Bilgisayar Donanımı ve Merkezi İşlem Birimi (CPU)

Bilgisayar Donanımı

• Bilgisayar, yüklü programlar sayesinde bilgileri saklayan, gerektiğinde geri getiren, aritmetik ve mantıksal işlemler yapabilen elektronik bir cihazdır.
• Donanım (hardware), bilgisayarın elektronik kısmını ifade ederken, yazılım (software) program kısmını ifade eder.
• Bilginin girişi, saklanması, işlenmesi ve çıkışı, bilgisayarın gelişimindeki değişmeyen dört unsurdur.
• Donanım, merkezi işlem birimi (CPU) ve bağlı çevre birimlerinden oluşur.
• Çevre birimleri, giriş birimleri (input devices) ve çıkış birimleri (output devices) olarak ikiye ayrılır.

Merkezi İşlem Birimi (CPU)

• Merkezi işlem birimi (CPU), bilgisayarın en önemli parçasıdır ve mikro işlemci olarak da adlandırılır.
• CPU, komutları işler, hesaplamaları yapar, bilgi akışını kontrol eder, kullanıcı komutlarını yorumlar ve programları çalıştırır.
• Bilgisayarın toplama işlemini yapabilmesi için devreleri açıp kapatması gerekir, bu da CPU'ya bağlı bir saat (kuartz kristal) ile eş zamanlı yapılır.
• Saatin ürettiği darbeler Mega Hertz (Mhz) ile ölçülür ve Mhz değeri arttıkça bilgisayar hızı artar.
• Bilgisayar hızı, mikro işlemcinin hızı ve birim zamanda işlediği sözcük boyuna bağlıdır.
• Mikro işlemcisinin hızı, bir saniyede yapılan işlem sayısı ile ölçülür.
• Sözcük boyu, bilgisayarın birim zamanda işleyebildiği bit sayısı olup, 8, 16 veya 32 olabilir.

Mikro İşlemci Türleri

• 8080 işlemcisi 4.77 Mhz hızında olup, 1 Mb belleği kontrol eder ve 8 Bit sözcük boyunu kullanır.
• 80286 işlemcisi 6-20 Mhz hızında olup, 16 bite kadar belleği kontrol edebilir ve çoklu işlem yeteneğine sahiptir.
• 80366 işlemcisi 33 Mhz'e kadar çıkabilir, 4 GB'a kadar belleği kontrol edebilir; DX modeli 32 Bit, SX modeli 16 Bit sözcük boyunu destekler.
• 80486, 80386'ya matematik işlemci eklenmiş versiyonu olup, ön bellek denetleyicisine sahiptir ve 486 SX/DX olarak adlandırılır.
• 80586, Pentium olarak bilinir, Latince'de 5 anlamına gelir ve 60-400 Mhz arasında işlem hızı sunar.

Ana Bellek (RAM)

• Ana bellek (RAM), giriş cihazlarından veya depolama ünitelerinden gelen veri ve programların, sonuçların ve çıktıların geçici olarak tutulduğu yerdir.
• Rastgele erişim, bellekteki herhangi bir adrese doğrudan erişim anlamına gelir.
• Bilgisayar kapatıldığında ana bellekteki veriler silinir.
• Ana belleğin büyüklüğü, aynı anda çalışabilecek program sayısını ve çalışma hızını etkiler.

Ana Belleğin Temel Görevleri

• Çalışan programların verilerini ve deyimlerini tutmak
• İşletim sisteminin sürekli kalması gereken bileşenlerini saklamak
• Programlar tarafından oluşturulan sonuçları depolamak
• Sabit disklere veya harici cihazlara gönderilmeye hazır çıktıları tutmak
• Bellekteki her bölgenin bir adresi bulunur, bu sayede verilere tekrar ulaşılabilir.
• Örnek olarak, 640 KB'lık ana belleğe sahip bir bilgisayarda yaklaşık 3 defter dolusu yazı saklanabilir.

Bellek Bölümleri ve Kapasiteleri

• Ana Bellek (Base Memory): 0 - 640 KB
• Uzatılmış Bellek (Extended Memory): 641 - 1024 KB
• Genişletilmiş Bellek (Expanded Memory): 1025 KB'tan yukarısı

Ön Bellek (Cache Memory)

• Ön bellek, ana bellek ve merkezi işlem birimi (CPU) arasında yer alır ve ana bellekten daha hızlıdır.
• İşlem sırasında sık kullanılan talimatları ve geçici bilgileri saklar.
• CPU'nun ana bellekten veri alırken harcadığı zamanı azaltarak bilgisayarı hızlandırır.
• CPU önce dâhili ön belleğe, sonra harici ön belleğe, en son ana belleğe bakar.

