Doğru cevap: E) Uygulamaların kaynak kodunu derleyip en hızlı makine koduna çevirmek

Derleme bir araç zincirinin (derleyici) işidir; İS, derlenmiş programı yükler ve çalıştırır. Diğer dört seçenek sırasıyla soyutlama, ilkel işlem, yalıtım ve donanım yönetimi hedefleridir.

• Devasa boyut: on milyonlarca satır; hiç kimse bütünü kavrayamaz.
• Eşzamanlılık: kesmeler, aygıtlar ve iş parçacıkları aynı anda çalışır; yarış ve kilitlenme hataları zor bulunur.
• Düşmanca kullanıcılar: her girdi şüphelidir; sistem bozulmaya ve veri çalınmaya karşı korunmalıdır.
• Uzun ömür ve geriye dönük uyumluluk: sistem on yıllarca yaşar; eski programlar çalışmalı, gelecekteki donanım öngörülmelidir.

Diğerleri: yalıtıma rağmen paylaşım, genellik (kullanım biçimi bilinmez), taşınabilirlik.

Doğru cevap: B) Kazanç: sürücü çökerse yalnız o süreç ölür (yalıtım, güvenilirlik); bedel: her istekte ek bağlam değiştirme ve mesaj kopyalama (performans)

İS tasarımının temel ödünleşimlerinden biri performans ile yalıtım/modülerlik arasındadır. Kullanıcı alanındaki sürücü hatası tüm sistemi düşürmez (MINIX 3 onu yeniden başlatabilir); ama her paket IPC, bağlam değiştirme ve kopyalama maliyeti öder.

Doğru cevap: C) Verimlilik

Arayüz ilkeleri basitlik (az ama iyi düşünülmüş kavram), bütünlük (gereken her şey yapılabilmeli) ve verimliliktir. Örnek: lseek yalnız bir sayıyı değiştirir ve ucuzdur, read ise disk erişimi gerektirebilir.

Yanlış. Eklemek kolaydır; ama bir çağrı yayımlandıktan sonra onu kullanan programlar ortaya çıkar ve kaldırmak bu programları bozar (geriye dönük uyumluluk). Bu yüzden arayüz az ve genel tutulur, kolaylık fonksiyonları kütüphaneye konur; çekirdek yerine kütüphaneyi değiştirmek daha güvenlidir.

Doğru cevap: B) Exokernel kaynakları (bloklar, sayfalar, zaman dilimleri) bölüştürüp kimin neye sahip olduğunu izler; dosya, süreç gibi soyutlamaları kullanıcı alanındaki kütüphane işletim sistemi (libOS) sağlar ve yeniden eşleme katmanı gerekmez.

Hipervizör her konuğa sanal bir donanım kopyası sunar ve konuk adreslerini gerçeklerine eşler. Exokernel ise yalnızca güvenli paylaştırma yapar. Bileşenlerin dinamik yüklenmesi genişletilebilir sistemlerin özelliğidir; libOS fikri bugün unikernel’lerde yaşar.

Doğru cevap: A) Katmanlar alttan üste tek tek test edilebilir; ama katman sırasını doğru seçmek zordur ve her istek birçok katmandan geçtiği için ek maliyet oluşur.

Hiyerarşi modülerlik ve sistematik test sağlar: alt katman doğrulanınca üstü ona güvenerek test edilir. Bedeli, örneğin bellek yönetimi mi zamanlayıcının altında olmalı, sorusu gibi sıralama ikilemleri ve geçiş maliyetidir.

Yanlış. Mesajlaşma hata yalıtımı sağlar ama güvenliği garanti etmez. Hangi sürecin hangi sunucuya mesaj gönderebileceği, hangi aygıt yazmacına erişebileceği çekirdeğin yetki (ör. yetenek) denetimine bağlıdır; seL4 gibi sistemler bu yüzden yeteneklerle ve biçimsel doğrulamayla çalışır.

Doğru cevap: B) Modül tam çekirdek ayrıcalığıyla çalışır ve bir hatası çekirdeği çökertebilir; eBPF programı yüklenmeden önce doğrulanır (sonlanma, bellek erişimi) ve sınırlı yardımcı fonksiyonları çağırabilir.

Genişletilebilir sistemlerin ana sorunu eklentinin güvenliğidir. Klasik modül bu sorunu çözmez; SPIN güvenli dille, Linux eBPF ise doğrulayıcıyla çözer. eBPF bugün izleme, ağ (XDP), güvenlik ve zamanlama (sched_ext) için kullanılır.

