İşletim Sistemleri

Dersin Haritası

Bu sayfa dersin bütün bölümlerini tek bir haritada birleştirir. Her bölüm bir düğümdür; bir ok, sonraki konunun önceki konunun hangi fikrine dayandığını gösterir. Derse başlamadan önce okunursa konuların nereye gittiğini, ders sırasında okunursa bulunulan yeri gösterir.

Şekil 1: Dersin haritası. Oklar, bir konunun hangi konunun üzerine kurulduğunu gösterir. Bütün yollar Süreçler'den geçer ve Linux'ta birleşir.

Şekil 1 konular arasındaki bağları gösterir. Her düğüm bir bölümdür; bir ok, sonraki konunun öncekinin hangi fikrine dayandığını belirtir. Haritada yalnızca en yakın bağlar çizilmiştir; bir bölümün dayandığı bütün bölümler Tablo 1'dedir.

Tablo 1: Haritadaki bağlar.
Konu (bölüm)	Dayandığı konu	Bağ
Giriş (1)	—	İşletim sisteminin iki rolü: genişletilmiş makine ve kaynak yöneticisi; çekirdek ve kullanıcı kipi.
İşletim Sistemi Yapıları (2)	Giriş	Hizmetler sistem çağrılarıyla sunulur: süreç, adres alanı, dosya ve boru kavramları.
Süreçler (3)	İşletim Sistemi Yapıları	Çalışan program: fork, exec ve wait; süreç durumları ve süreç kontrol bloğu.
İş Parçacıkları (4)	Süreçler	Aynı adres alanında birden çok yürütme akışı; kullanıcı ve çekirdek düzeyi iş parçacıkları.
CPU Çizelgeleme (5)	Süreçler	Hazır kuyruğundaki süreçlerden hangisi işlemciyi alır: FCFS, SJF, Round Robin ve geri beslemeli kuyruklar.
Senkronizasyon (6)	İş Parçacıkları	Paylaşılan veriye eş zamanlı erişim yarış durumu doğurur: kritik bölge, mutex ve semafor.
Kilitlenme (7)	Senkronizasyon	Kilitleri yanlış sırada almak kilitlenmeye götürür: dört koşul, bankacı algoritması.
Bellek Yönetimi (8)	İşletim Sistemi Yapıları, Süreçler	Her sürecin adres alanı: mantıksal ve fiziksel adres, bitişik tahsis, sayfalama.
Sanal Bellek (9)	Bellek Yönetimi	Sayfalamanın talebe bağlı biçimi; sayfa hatası ve sayfa yer değiştirme algoritmaları.
Dosya Sistemleri (10)	İşletim Sistemi Yapıları, Sanal Bellek	Dosya kavramının diskteki karşılığı; bellek eşlemeli dosyalar ve sayfa önbelleği sanal belleği kullanır.
Giriş/Çıkış (11)	Süreçler, Dosya Sistemleri	Dosya sisteminin altındaki katman: aygıt sürücüleri, kesmeler ve DMA; bloke olan süreç bekleme kuyruğuna geçer.
Çok İşlemcili Sistemler (12)	CPU Çizelgeleme, Senkronizasyon	Birden çok işlemcide çizelgeleme ve senkronizasyon: önbellek tutarlılığı, spinlock'ların ölçeklenmesi.
Güvenlik (13)	İşletim Sistemi Yapıları, Dosya Sistemleri	Çekirdek ve kullanıcı kipinden dosya izinlerine kadar koruma; erişim denetim listeleri ve yetenekler.
İşletim Sistemi Tasarımı (14)	Kilitlenme, Çok İşlemcili Sistemler, Güvenlik	Önceki bölümlerdeki seçimlerin ortak ilkeleri: mekanizma ile politikanın ayrılması, ödünleşimler.
Linux (15)	Giriş/Çıkış, Çok İşlemcili Sistemler, İşletim Sistemi Tasarımı	Bütün kavramlar gerçek bir sistemde: task_struct, EEVDF çizelgeleyicisi, sanal adres alanı, VFS.

Haritanın ana omurgası şöyle okunabilir: süreç → paylaşım → bellek → depolama → gerçek sistem. Süreç kavramı dersin merkezidir; ondan üç dal çıkar. İşlemci dalı çizelgelemeyle, eş zamanlılık dalı iş parçacıkları, senkronizasyon ve kilitlenmeyle, bellek dalı sayfalama ve sanal bellekle ilerler. Sanal bellek dosya sistemine, dosya sistemi de G/Ç katmanına bağlanır. Çok işlemcili sistemler çizelgeleme ile senkronizasyonu birlikte yeniden sorar. Tasarım bölümü bu seçimlerin ortak ilkelerini toplar, Linux bölümü de hepsini çalışan bir çekirdekte gösterir.