BIOS (Basic Input Output System)

• BİOS, bilgisayarın açılışında parçaları kontrol eden ve hazır duruma getiren bir programı içerir.
• ROM türünde belleğe kaydedilir ve bilgiler bilgisayar kapatılınca silinmez; günümüzde Flash ROM'a kaydedilir ve hatalar giderilebilir.
• BIOS'un ilk görevi, bilgisayarın açılışında parçaları kontrol etmek ve sorun varsa kullanıcıyı uyarmaktır.
• Bilgisayar açılışında özel tuşla (genellikle DEL) BIOS setup ekranına girilebilir.
• Ekranda sabit disk sürücülerinin tipi gibi çeşitli bilgiler ve ayarlar değiştirilebilir.

Ana Kart (Motherboard)

• Ana kart, bilgisayarın en önemli parçalarından biridir.
• Bellek, genişleme yuvaları, kartlar, RAM ve diğer elektronik parçalar bu kart üzerinde yer alır.
• Veri yolu, bilgisayarın içindeki birimler arasında veri taşır.
• Bilgisayardaki tüm elektriksel bileşenler ana karta bağlanır.

Genişletme Yuvaları ve Kartları

• Genişletme yuvaları, ana kart üzerindeki soketlerdir ve genişletme kartları takılır (ses, ekran, modem, ağ kartları).
• Bu kartlar bilgisayara yeni yetenekler kazandırır (daha iyi grafikler, ses, iletişim, ağ bağlantısı).
• Yuvaların tipi bilgisayarın veri yolunu belirler.

Bilgisayar Kasası

• Kasa, bilgisayar parçalarını bir arada tutan metal veya plastik bir kutudur.
• Masaüstü (desktop) ve kule (mini tower) tipi kasalar yaygındır.
• Güç kaynağı kasanın en önemli bileşenidir; şehir elektriğini bilgisayarın kullanabileceği elektriğe dönüştürür.
• Güç kaynağı içinde ve mikroişlemcilerin üzerinde soğutucu fanlar bulunur.
• Güç kaynağının kapasitesi PC'lerde ortalama 200-250 watt'tır.

Bilgisayar Kasasının Arkasındaki Portlar

• Seri Port: 9 veya 25 iğne(pin) bulunur, fare, modem, tarayıcı, yazıcı bağlanır (COM etiketiyle görülür: COM1, COM2).
• Paralel Port: 25 delik bulunur, yazıcı ve teyp birimleri takılır (LPT etiketiyle görülür).
• Monitor(Ekran) Portu: Monitör bağlamak içindir, görüntü kartında bulunur.
• Klavye portu: Klavyeyi ve mouse portu da fareyi bağlamak içindir.
• USB (Üniversal Seril Bum) Portu: Fareden klavyeye birçok cihazı zincirleme bağlar (127 adede kadar cihaz eklenebilir).
• Oyun portu: Joystick'leri bağlar, ses kartında bulunur.
• Ekran kartı, ekrana ait işlemleri gerçekleştirir ve mikro işlemci ile iletişim kurar.

Grafik Kartı

• Grafik kartı, oyun, çizim, resim ve mimari çizimler için kullanılır.
• MDA (Monochrome Display Adaptor): Tek renkli (720x320 Pixel)
• CGA (Color Graphic Adaptor): 4 renkli (400x200 Pixel)
• EGA (Enhanced Graphic Array): 16 renkli (600x400 Pixel)
• VGA (Video Graphic Adaptor): 256 renkli (800x600 Pixel)
• SVGA (Super Video Graphic Adaptor): 256 renkli (1024x768 Pixel)
• Ekran grafik özelliğinde çalışırken satır ve sütun yerine piksellerden oluşur.
• Piksel sayısı arttıkça görüntü daha net olur.
• Ses kartı, bilgisayardan seslerin daha kaliteli alınmasını sağlar.