Doğru cevap: E) Sıradan bir kullanıcı süreci bir sistem çağrısıyla istediği kadar çekirdek iş parçacığı oluşturabilir.

Çekirdek iş parçacıklarını çekirdek kendisi oluşturur (kthread_create). Kullanıcı süreçleri yalnızca çekirdeğin zaten çalıştırdığı iş parçacıklarına iş verebilir (ör. io_uring iş havuzu).

Doğru cevap: C) Bellek dolduğunda hangi sayfanın diske çıkarılacağına karar veren kural

Mekanizma “nasıl yapılır”ı, politika “ne yapılacağına karar”ı belirler. Sayfa değiştirme kuralı (LRU, saat …) bir politikadır; MMU, bağlam değiştirme, öncelik tabanlı seçim ve LSM kancaları ise politikadan bağımsız mekanizmalardır.

• Mekanizma: çekirdek “öncelikleri verilen iş parçacıklarından en yükseğini çalıştır” işlevini sunar.
• Politika: öncelikleri iş parçacıklarını en iyi bilen taraf belirler: veritabanı sorguları yüksek, yedekleme düşük öncelik alır ve bunu bir sistem çağrısıyla bildirir.
• Yarar: çekirdek kodu değişmeden farklı uygulamalar farklı davranış elde eder; çekirdek küçük ve kararlı kalır, politika kolayca değiştirilip denenir. Linux’ta sched_ext politikanın tamamını eBPF programı olarak yüklemeye izin verir.

Doğru cevap: A) Linux’ta clone() çağrısında bellek, dosyalar, sinyal işleyicileri ve ad alanlarının paylaşımının ayrı bayraklarla, birbirinden bağımsız seçilmesi

Diklik, ayrı kavramların bağımsız olarak birleştirilebilmesidir: birini değiştirmek diğerini etkilemez. clone bayraklarıyla süreç ve iş parçacığı aynı mekanizmanın iki ucu olur; konteynerler de CLONE_NEW* bayraklarıyla kurulur.

• (a) Kök i-node’u + kök dizin bloğu, ardından home, ali ve ders için birer i-node + birer dizin bloğu, en sonda notlar.txt’nin i-node’u: 2 + 2 + 2 + 2 + 1 = 9 okuma.
• (b) Arama ali dizininden başlar: ali’nin dizin bloğu, ders i-node’u, ders bloğu, notlar.txt i-node’u = 4 okuma. Kısmi isabet bile kazançtır; Linux’ta bu iş dcache’indir.

Doğru cevap: D) Sanal sayfanın fiziksel çerçevesinin her erişimde sayfa tablosu (ve TLB) üzerinden çözülmesi

Derleme, bağlama ve yükleme anında kurulan bağlar sırasıyla daha geçtir; sanal bellek ise bağı her erişimde yeniden kurar. Geç bağlama daha esnektir (sayfa her yere taşınabilir) ama ek dolaylılık ve maliyet getirir.

Doğru cevap: E) i-node numarası → (dizin) → dosya yolu

Eşleme hep insan dostu addan hızlı, benzersiz iç ada doğrudur. Dizin ad → i-node yönünde eşler; i-node yalnızca bağ sayısını tutar, adını bilmez (bir i-node’un birden çok sert bağı olabilir).

Doğru. Statik tablo basittir ve bellek ayırıcı gerektirmez; bedeli sabit sınırdır (eski UNIX’teki NPROC). Dinamik yapılar (bağlı liste, karma tablo, xarray) bu sınırı kaldırır ama ayırıcı, parçalanma ve daha karmaşık kilitleme getirir. Ara yol ayarlanabilir sınırlardır (/proc/sys/kernel/pid_max).

Doğru cevap: B) Paylaşılan statik durum karışır, parçalar yanlış dizgiden gelebilir; durumu çağırana taşıyan strtok_r kullanılmalıdır.

Yeniden girişli kod aynı anda iki kez çalışabilmelidir (iki iş parçacığı, ya da kesme işleyicisinin aynı fonksiyonu çağırması). Kural: paylaşılan statik durum yok; gerekirse durum parametre olarak taşınır ya da kilitle korunur.

Doğru cevap: A) 1.440.000 B ve 480.768 B; ≈ 3 : 1

(a) 800 × 600 × 3 = 1.440.000 B. (b) 480.000 + 768 = 480.768 B; oran ≈ 3 : 1. Yer yaklaşık üçte bire iner; bedeli her piksel çizilirken bir tablo bakışı (zaman) ve en fazla 256 renk sınırıdır.

