPU'yu kullanacağına karar verir.
• Bellek Yönetimi: Programların çalışması için gerekli olan ana belleğin nasıl kullanılacağı, işlemler arasında nasıl paylaştırılacağı ve hangi bölümlerin hangi programlar tarafından kullanıldığına dair kayıtları tutar.
• Girdi/Çıktı Yönetimi: Klavye, fare, yazıcı gibi girdi ve çıktı birimleri arasındaki veri akışı koordinasyonunu sağlar. İşletim sistemi bu iletişimi, donanım birimleri ile işletim sistemi çekirdeği arasındaki iletişimi sağlayan Aygıt Sürücülerini kullanarak yönetir. Bir donanım biriminin kullanılabilmesi için aygıt sürücüsünün tanıtılması zorunludur.
• Dosya Yönetimi: Ana bellek dışındaki sabit disk veya taşınabilir bellek gibi bellek alanları üzerindeki dosyaları bulma, oluşturma, okuma, kaydetme ve silme işlemlerini gerçekleştirir. Dosyalar, ilgili komutlar veya bilgiler topluluğu iken, klasörler ortak özelliğe sahip dosyaların bir arada bulunduğu bölümlerdir. Dosya ve klasörler hiyerarşik bir yapıda organize edilir.
• Güvenlik Yönetimi: Bilgisayar sistemlerini korumak ve yetkisiz erişimleri önlemek temel görevlerindendir. Virüsler, genellikle zarar vermek veya kişisel verileri ele geçirmek amacıyla geliştirilen yazılımlardır. Windows Defender Güvenlik Duvarı gibi araçlar yetkisiz erişimi engellemeye yardımcı olur ve güvenliğin artırılması için güvenlik güncelleştirmelerinin düzenli yapılması gerekir. Çok kullanıcılı sistemlerde parolalarla korunan kullanıcı hesapları ile veri erişimi kısıtlanabilir.
• Sistem Ayarlarının Yapılması: İşletim sistemleri, programların kaldırılması, aygıt yönetimi, kullanıcı hesapları, tarih ve saat ayarları gibi yapılandırmaların "Denetim Masası" veya "Sistem Tercihleri" gibi arayüzler üzerinden yapılmasına olanak tanır.
Yaygın Kullanılan İşletim Sistemleri
Geliştirilen işletim sistemleri; yapısı, kullanım amacı, hizmet verdiği kullanıcı sayısı ve kaynak kod erişim durumu gibi özelliklere göre farklılaşmaktadır. Bu sistemler ticari ve açık kaynak kodlu olarak iki ana kategoriye ayrılır.
Ticari İşletim Sistemleri
Bu sistemler kapalı kaynak kodludur; yani kaynak kodlarına kullanıcılar tarafından erişilemez ve bunlar belirli bir lisans ücreti karşılığında kullanılır.
Windows İşletim Sistemi
Microsoft tarafından geliştirilen Windows, kişisel bilgisayarlarda dünya genelinde en yaygın kullanılan ticari işletim sistemidir. Metin tabanlı MS-DOS'tan sonra 1985 yılında grafik tabanlı arayüzle piyasaya sürülmüştür ve çok kullanıcılı, çok görevli işlemleri destekler.
• Pazar Payı: Kişisel bilgisayarlarda dünya genelinde %72,96 pazar payı ile en yaygın sistemdir. Türkiye'de ise pazar payı %80,67'dir. En çok kullanılan sürümü Windows 10'dur.
• Özellikler: Güncel sürümü olan Windows 11, Copilot yapay zekâ desteği sunar. Ayrıca "Telefon Bağlantısı" özelliği ile mobil cihazlara gelen mesajların bilgisayar üzerinden okunması ve cevaplanması gibi işlemler yapılabilmektedir.
MacOS İşletim Sistemi
Apple tarafından Macintosh bilgisayarlar için tasarlanmış, dünya genelinde ikinci sırada kullanılan ticari işletim sistemidir. İlk olarak 1984 yılında piyasaya sürülmüş ve grafik arayüzünün gelişimine katkı sağlamıştır. Kapalı kaynak kodlu olduğu için kaynak kodlarına erişilemez ve yalnızca Apple’ın ürettiği cihazlar içinde kurulu olarak gelir.
• Pazar Payı: Dünya genelinde %15,39'luk pazar payına sahiptir.
• Özellikler: Güncel sürümü macOS Sequoia Apple Intelligance yapay zekâ sistemi ile desteklenir. "iPhone Yansıtma" özelliği ile Apple akıllı telefonlar bilgisayar üzerinden kontrol edilebilir. Ayrıca "Passwords" uygulaması ile tüm şifreler, güvenli şifreleme teknolojisi ile tek bir noktadan yönetilir.
Açık Kaynak Kodlu İşletim Sistemleri
Açık kaynak kodlu yazılımlar, kaynak kodları geliştiricilerle ücretsiz paylaşılan, kullanıcıların kodlar üzerinde değişiklik yapabildiği ve bu değiştirilmiş hallerini serbestçe paylaşabildiği yazılımlardır. Bu yazılımlar Genel Kamu Lisansı ile korunur ve bu yapıya Copyleft terimi karşılık gelir.
Linux İşletim Sistemi
1991 yılında Linus Benedict Torvalds tarafından tasarlanan ve gönüllü yazılımcılar tarafından geliştirilen açık kaynak kodlu bir işletim sistemidir. UNIX işletim sistemi temellidir. Ücretsiz ve serbest olarak dağıtıldığı için farklı kullanıcı tercihlerine göre yapılandırılmış birçok dağıtımı bulunmaktadır.
