Hafta1: İşletim Sistemlerine Giriş

... konulu sunumlar: "Hafta1: İşletim Sistemlerine Giriş"— Sunum transkripti:

1 Hafta1: İşletim Sistemlerine Giriş

2 Dersin Amacı? İşletim sistemleri ile ilgili kavramları tanımak ve genel çalışma prensiplerini kavramak Dosya sistemlerinin (FAT/NTFS/EXT/REISER vb.) genel özelliklerini ve çalışma prensiplerini kavramak. Windows ve Linux işletim sistemlerinin sürümlerini tanımak, kurabilmek, etkili bir şekilde kullanabilmek

3 Neler Var? Genel Tanıtım – OS Nedir? (Hafta 1)
İŞLETİM SİSTEMİNİN TEMELLERİ (Hafta -2 ) Sistem Kaynakları Bir İşletim Sisteminin Bileşenleri İşletim Sisteminin İşlevleri İşletim Sistemi Tipleri Dosya Yönetimi (Hafta – 2) Fat Dosya Yönetim Sistemi NTFS Dosya Yönetim Sistemi BELLEK YÖNETİMİ (Hafta – 2)

4 Neler Var? MS DOS ve Komutları (Hafta-3)
Win 10 ( Kurulum –Özellikler/Yenilikler - Denetim Masası – Disk Yönetimi vb.) (Hafta -4) Linux İşletim Sistemleri (Genel Özellikleri ve Türleri) (Hafta -5) ve sonrası Ubuntu (Kurulum – Özellikler- Masaüstü – Paket yönetimi –Denetim Masası – Komutlar vb..) Pardus (Kurulum – Masaüstü – Paket yönetimi –Denetim Masası vb..) Arch Linux (Kurulum – Masaüstü – Paket yönetimi –Denetim Masası vb..) OpenSuse (Kurulum – Masaüstü – Paket yönetimi –Denetim Masası vb..) Mandriva (Kurulum – Masaüstü – Paket yönetimi –Denetim Masası vb..) Debian (Kurulum – Masaüstü – Paket yönetimi –Denetim Masası vb..) Kali (Kurulum – Özellikler – Örnek Uygulama vb..) Fedora (Kurulum – Özellikler – Masaüstü- Paket yönetimi –Denetim Masası vb..) Mac Os (Kurulum – Özellikleri- Masaüstü- Farklılıklar vb…) Sunucu İşletim Sistemi (Linux Sürüm) (Kurulum – Özellikler- Uygulama vb..) Sunucu İşletim Sistemi (Win Sürüm) (Kurulum – Özellikler- Uygulama vb..) —Akıllı Telefon İşletim Sistemleri (Android/IOS vbSürümler vegenel tanıtım- Android Kurulum)

5 İşletim sistemini tanımlayınız... Sizce işletim sistemi neden var?
İşletim Sistemi Nedir? İşletim sistemini tanımlayınız... Sizce işletim sistemi neden var?

6 Tanım: İşletim sistemi;
bilgisayar sistemini oluşturan donanım ve yazılım gibi nitelikli kaynakları kullanıcılar arasında kolay, hızlı ve güvenli bir biçimde paylaştıran VE bu kaynakların kullanım verimliliğini en üst düzeyde tutmayı amaçlayan bir sistem yazılımıdır.

7 İşletim Sistemi Ne Tür Bir Yazılımdır?
Donanım Yazılım Uygulama Yazılımları (Örn: Word, Excel) Sistem Yazılımları İşletim Sistemi (OS) Diğer Yazılımlar (Örn: Derleyiciler) Bilgisayar

8 Ne işe yarar? İşletim sistemi bir bilgisayar sisteminin maestrosu gibidir. Bilgisayar donanımlarının birbiri ile uyumlu bir biçimde çalışmasını sağlar.

9 Ne işe yarar? İşletim sistemi; yazılım – donanım - kullanıcı arasındaki etkileşimi sağlayan bir ara yazılımdır. Donanım Yazılım Kullanıcı

10 Aritmetik ve Mantık Birimi
Von Neumann Mimarisi Merkezi İşlem Birimi Donanım Aygıtları Aritmetik ve Mantık Birimi Ana Bellek Kontrol Birimi Adres yolu Veri yolu Modern bilgisayar çalışma prensipleri, Von Neumann’ın 1945’de geliştirdiği mimariyi temel almaktadır.