Sabit Disk (Hard disk) ve Disketler

• Bilgisayarın belleğinde işlenen bilgiler, kapatılınca silinir.
• Kalıcı saklamak için bilgilerin manyetik bir ortama aktarılması gerekir.
• En çok kullanılan manyetik ortamlar hard disk ve disketlerdir.
• Disketler taşınabilirken, hard diskler sabittir
• Disketlerin kapasitesi ve hızı düşüktür, dayanıklılığı azdır.
• Hard disk, bilgi depolamak için temel birimdir, veriler dönen disklerde manyetik olarak saklanır (dosya adını alır).
• Birden fazla sabit disk veya diskin bölümleri olabilir; ilk disk C sürücüsüdür, sonraki diskler D, E, F... şeklinde adlandırılır.

Ek Bilgiler

• D harfi genellikle CD-ROM sürücüsü için kullanılır.
• CD sürücülerin hızı 24x, 36x gibi ifadelerle belirtilir.
• Sabit diskin kapasitesi MB veya GB ile ölçülür (günümüzde 200-1000 GB arasıdır).
• 1 GB, 1024 MB'tır (bazı üreticiler 1 GB = 1000 MB kabul eder).
• Disket (floppy disk), taşınabilir manyetik veri saklama aracıdır.
• Disket ve hard disk ilk kullanımdan önce formatlanmalıdır (iz ve sektörlere ayırma işlemi).
• Disketler 3.5” ve 5.25” boyutlarında bulunur; 3.5" disketlerin veri saklama kapasiteleri 720 KB (Çift yoğunluklu) veya 1.44 MB (Yüksek yoğunluklu) olabilir.
• Disket sürücüler A (ve varsa B) diye adlandırılır, ancak çoğu bilgisayarda bulunmaz.

DVD (Digital Versatile Disc)

• DVD, ilk olarak "Digital Video Disk" anlamına gelirken, daha sonra veri saklama alanında da kullanılmaya başlanmıştır.
• DVD, görüntüyü, sesi ve bilgiyi aynı ortamda saklayabilir.
• DVD-ROM'lar CD-ROM'ların gelişmişidir; DVD Video'lar ise DVD Player'larda izlenir.
• Bilgisayar DVD sürücüleri her iki formatı da okuyabilir, yazabilir. -DVD Video'larda Mpeg-2 ve PCM sıkıştırması kullanılır, ancak Mpeg-2 decoder kartı olmayan bilgisayarlarda yazılım ile izlenebilir.
• DVD-ROM sürücülerin kapasitesi minimum 4.7 GB'tır.
• Hareketli görüntülerden oluşan 481 dakikalık veri tek bir medyaya kaydedilebilir.
• DVD-ROM'ların hızları, CD-ROM'lara göre çok daha yüksektir.
• DVD video (sadece DVD), video programlarını tutar ve DVD player ile çalışır; DVD ROM, bilgisayar verisi tutar ve DVD ROM sürücü ile okunur.

DVD Çeşitleri

• DVD-R: Bir kez kayıt yapılabilir
• DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW: Binlerce kez kayıt yapılabilir
• DVD-R organik boya polimer teknolojisini kullanır ve tüm DVD sürücüleriyle uyumludur (ilk versiyon 3,95 milyar byte, sonra 4.7 milyar byte)
• DVD-RW (DVD-R/W veya DVD-ER), silinebilir bir formattır, ilk kapasitesi 4,7 milyar byte, DVD-R ve DVD-RW'nin avantajı yüksek kapasitesi ve çok DVD oynatıcı sürücüsüyle uyumluluğudur.
• DVD-RAM'ın ilk kapasitesi 2.58 milyar byte'tır, faz değişim teknolojisini kullanır ve güncel sürücülerle uyumlu değildir.
• DVD+RW, DVD-ROM'larla, CD'lerle ve DVD-R/RW'lerle uyumludur, ancak DVD-RAM'lerle uyumlu değildir, DVD video player'lar ve DVD-ROM sürücülerle okunamaz.