• Özellikler: Kararlılık, çok işlemci desteği, güvenlik, çok görevlilik ve çok kullanıcılılık yeteneklerine sahiptir. Hem komut satırı hem de gelişmiş grafik arayüzü ile kullanılabilir. İstemci- sunucu modeline göre çalışan X grafik arayüzü
sayesinde uzaktaki bilgisayarlara bağlanılarak sistem yönetimi yapılabilir.
Pardus
Pardus, Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu bünyesinde 2004 yılından itibaren geliştirilen millî işletim sistemimizdir. Debian GNU/Linux temelli olup, ücretsiz, hızlı, güvenli, kolay kullanımlı ve Türkçe dil desteği olan açık kaynak kodlu bir sistemdir. Güncel masaüstü sürümü Ay Yıldız kod adlı Pardus 23.3 sürümüdür.
Mobil İşletim Sistemleri
Mobil cihazların (tablet, akıllı telefon, akıllı saat) donanım özelliklerine özel olarak geliştirilmiş işletim sistemleridir.
• Pazar Payı: Tabletlerde iOS en yaygın iken, akıllı telefonlarda Android en yaygın kullanılan sistemdir.
Mobil İşletim Sistemleri
Android
Google ve Open Handset Alliance tarafından Linux çekirdeği üzerine inşa edilmiş özgür ve ücretsiz mobil işletim sistemidir. Büyük oranda açık kaynak kodlu olup, akıllı telefon üreticileri tarafından kendi donanımlarına göre kişiselleştirilmiş versiyonları geliştirilebilmektedir. Android Auto uygulaması ile desteklenen araçlarda bazı uygulamalara erişim sağlanabilir.
IOS
Apple tarafından geliştirilen ve yalnızca Apple ürünlerinde kullanılan kapalı kaynak kodlu mobil işletim sistemidir. Kapalı bir sistem yapısına sahip olduğu için cihazlar arası iletişimi kolay bir biçimde gerçekleştirir. Kullanıcılar uygulamaları App Store veya iTunes üzerinden yükler. CarPlay özelliği ile uyumlu araçlarda uygulamalara erişim sağlanır. 2024 yılında yayımlanan iOS 18 sürümüyle yapay zekâ desteği gelmiştir.
Sanallaştırma ve Sanal Makineler
Aynı bilgisayar sisteminde farklı işletim sistemlerini çalıştırmak için sanallaştırma işlemi kullanılır. Sanallaştırma, mevcut fiziksel donanımları kullanan sanal makinelerin oluşturulması işlemidir. Oluşturulan sanal makineler, aynı fiziksel donanımı kullanan farklı bilgisayar sistemleri gibi çalışır.
• Ev sahibi işletim sistemi sanal makinelerin oluşturulduğu ana işletim sistemidir.
• Misafir işletim sistemi ise sanal makineler üzerine kurulan işletim sistemidir.
Sanallaştırmanın Sağladığı Üstünlükler
Sanallaştırma hem kişisel bilgisayarlarda hem de sunucu bilgisayarlarda birçok avantaj sunar:
• Verimli Kaynak Kullanımı ve Enerji Tasarrufu: Fiziksel donanım birimleri sanal makineler arasında paylaştırılarak kaynakların verimli kullanılması sağlanır ve enerji tasarrufuna yol açar.
• Çoklu İşletim Sistemi Desteği: Tek bir fiziksel cihazda farklı işletim sistemlerinin bir arada kullanılmasına olanak tanır.
• Yazılım Testi: Yazılımcılar, geliştirdikleri programların farklı işletim sistemlerindeki performansını test etmek amacıyla sanal makineleri yoğun olarak kullanır.
• Sunucu Yönetimi: Bir sunucu bilgisayar içerisinde sanal makineler aracılığıyla farklı görevler üstlenen sunucular sanal olarak barındırılabilir.
• Yedekleme: Sanal makineler, önemli verilerin yedeklenmesi amacıyla da kullanılmaktadır.
Sanal Makine Oluşturma Yazılımları
Sanal makinelerin oluşturulmasına, çalıştırılmasına ve düzenlenmesine aracılık eden yazılımlara Hipervizör denir.
VirtualBox
Oracle şirketi tarafından sunulan, Genel Kamu Lisanslı, ücretsiz ve açık kaynak kodlu bir sanallaştırma yazılımıdır. macOS, Linux ve Windows gibi farklı işletim sistemlerinde çalışan sürümleri bulunmaktadır. Sanal makine oluşturulurken, kurulacak misafir işletim sisteminin kurulum dosyasının edinilmesi gereklidir.
Hyper-V
Microsoft tarafından geliştirilen ve yalnızca Windows Pro işletim sistemi yüklü bilgisayarlarda kullanılan bir sanallaştırma yazılımıdır. Bu yazılım, Windows'un eski sürümlerini veya Linux gibi farklı işletim sistemlerine özgü geliştirilen uygulama yazılımlarını çalıştırmak için kolaylık sağlar. Windows Server sistemlerinde daha güçlü özellikler barındırır.
VMware
VMware şirketi tarafından geliştirilen ticari bir sanallaştırma yazılımıdır. Windows, Linux ve macOS ile uyumlu versiyonları bulunmaktadır. VMware Workstation Player gibi ücretsiz versiyonları mevcuttur ve farklı işletim sistemlerinin yüklenmesi, yazılımların test edilmesi ve donanım altyapısının verimli kullanımı gibi işlemleri kolaylaştırır.