Doğru cevap: B) Çünkü yanlış olabilir ve geçersiz kılınması gerekmez; kullanılmadan önce ucuz bir doğrulama yapılır. Önbellekteki değerin ise her zaman doğru olması gerekir.

Önbellek tutarlılık ister: kaynak değişince kayıt geçersiz kılınmalıdır. İpucu yanlış çıkabilir; doğruluğu kullanım anında denetlendiği için tutarlılık yükü yoktur. Diğer örnekler: dal tahmini, madvise ile verilen erişim ipucu.

Doğru cevap: B) Çünkü çekişme yokken kilit kullanıcı alanında tek bir atomik işlemle alınır; çekirdeğe yalnızca nadir çekişme durumunda (bekleme ve uyandırma için) girilir.

Kilitlerin büyük çoğunluğu çekişmesiz alınır; hızlandırılması gereken bu durumdur. Diğer örnekler: vDSO ile çekirdeğe girmeden clock_gettime, TLB isabeti, sistem çağrılarının hızlı yolu.

Doğru cevap: B) 10 ve 28; 2,8 kat

n(n − 1) / 2: 5 kişide 10, 8 kişide 28 yol; artış 2,8 kat (kişi sayısı yalnızca 1,6 kat). Yeni gelenler eğitim için mevcut ekibin zamanını da tüketir: “Gecikmiş bir yazılım projesine eleman eklemek, onu daha da geciktirir.”

1/3 planlama = 4 ay, 1/6 kodlama = 2 ay, 1/4 modül testi = 3 ay, 1/4 sistem testi = 3 ay (toplam 12). Kod yazmak işin yalnızca altıda biridir; zamanın yarısı teste gider. Planlamayı ve testi kısıp “kodlamaya geçmek” projeyi hızlandırmaz.

Doğru cevap: A) Bozulmuş bir değişmezi (invariant), hatanın oluştuğu yere yakın bir noktada yakalayıp sorunun izini kısaltması

Bozulma çoğu zaman çok sonra, ilgisiz bir yerde çökme olarak görünür. Değişmez denetimi hatayı kaynağına yakın yakalar. Hiçbir şeyi düzeltmez ve testlerin yerini tutmaz; sıcak yollarda maliyeti nedeniyle hata ayıklama derlemelerinde açılır.

Doğru cevap: B) Hata bir yarış durumudur: iş parçacıklarının belirli bir zamanlamayla iç içe geçmesine bağlıdır; adım adım çalıştırma zamanlamayı değiştirdiği için o iç içe geçme oluşmaz.

Yarış hataları zamanlamaya ve iç içe geçme (interleaving) sırasına duyarlıdır; gözlemlemek onları değiştirebilir. Çözüm yolları: kilit disiplinini denetleyen araçlar (lockdep, ThreadSanitizer), stres testleri ve olay sırasını kaydeden günlükler.

Yanlış. Günlük kaydı bir yürütme geçmişi tutar: olayların sırası ve durum geçişleri sonradan incelenebilir; bu, kilitlenmenin nedenini bulmayı kolaylaştırır. Ama hiçbir şeyi önlemez; aşırı kayıt zamanlamayı değiştirip hatayı gizleyebilir ve performansı düşürür.

• Kimlik doğrulama: MFA güvenliği artırır ama her girişi uzatır; geçiş anahtarları ikisini birden iyileştirmeye çalışır.
• İzinler: sıkı erişim denetimi ve sık onay pencereleri zararı sınırlar, ama kullanıcıyı yorar; “onay yorgunluğu” güvenliği yeniden düşürür.
• Güncellemeler: otomatik yama hızla koruma sağlar ama beklenmedik yeniden başlatma ve uyumluluk sorunları doğurabilir.

Denge: güvenli varsayılanlar, en az ayrıcalık, kullanıcıya yalnızca anlamlı kararlar bırakmak (psikolojik kabul edilebilirlik).

Yanlış. Brooks’un “gümüş kurşun yok” savı: araçlar yalnızca arızi karmaşıklığı (sözdizimi, derleme, bellek yönetimi ayrıntıları) azaltır. Problemin kendisinden gelen özsel karmaşıklık (ne inşa edileceğine, kavramsal yapıya karar vermek) kalır; yapay zekâ destekli kodlama da tasarım sorumluluğunu kaldırmaz.