11 Tarihsel Gelişim Eski sistemler (main frame): OS yok Tek kullanıcı
Sadece tek bir iş. Aynı anda sadece bir iş yapılmaktaydı. Kısacası doğrusal çalışıyorlardı. Bilgi girişi ve çıkışı için kartlar kullanılmaktaydı. ENIAC gibi Kart okuyucular ile bilgi giriş çıkışı

12 Tarihsel Gelişim Toplu İşlem Sistemleri (Batch Systems)
Birden fazla işin arka arkaya çalıştırılması ve yürütülmesi «Programı çalıştır» «programı derle» gibi Kart okuyucular ile bilgi giriş çıkışı

13 Tarihsel Gelişim Zaman paylaşımlı sistemler (Timesharing Systems)
1960 lar Zaman paylaşımlı sistemler (Timesharing Systems) Birden fazla işin bir donanımca kısa sürelerle paylaşması Örneğin MİB aynı anda 3 iş yapması gerekiyorsa öncelikle 1. işin ilk görevini sonra 2. işin ilk görevini ve 3. işin ilk görevini yapıyordu ve bu şekilde devam ediyordu. Kullanıcı bu işleri aynı anda yaptığını zannetse de aslında bu işlerin belli görevleri arasında değişim yapıyordu. Bu duruma «Çok görevli (Multitasking)» denilmektedir. Kart okuyucular ile bilgi giriş çıkışı

14 Tarihsel Gelişim 1970 ler Kişisel Bilgisayar sistemleri (Personal Computer Systems) Donanım ebatları küçüldü I/0 aygıtları kullanılmaya başlandı MS DOS / UNIX / MAC OS Paralel veya Çok İşlemcili Sistemler (Paralell Systems): Birden fazla MİB MİBler kaynakları paylaşır

15 Tarihsel Gelişim Dağıtık sistemler (Distributed Systems)
Bu sistemler internet ve ağ teknolojilerinin gelişmesi ile ortaya çıkmıştır. Bir ağ üzerinde kuruludur. Bir çok MIB, ağdaki diğer kaynakları, verileri ve işlemleri yürütürler Kaynak paylaşımı sadece donanımla sınırlı değildir. Dosya paylaşımı gibi. Sunucu- istemci sistemler, Ağ, İnternet vb. OS:Win NT

16 Tarihsel Gelişim Gerçek-Zamanlı Sistemler (Real-Time Systems):
Çok kısa sürelerde çalışan sistemlerdir. (ms) Belli bir sistemi kontrol amacıyla kullanılır. Bilimsel deneyleri kontrol eden sistemler Gösterim sistemleri Endüstriyel kontrol sistemleri Savunma sanayi

17 Tarihsel Gelişim Gömülü Sistemler (Embedded Systems):
1990 lar Gömülü Sistemler (Embedded Systems): “Genellikle bir kullanıcı arayüzü olmaz, sadece donanımları izleme ve yönetme işlemlerini yaparlar. Gömülü sistem” herhangi bir sistemin içinde yer alan ve o sisteme “akıllılık” özelliğini veren elektronik donanım ve yazılımdan oluşan bütünü ifade etmektedir. Kullanıcıyla direk değil dolaylı etkileşimde bulunan ve genellikle tek bir görevi yerine getiren yazılımlar. Çamaşır makineleri Araba elektroniği

18 Bir İşletim Sistemi; İşleri sıraya koymalıdır
Hata durumlarında ilgili işlemleri sonuçlandırmalıdır Giriş/Çıkış işlemlerini sonuçlandırmalıdır Kesmelerin gereğini yerine getirmelidir İşlerde öncelik tanıyabilmelidir Kaynakları kontrol etmelidir Kullanıcıların birbirlerinin haklarına müdahalelerini önlemelidir Bilgisayara birden fazla erişim sağlamalıdır İyi bir ara yüzü olmalıdır Bilgileri uzun vadede saklamalıdır.