Monitör (Ekran)

• Monitör, bilgisayarın mikroişlemcisinden gönderilen sinyalleri görüntülenebilir hale dönüştüren bir çıkış birimidir.
• En önemli özelliği çözünürlüktür (yatay ve dikey noktaların sayısı); çözünürlük arttıkça ekrana daha fazla bilgi sığar, ancak görüntüler küçülür.
• Multisync monitörler değişik çözünürlüklerde çalışabilir (640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 gibi).
• Monitör büyüklüğü, ekranın köşegen uzunluğuyla ölçülür (standart monitörler 14" veya 15"tir). 1024x768'den yüksek çözünürlüklerde 17" veya daha büyük monitörler tercih edilmelidir.
• Nokta aralığı, görüntü netliğini etkiler; aralık ne kadar küçükse görüntü o kadar net olur (eski monitörlerde 0.39 mm, yeni monitörlerde 0.28 mm veya daha küçük).
• Ekran tazeleme frekansı, görüntünün saniyede kaç kez tazelendiğini gösterir (en az 60 kez olmalıdır).
• "Non-interlaced" (titreşimsiz) monitörler gözü daha az yorar. -Monitör ve görüntü kartı, görüntülerin sergilenmesi için birlikte çalışır.
• Görüntü kartı, genişleme kartıdır ve kablo ile monitöre bağlanır.
• Görüntülenebilen renk sayısı, görüntü kartındaki bellek miktarıyla sınırlanır.
• Renk sayısı, görüntü kalitesini etkiler.

Klavye (Keyboard)

• Klavye, harf, rakam, özel karakter ve fonksiyon tuşları içeren bir giriş birimidir.
• Bilgisayar, klavye ile yönlendirilir.
• Tuşlara basıldığında, kod CPU'ya aktarılır ve sonucu ekrana gelir.
• Klavyeler F veya Q tipi olabilir.
• Q klavye İngiliz klavyesidir Q harfi sol başta yer alır.
• F klavye Türkçe klavyedir, daktilolardaki gibi harf dizilimi vardır.
• Q Türkçe klavyede Ö, Ç, Ş, I, G, Ü harfleri sağ tarafa yerleştirilmiştir.
• Bazı tuşlar ekrana karakter yazmaz, ancak etki oluşturur.
• F1 tuşu çoğu programda yardım bilgilerini getirir.
• Enter tuşu, bir komutu çalıştırmak için veya kelime işlemcilerde yeni paragrafa geçmek için kullanılır.
• Esc (Escape) tuşu işlemleri yarıda keser.
• Fonksiyon tuşları (F1-F12) belirli işlemleri çabucak yapar.
• Tab tuşu DOS ortamında imleci 5 karakter sağa kaydırır, kelime işlemcilerde paragraf girintisi için ve Windows'ta iletişim kutularında kullanılır.
• Caps Lock tuşu, büyük harf modunu açar/kapatır.
• Shift tuşu, harfleri büyütür veya rakam tuşlarının üstündeki özel karakterleri yazar.
• Ctrl ve Alt tuşları başka tuşlarla birlikte kullanılır (Ctrl+S kaydetme, Ctrl+Alt+Del bilgisayarı resetleme). -Alt Gr tuşu, Q klavyelerde Türkçe’ye özgü ç,ş,ü ve ö gibi harflere erişimi sağlar.
• Windows tuşu, Başlat menüsünü açar ve kısa yol tuşları için kullanılır.
• Sağ fare tuşu, Windows'ta sağ fare tuşu ile aynı görevi görür.
• Back Space tuşu, imlecin solundaki karakteri siler.
• Del (Delete) tuşu, imlecin sağındaki karakteri siler.
• İns (Insert) tuşu, ekleme/değiştirme modunu açar/kapatır.
• Home tuşu, satırın başına gitmeyi sağlar.
• End tuşu, satırın sonuna gitmeyi sağlar.
• Page Up tuşu, bir sayfa yukarı çıkmayı sağlar.
• Page Down tuşu, bir sayfa aşağı inmeyi sağlar.
• Pause tuşu, işlemi durdurur/devam ettirir.
• Print Screen tuşu, ekran görüntüsünü panoya kopyalar.
• İmleç tuşları, imleci hareket ettirir.
• Nümerik klavye, Num Lock ile rakam girişi veya imleç kontrolü sağlar. -Yeni klavyelerde Sleep/Stand-by (Bekleme) modu, Power (açma-kapama) gibi tuşlar da bulunabilir.
• Mouse (Fare)
• Mouse, sadece komut girişinde kullanılır (klavyeden farklı olarak).
• Mouse’un çalışabilmesi için programın mouse kullanımına uygun olması gerekir.
• Mouse altındaki bilye, göstergenin hareketini sağlar.
• Mouse genellikle sol elle kullanılır.

