İşletim Sistemleri İçin Ön Bilgiler

İşletim sistemi CPU zamanı, bellek, G/Ç (giriş/çıkış) ve kaynak dağıtımı konusunda sürekli karar verir.

Karmaşıklık, çizelgelemedeki ödünleşimler, arama, sıralama, özyineleme ve durum izleme yararlı temellerdir.

Çekirdek; süreçleri, bellek bölgelerini, açık dosyaları, aygıtları, zamanlayıcıları ve ağ durumunu veri yapılarıyla tutar.

Diziler, bağlı listeler, yığınlar, kuyruklar, ağaçlar, hash tabloları ve biteşlemler (bitmap) rahatça kullanılabilmelidir.

Sayfa tablosu boyutu, adresin sayfa numarası ve konuma bölünmesi, kilitlenme çizgeleri, bankacı algoritmasının matrisleri, etkin erişim süresi ve anahtar değişimi hep temel ayrık matematik ve olasılık üzerine kuruludur.

İkinin kuvvetleri ve KiB/MiB/GiB birimleri, ikili ve onaltılık (hexadecimal) gösterim, logaritma, modüler aritmetik, kümeler, matrisler, yönlü çizgeler ve döngüler, ağırlıklı ortalama ve basit olasılık hesabı tanıdık olmalıdır.

İşletim sistemi doğrudan donanım üzerinde çalışır. Koruma ve denetim için mimarinin sunduğu düzeneklere dayanır.

Yazmaçlar (register), komut yürütme, ayrıcalık düzeyleri, kesmeler (interrupt), istisnalar, önbellekler ve adres çevirisi bilinmelidir.

Klasik çekirdek arayüzlerinin çoğu ve birçok işletim sistemi gerçeklemesi, C tarzı sistem programlamaya sıkı sıkıya bağlıdır.

İşaretçiler (pointer), diziler, yapılar (struct), bit işlemleri, elle bellek yönetimi ve fonksiyon çağrıları anlaşılmış olmalıdır.

Ders örnekleri C kodunu gcc ile derler, kütüphanelerle bağlar ve sistem çağrılarını, tuzakları ve atomik işlemleri birkaç satırlık assembly ile gösterir.

Kaynak dosyadan nesne dosyasına ve çalıştırılabilir dosyaya giden yol, statik ve dinamik kütüphaneler, derleyici iyileştirmelerinin kodu nasıl değiştirebildiği ve kısa bir assembly listesinin C koduna nasıl karşılık geldiği temel düzeyde bilinmelidir.

Çizelgeleme ve senkronizasyondan önce programların nasıl yürütüldüğünü ve iş parçacıklarının süreç kaynaklarını nasıl paylaştığını bilmek işe yarar.

Program, süreç (process) ve iş parçacığı (thread) arasındaki fark; yığın (stack), heap ve yürütme durumu temel düzeyde bilinmelidir.

İşletim sistemi fiziksel belleği yönetir ve her sürece denetimli bir adres alanı (address space) sunar.

Adresler, baytlar, yığın ile heap arasındaki fark, yerellik (locality) ve sanal adreslerin çevrilmesi gerektiği fikri tanıdık olmalıdır.

İşletim sistemi işlemcilerle, bellekle ve aygıtlarla donanımın tanımladığı arayüzler üzerinden konuşur.

İkili sayılar, veri yolları, aygıt yazmaçları, kesmeler ve doğrudan bellek erişimi (DMA) hakkında temel bilgi, alt düzey G/Ç'yi anlamayı çok kolaylaştırır.

Birçok işletim sistemi kavramı, komut satırında incelendiğinde somutlaşır.

Dosyalar, izinler, süreçler, bellek, diskler ve günlükler için ps, top, chmod, df ve dmesg gibi komutlarla pratik yapmak yararlıdır.

Modern işletim sistemleri bir ağ yığını içerir ve iletişimi soket (socket) API'leriyle sunar.

IP adresleri, portlar, TCP ile UDP arasındaki fark, istemci/sunucu davranışı ve temel soket kavramları bilinmelidir.

İşletim sistemi kullanıcılar, süreçler, dosyalar ve aygıtlar arasındaki sınırları korur.

Kimlik doğrulama (authentication), yetkilendirme (authorization), izinler, en az ayrıcalık ilkesi ve temel tehdit modellerinin ardındaki fikirler bilinmelidir.