19 İşletim Sistemi Katmanları
Uygulama Katmanı Kabuk (Shell) Katmanı Çekirdek (Kernel) Katmanı Donanım Katmanı Kullanıcıdan  Donanıma doğru yapı

20 İşletim Sistemi Katmanları
Uygulama katmanı; Kullanıcı tarafından kullanılan tüm paket yazılımı ve uygulamalar. Word, Powerpoint, Photoshop APK Uygulama Katmanı Kabuk (Shell) Katmanı Çekirdek (Kernel) Katmanı Donanım Katmanı

21 İşletim Sistemi Katmanları
Kabuk katmanı; Genel olarak arayüz bölümüdür. Kullanıcı ile işletim sisteminin etkileşim kurmasını sağlayan yapı Komut satırı (Dos Ekranı vb.) Masaüstü (Grafik Arayüzü) Uygulama Katmanı Kabuk (Shell) Katmanı Çekirdek (Kernel) Katmanı Donanım Katmanı

22 İşletim Sistemi Katmanları
Kabuk katmanı; Çekirdek ile kabuk sürekli iletişim halindedir. Girilen bir komut (komut satırı) ya da istenilen bir işlev (grafik arayüzü) çekirdeğe iletilir. Copy Deneme.txt Kopyala – Yapıştır Uygulama Katmanı Kabuk (Shell) Katmanı Çekirdek (Kernel) Katmanı Donanım Katmanı

23 İşletim Sistemi Katmanları
Çekirdek Katmanı İşletim sisteminin temel fonksiyonlarının icra edildiği kısmıdır. Kullanıcılar ile iletişim kuran kabuk (shell) sadece dış işleri yapmaktan sorumlu olup, işletim sisteminin bütün temel fonksiyonları çekirdek üzerinde çözülür. Uygulama Katmanı Kabuk (Shell) Katmanı Çekirdek (Kernel) Katmanı Donanım Katmanı

24 Çekirdek türleri Monolitik çekirdekler (monolithic kernel):
1970–1990 arasında kullanılan ilk çekirdeklerdir. Burada tüm yazılımlar, sürücüler işletim sisteminin çekirdeğinde yer almaktadır. Boyutu büyüktür. Örn: Unix Mikro çekirdekler (microkernel): Modüler yapısı olan bu çekirdeklerde sadece en önemli işletim sistemi fonksiyonları bulunmakta ve oldukça küçük boyuttadır. Yeni bir donanım eklendiğinde onun sürücüsü de çekirdeğe tanıtılmaktadır. Örn: MS-DOS

25 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Giriş çıkış işlemlerinin yönetilmesi (I/O management) Örneğin klavye, fare veya ekran gibi dış donanımların yönetilmesi bu donanımların hafıza ve işlem ihtiyaçlarının sistem kaynakları içerisinden çözülerek tasarlanan zaman ve tasarlanan başarıyla çalışmalarını sağlamaktır.

26 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Aygıt yönetimi (Device management) Bir işletim sistemi donanım aygıtlarının yönetiminden sorumludur. Birçok işletim sistemi yazıcı, disk gibi donanım aygıtlarına genelde aynı şekilde yönetirken işlemci ve belleğin yönetiminde farklı yaklaşımlar kullanmaktadır.

27 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Aygıt yönetimi (Device management) Aygıt bağımlı / Aygıt bağımsız Aygıt Bağımlı; aygıt sürücüsü (device driver) de denilmektedir. İşletim sisteminin her bir aygıt için kullandığı ayrı bir sürücü vardır. Küçük bir bölümünü oluşturur. Aygıt bağımsız olan bölümü ise aygıt bağımlı bölümün yürüteceği yazılım ortamını temsil etmektedir.

28 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
İşlem yönetimi (process management) Bir işletim sisteminde çalışan programların ve programların ürettiği işlemlerin (process) yönetilmesi işidir. Birçok işletim sistemi işlem ve iş parçacığı (Thread) ve kaynak yönetimini birlikte ele almaktadır İş parçacığı, bilgisayarda en düşük kaynağa ihtiyaç duyan bir program parçasıdır. Genellikle bir işlem ile birlikte kullanılır. Bir işlem birden fazla iş parçacığından oluşmaktadır. İlgili işleme ayrılmış disk alanı, dosyalar, bellek gibi kaynaklarını kullanarak çalışır.