Yazıcı (Printer)

• Yazıcı, bilgileri kâğıda yazdıran bir elektronik ve mekanik birimdir.
• Nokta vuruşlu yazıcılar, bir satırda yazılan karakter sayısına göre ayrılır.
• 80 sütunluk yazıcılar 80 karakter yazarken, sıkıştırılmış olarak 132 karakter yazabilir.
• 136 sütunluk yazıcılar 132 karakter (normal) veya 236 karakter (sıkıştırılmış) yazabilir.
• Yazma kafasındaki iğne sayısına göre (9 veya 24) yazım kalitesi değişir.
• Hız birimleri CPS (Character Per Seconds) ile ifade edilir.
• Lazer yazıcılar, nokta vuruşlu yazıcılara göre daha kaliteli ve hızlıdır.
• Fotokopi makinelerine benzerler, sayfa sayfa basım yaparlar.
• Hız birimi PPM (Page Per Minute) ile ifade edilir.
• Mürekkep püskürtmeli yazıcılar, karakterleri mürekkep püskürterek yazarlar, renkli ve grafik basımında daha iyidir.
• Çiziciler (plotter), grafik çıktıları için kullanılır, renkli kalemlerle renkli çıktılar alınabilir ve mimarlık/mühendislik uygulamalarında kullanılır.
• Tarayıcı (scanner), fotoğraf, grafik ve yazıları bilgisayara aktarır, üzerinde değişiklik yapılabilir.
• Düz yazılar kelime işlem programları (OCR) ile değiştirilebilir.
• Masa üstü ve el tipi tarayıcılar mevcuttur, SCSI kartı veya paralel çıkışa bağlanır.
• Paralel çıkışlı tarayıcılar daha ekonomiktir.

Modem

• Modem, bilgisayarın telefon hatlarını kullanarak iletişim kurmasını sağlar (Modulation-demodulation kelimelerinden gelir).
• Sayısal veriyi analog veriye çevirerek gönderir, analog veriyi tekrar sayısal veriye çevirir.
• İnternet ve BBS gibi ağlara erişimi sağlar, faks gönderme/alma ve telesekreter özellikleri sunabilir.
• Harici modemler seri port ile bağlanır.
• Modemler, dahili (bilgisayar içine takılır, kart şeklindedir) veya harici (dışarıdan bağlanır, kablolu iletişim) olabilir.

İşletim Sistemleri ve Uygulamaları

• İşletim sistemleri, bilgisayar bilimlerinin temel konularından biridir ve bilgisayar sistemlerinin gelişimiyle paralel gelişmiştir.
• Kullanıcı ile bilgisayar arasında köprü görevi görür ve donanıma en yakın yazılım birimidir.
• Bilgisayar sisteminin dört temel bileşeni şunlardır: Donanım, sistem yazılımları, derleyiciler/uygulama yazılımları ve kullanıcı yazılımları.
• Merkezi işlem birimi (CPU), disk, yazıcı, disket, terminal gibi giriş/çıkış üniteleri donanım kısmını oluşturur.
• Yazılım, donanım birimlerini yönetir ve kullanıcıların işlerini yapmalarını sağlar. -Yazılım olmadan bilgisayar sadece elektronik kartlardan, kablolardan ve mekanik parçalardan oluşur.
• Bilgisayar sisteminin işlevleri yerine getirebilmesi için işletim sistemi ve diğer yazılımların yüklenmesi gerekir.

Bilgisayar Yazılımları İki Ana Grupta İncelenebilir

• Sistem Yazılımları (System Software): Bilgisayarın işletilmesini sağlar (işletim sistemi, derleyiciler).
• Uygulama Yazılımları (Application Software): Kullanıcıların işlerine çözüm sağlar (çek, senet, stok kontrol, bordro, kütüphane kayıtları).
• İşletim sistemi, bilgisayarın donanım ve yazılım kaynaklarını kontrol ettiği gibi, kullanıcılara ait uygulamaların çalıştırılmasını ve denetlenmesini de sağlar.
• Modern bilgisayar sistemleri birden fazla işlemci, gerçek bellek, saatler, terminaller, diskler, bilgisayar ağı (network) birimleri, yazıcı üniteleri, CD sürücüsü, disket ve teyp üniteleri gibi I/O ünitelerinden oluşmaktadır ve karmaşık bir yapıya sahiptir.