29 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
İşlem yönetimi (process management) Çoklu kullanım (multithreading) ise bir işlemin birden fazla iş parçacığına bölünerek aynı anda çalıştırılmasıdır. Bir işletim sisteminin işlem yönetimi; birden fazla işlem ve iş parçasına aynı makinenin kaynaklarını paylaşmaları, işlemlerin eşzamanlı olarak çalışabilmeleri için zamanlamanın sağlanması gibi görevleri vardır. Bunları yaparken de bellek yönetimi ile birlikte çalışarak belleğin bu işlemler, iş parçacıkları arasında paylaştırılmasını sağlar.

30 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Hafıza (Bellek) yönetimi (memory management) İşletim sisteminin çekirdeği, kendisi de dahil olmak üzere, o anda çalışan bütün işlemlerin hafıza gereksinimini, en verimli şekilde karşılamak zorundadır. Bellek yönetimi işlem yönetimi ile birlikte çalışarak ana bellekte işlemlerin yerleşimini sağlamaktadır. Her işlem bir bellek bölgesi istemekte ve bellek yönetimi de bu işlemlerin çalışması için kaynak yalıtımını da sağlayarak gerekli bellek bölümünü ayırmaktadır.

31 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Hafıza (Bellek) yönetimi (memory management) Modern bellek yönetimleri sanal bellek (virtual memory) sağlayarak fiziksel bellekten çok daha büyük bir bellek alanının kullanılmasını sağlamaktadır. Eğer işletim sistemi sanal belleği destekliyorsa bellek yönetiminin bir kısmı aygıt ve dosya yönetimleri ile birlikte çalışarak belleği yönetir.

32 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Dosya yönetimi (File management) Dosya yönetimi, bellek ve aygıt yönetimi ile birlikte çalışarak dosyaların hard disk ve CD-ROM gibi depolama birimlerine yazılmasını sağlamaktadır. İşletim sisteminin dosyaları organize etme ve yönetme işlevidir. Genelde işletim sistemleri hiyerarşik dosya yönetim sistemini kullanır. Bu sistem ağaç yapısı adı verilen klasörler içerisinde dosyaları organize eder. Bu klasör sisteminin başlangıç noktası kök dizindir (root directory, C:\>).

33 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Dosya yönetimi (File management) Dosya yönetim sisteminin temel işlevleri üç maddede toplanmıştır: Mantıksal dosya yapılarından fiziksel yapılara geçişin sağlanması. İkincil belleklerin (HDD/CDROM vb.) verimli kullanılmasını sağlanması. Dosyaların paylaşılması, korunması ve kurtarılması ile ilgili araçların sağlanması

34 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Dosya yönetimi (File management) kullanmaktadır. FAT, FAT32, NTFS, EXT2 Dosya yönetimi sistemi ve sabit disklerle ilgili bazı tanımlamalar Kafa (Head) : Sabit disklerde okuma/yazma işlemini yapan mekanik parça. Plaka (Plate) : Bilgilerin yazıldığı parça. Bir sabit disk, birden çok diskten oluşur. Üste üste gelmiş bu diskler plaka olarak adlandırılır. İz (Track) : Sabit diskte bulunan plakaların üzerinde gözle görülmeyecek eş merkezli daireler vardır. İşte bu dairesel çizgilere track (iz) denir.

35 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Dosya yönetimi (File management) kullanmaktadır. FAT, FAT32, NTFS, EXT2 Sektör (Sector) : İz yapısının bölünmesiyle oluşan ve sabit disk üzerinde adreslenebilir en küçük alana denk gelen parçaya sektör adı verilir. Küme (Cluster) : Sektörler üzerinde tanımlanmış en küçük küme olarak tanımlanabilir. Cluster'ların boyutunu, cluster'ları kullanan dosya sistemi ve bölümün kapasitesi belirlenir.