Katmanlı (Layered) Sistem Yapısı

• Programcıların donanımın karmaşık yapısından etkilenmemelerini sağlamak için yazılımlar katmanlar şeklinde düzenlenir.
• En alttaki katman donanımı oluşturur; elektronik mühendisleri donanımın mimarisiyle ilgilenirken, işletim sistemi ikinci katmanda yer alır.
• İşletim sistemi donanımın karmaşıklığını kullanıcıya yansıtmaz ve kullanıcıya daha elverişli bir ortam sunar.

İşletim Sistemi Olmasaydı

• İşletim sistemi olmayan bir bilgisayarda, "ZIPZIP" isimli bir oyun programını çalıştırmak için disketin takılı olup olmadığını, dönüp dönmediğini, doğru hızda dönüp dönmediğini, okuyucu kafasının nerede durduğunu, programın disket üzerindeki yerini, sürücünün kafasını uygun izin üzerine gönderip göndermediğini, izin başlangıç noktasının okuyucu kafanın altına gelmesini bekleyip beklemediğini kontrol etmek ve kayıtları okumak, belleğe taşımak, döngüsel olarak tekrarlamak ve tamamlanınca disket sürücüyü durdurarak programı çalıştırmak gerekecekti.

İşletim Sisteminin Rolü

• İşletim sistemi olan bir bilgisayarda, kullanıcının yapması gereken tek şey programın adını yazıp ENTER tuşuna basmak veya simgesine tıklamaktır; program dosyasının disket sürücüdeki yerinin bulunması, sürücünün denetlenmesi, kontrol devreleriyle gerekli konuşmaların yapılması ve kayıtların belleğe doğru bir şekilde aktarılmasını sağlamak tamamen işletim sisteminin sorumluluğundadır.

Uygulama Yazılımları

• İşletim sistemi üzerinde yer alan yazılımlara "Uygulama Yazılımları" denir (örneğin, derleyiciler, editörler, yararlı programlar, virüs temizleyen programlar, veritabanı yönetim sistemleri, bilgisayar ağı yazılımları).
• Ancak bu yazılımlar işletim sisteminin kendi öz parçaları değildirler.
• İşletim sistemi, donanım üreticisi olan veya sadece yazılım geliştiren özel bir firma tarafından yazılıp pazarlanan, bir bilgisayar sisteminin donanım ve yazılım kaynaklarını kontrol eden ve kullanıcıların kendi çözümlerini geliştirebildikleri ortamı hazırlayan bir sistem yazılımıdır.

İşletim Sistemi Tanımı

• İşletim sistemi, bütün genel amaçlı bilgisayarlarda çalışan programlardır ve bilgisayarlarda herhangi program çalıştırılmadan önce işletim sistemi ve programların ana belleğine (RAM) yerleştirilmeleri gerekir. -Bu işlem genellikle bilgisayar ilk açıldığı zaman otomatik olarak yapılır ve sabit diskteki (HD) işletim sistemi ana belleğe yüklenir.
• Beklenen her hizmet, donanım ve yazılım kaynaklarının uyumlu olacak biçimde birlikte işletilmesidir.
• Örneğin bir kullanıcı geliştirmiş olduğu uygulama programıyla örneğin yazı yazabilecek, yazıcıdan çıktı alabilecek ve programı işletebilecek.
• İşletim sistemi, bir bilgisayar sisteminde kullanıcı ile iletişim kurarak ve donanım ile yazılım nitelikli kaynaklarını kullanıcılar arasından paylaştırması ve yazılımların etkin bir biçimde kullanılmasını sağlayan sistem programları topluluğuna denir.
• İS (İşletim Sistemi), bilgisayar donanımı ile kullanıcı arasında arayüz görevini gören programlar topluluğudur bu programlarda kullanıcı bilgisayarda programlarını çalıştırabilecekleri ortamlar yaratıyor ve bunla beraber bilgisayarın daha etkin ve verimli bir biçimde kullanılmasını sağlıyor.