36 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Dosya yönetimi (File management) RPM (Rotation Speed Moment) : Disklerin dakikadaki dönme hızlarını belirtir /7200 Veri Erişim Hızı(Data Access Time) : Sabit diskteki kafanın, bir veriye erişebilmesi için bir izden diğer bir ize geçerken kaydettiği zamandır. Kullanılan zaman birimi milisaniyedir. Bu süre ne kadar kısa olursa o kadar iyidir. İşletim sistemi dosya yönetimi yapabilmek için dosya sistemlerini kullanmaktadır. FAT, FAT32, NTFS, EXT2

37 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
Dosya yönetimi (File management) FAT Dosya Yönetim Sistemi File Allocation Table –Dosya Yerleşim Tablosu Dosya yerleşim tablosu ( FAT ), bir diskte bulunan dosyalara ait bilgilerin kayıtlı olduğu alanları belirtmeye yarar. Bir başka deyişle FAT, bir diskin haritası gibidir. Bu tarz dosya sistemleri partisyonu her biri belli miktarda sektör içeren "cluster", küme isimli parçalara ayrılır Hangi dosyaların bu cluster parçalarından hangilerine yerleştiği, hangi cluster parçalarının boş, hangilerinin dolu olduğu gibi bilgiler FAT üzerine yazılır. İşletim sistemi de herhangi bir dosyaya erişim yapmak istediğinde dosyayı bulmak için FAT üzerine yazılan bu bilgilerden faydalanır

38 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
FAT 16 DOS, Windows 3.1 ve OS2 sürümü öncesi Windows 95 işletim sistemlerinin kullandığı dosya sistemidir. Eski bir dosya sistemi olduğundan dolayı bir takım eksikleri ve dezavantajları bulunmaktadır. (Dos, Win 3.1, Win 95) 16 bit olması adreslenebilen maksimum cluster sayısı 65525 Bu cluster’larin maksimum boyutu 32KB olabilir. Sonuç olarak FAT16 kullanan bir disk ya da partisyonun 2GB’dan daha büyük olamaz

39 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
FAT 32 Windows 95, OS2, Windows 98, Windows 2000 ve Linux tarafından tanınıp kullanılabilen ve FAT16’dan daha gelişmiş bir dosya sistemidir. FAT32’de herhangi bir kök dizin sınırlaması yoktur. 2 bit adresleme yöntemi kullanır. Bir disk ya da partisyon 2 TB (yaklaşık 2000 GB) uzunluğunda olabilir. FAT32 cluster boyutlarını küçük tutarak boşalan israfını azaltır. FAT32 altında tek bir dosyanın erişebileceği maksimum boyut 4 GB ile sınırlıdır.

40 Çekirdek - Temel görevleri –Mantıksal Yapı
NTFS Dosya Yönetim Sistemi NTFS (New Technology File System –Yeni teknoloji dosya sistemi-) Windows NT , Windows 2000, XP vb.. Geniş bir disk haritası oluşturur Sunucu olarak görev yapan Windows NT ve Windows 2000 işletim sistemlerine ait bir dosya sistemi olmasının gerektirdiği ihtiyaçlar doğrultusunda daha çok disk güvenliği, stabilitesi ve performansıyla ilgili iyileştirmeler içerir Maksimum dosya boyu 16 TB Maksimum disk boyutu 256 TB

41 Artıları Dosya konumlarıyla ilgili bilgileri cluster içlerinde de saklayarak daha güvenli bir dosya sistemi yapısı sunar. Cluster boyutu partisyon boyutuyla sinirli değildir ve 512 byte değerine kadar ayarlanabilir. Disk üzerinde dosyaların parçalanmasını azaltarak hem bos alanın verimli kullanılmasını, hem de özellikle yüksek kapasiteli sabit disklerde performans artışını beraberinde getirir. Yaklaşık 16 GB’a kadar uzunlukta olan tek parça dosyaları destekler.

42 İşletim Sistemi Katmanları
Donanım katmanı Donanım birimlerinin bulunduğu katman Uygulama Katmanı Kabuk (Shell) Katmanı Çekirdek (Kernel) Katmanı Donanım Katmanı

43 Güncel İşletim Sistemleri

44 Win Ailesi

45 Linux Ailesi