İşletim Sistemleri ve Ana Sorumlulukları

• Bütün işletim sistemleri yapısal ve işleyiş açısından farklılıklar göstermektedir.
• Genel olarak işletim sistemi: -Kullanıcı ile donanım arasında arabirimdir. -Karmaşık olan işlemleri bilgisayar sisteminde sıralı olacak bütün işlemleri doğru sırada yapılmasını sağlar. -Birimleri paylaştırır. -Bütün sistem kaynaklarını ve yetkisi olmayan erişimlerini önler. -Sistemin devamlı denetim altında olmasını sağlıyor ve güvenliğini oluşturur. -Kaynağın ne kadar kullanıldığın sürekli izler. -Kullanıcılara alt düzeydeki donamımın işleyişini hissettirmeden arkadaş bir ortam oluşturur. -Ayrıca bilgileri ikincil bellekte belli bir düzen içinde bulundurup kolay erişim sağlarlar.
• Bütün bu belirtilen fonksiyonlar işletim sisteminde bulunmak zorunda değildir üzerinde çalışacak donanıma göre değişecektir.Tek kullanıcılı bilgisayar sisteminde fonksiyonlardan sadece birkaçı bulunur.
• Modern ve genel olan bilgisayar sistemi, işlemci ve belleği kullanmak için bütün kontrol birimlerini (aygıt kontrolcüleri) omurgasında bulundurur. -Güç verilir ve Boot edilirse yükleme programı sistemin bütün birimlerini hazırlama pozisyonuna getirir.
• Başlatma programı onu belleğe yerleştirmelidir. İşletim Sistemi (Çekirdek) çekirdeğinden olmalıdır. Donanım ve yazılım kaynaklı olacaktır.
• En basit Kesinti (Interrupt)ile işletim sisteminin o sırada yapmakta kesintiyi yaratan işe aktarılır.Fonksiyon genellikle.

İşletim Sistemlerinde Temel Kavramlar

• Proses: İşletim sistemlerinde anahtar kavramlarındandır. Proses temel olarak "çalıştırılmakta bulunan bir programdır."
• Yukarıda bahsedildiği üzere bir "programın yönetimi" ne denir. Kaynak program durgun(dinamik olmayan) komut dizisidir.
• Genellikle ortam tekli kullanımına sahip olmasına rağmen, zaman içerisinde işletim sistemi ile ilgili olan prosesler devreye girebiliyor.
• Çok kullanıcı ve iş düzenine sahip sistemlerde aynı anda birden fazla işin yönetilmesi zordur.
• Dosyalar ile ilgili işlemleri yapmak ve bunlar ile alakalı bilgileri Dizinler' de düzenlemekle alakalıdır.
  • Prosesler ve dosyalar hiyerarşik bir çalışma içeriyorlar.
• İŞ; Bilgisayar Sisteminde İş bölümü gibi düşünebiliriz.
• Sunucu ve İstemci. -Genel eğilim çekirdek (kernel)en düşük düzeye indirip kullanıcıları etkileyecek programları geliştirmektir. Örneğin, istenen sonucu görmek için bir komut gönderilir (İstemci Proses'i ) ve veri sunucusunda (file Server) bilgiler toplanıp işlemciye gönderilir.
  • Kernel denilen sunucular arasında iletişimi işletim sistemi sağlar.
  • "dosya sunucusu,”proses sunucusu” ya da “bellek sunucusu” gibi bölümler yönetimi daha da kolaylaştırmıştır.
  • Örneğin sistemde meydana gelen arızadaki "file server"in çalışmasındak sorunun ortadan kalkmasıyla dosyada çıkan sorun ortadan kalkar.
• Terminal; Uç birimde bulunan sistemlerdir.
• Boot; İşletim sisteminde ki işlerin bitrilip sonlandırılması.
• Uyandırma Çağrısı; Bilgisayarın hareket halinde geçirdiği ilk program sistem donanımlarıdır.
• Sistemde hatalı olabilecek durumları kontrol eder ve sonuçlarını özel bir belleğe alır.
• Sabit sürücüsünü etkin hale getirirse işletim sisteminin ilk parçası olan önyükleyiciyi bulur.
• Ön Yükleyici: Sisteme yüklenen programlardan birisidir, alt kademe bilgisayar aksamlarını kontrol etttiğinden önemlidir.

İşletim Sistemleri'nin Tarihçesi

• İlk sayısal bilgisayar İngiliz matematikçi Charles Babbage tasarladı.
• 1. Nesil (1945.1955) makinelerde işletim sistemleri kullanılmıyordu.
• 1940'lı savaş yıllarında Harvard'da Howarard Aiken ,Princeton'da John Von Neumann ve Almanya'da daha birçok araştırmalarile vakumlar kullanılarak bazı makineler geliştirilebildi.
• Büyük makinelerin vakum tüplerinden yapılması günümüzdeki bilgisayarlara göre çok yavaş ve büyük miktardaydı.
• Makine tasarımını yapan programlayan hem işleten birimler aynı küçücük bir gruptu. Programlamalar makine diliyle yapılırdı.
• Sonraları 1950 lerin Kartlı makinelerin gelişimiydi. Programlar kartlara yazılarak makinelerin okuması sağlandı yine de diğer olaylar aynen devam etti.

2. Nesil İşletim Sistemler (1955-1965)

• Transistörlerin gelişmesi ile büyük bir devrim doğdu makineler daha üretilir hale geldi ve satılmaya başlandı bu yıllarda bilgisayar tasarımcıları ve operatörler ve üreticiler kesin olarak birbirinden ayrıldılar
• Makinelerin pahalı ve büyük olması sebebi ile devlet daireleri veya büyük sektör kuruluşları alabiliyordu.
• Programını her bir satırını karta yazarak operatöre verirlerdi. sonrasında çalıştırılırdı programın sonucu yazıcıdan yazdırılırdı.
• bu dönemde sağlanan değişiklik derleyici bantınıda her yükleme zorunluluğu vardı. bu nesil bilgisayarlar bilimsel ve mühendislik işleri için kullanılıyordu.

3. Nesil Işletim Sistemler (1965-1980

• Üretici firmalar 1960'lara kadar 2 farklı üretim çizgisinden ilerlemişlerdir.
• Bir tarafta Bilimsel alanlarda kulanılan bilgisayarlar vardı diğer taraftada bankacılık gıbi ticari işlerler ile uğraşan kuruluşlar da vardı.
• Yapısal ve mimari bakımdan en önemli yenilik transistor yerine entegre devreler kullanımasıydı. makineler küçülürken sıcaklık oldukça fazla azalıyordu.Kullanım açışından "multiprograming" tekniğinin önemi daha da arttı.
• Cpu tamamen boş kalıyordu belleklerde parçalanmalar yaşanıyordu bu sebeple Cpu'nun çalışma yükü azalıyordu.
• "Spooling" olanağı sayesinde kullanıcılar hiç beklemeden yazıları ,görselleri yazdırabiliyorlardı.
• Yine üçüncü nesil bilgisayarlarlar zamanda paylaşımlar oluyordu.(time-sharing)
• bu yazılım teknolojisi de cpu'nun eşit bir şekilde kullanılmasına olanak sağlamaktaydı.

4.Nesil (1980...)

• Yeni yeni entegre devrelerin gelişmeleri ile cpu tüm işlemlerini yapıyordu artık pc( personal computer) ler devri doğmuş oldu.
• Artık pc lerin gelişimi ile bilgisi olmayan kişiler dahi kullanabilir hale geldi.
• İki tane işletim sistemi ön plana çıktı ms-dos ve unix.

İşletim Sisteminin Başlıca Özellikleri

• Eğer bir işletim sistemi sadece ve sadece bir kullanıcığa izin veriyor ise bir grup çalışma sağlanılamaz bundan buna benzer ise bir kullanıcı aynı anda birden fazla program çalıştıramaz ise "çok görevlilik" (multitasking)özelliklerinin bulunması aranmalıdır
• İşte bunlar gibi işletim sistemlerinin kısmında bulunan veya kısma bulunan özellikleri özellikle en fazla konuşulan konuları oluşturuyor
• Yığın işletim, bilgisayar sistemlerinin verimini arttırmaktadır.

Etkileşimli İşlem

• Etkileşimli işlem dinemik biçinde yönetme ,uçların direkt eldi edilmesi sağlanır .
• O çalışma türünde bir işin çalışma süresinde monitör ve klavye ile etkili olabiliyor.

Online İşlem

• Veriler bilgisayara sistemine doğru biçimde aktarılıyorsa On-line processing denir

Monoprograming (tek İşdüzeni)

• İşletim sisteminin sadece bir programı çalıştırabilmesidir.
• Anca verimlilik düzeyi düşüktür.

Zaman Paylaaşımı

• işletim sisteminde zaman paylaşımı test ve tasarım sistemlerindede çokça görülür.