PowerPoint Sunusu

ISE 206
İŞLETİM SİSTEMLERİ
DR. TUĞRUL TAŞCI
Dersin Bilgisayar sistemlerinin temel
Amacı organizasyonunu tanımak
İşletim sistemlerinin ana
bileşenlerini öğrenmek
Çeşitli bilgisayar sistemlerini
genel özellikleriyle öğrenmek
Yaygın olarak kullanılan
işletim sistemlerini tanımak
Ders Kapsamı ve İşleyiş Planı
• Temel Bilgiler
• Bilgisayar Sistemi ve İşleyişi
• İşletim Sistemi Kavramları
•Büyük Depolama Yapısı
•Dosya Sistemi Ara Yüzü
•Dosya Sistemi İşleyişi
•Giriş-Çıkış Sistemleri
Depolama
Yönetimi
Proses
Yönetimi
• Proses ve Thread
• Senkronizasyon
• CPU Scheduling
• Deadlock
•Koruma
•Güvenlik
Koruma ve
Güvenlik
•Sanal Makineler
•Dağıtık Sistemler
İleri Konular
Bellek
Yönetimi
• Ana Bellek
• Sanal Bellek
•Linux
•Windows
•Tarihi Perspektif
Vaka
Çalışmaları
Giriş
Dosya Erişim Biçimleri
Sıralı Erişim
(Sequential Access)
Direk Erişim
(Direct/Relative Access)
• En çok kullanılan ve en
temel erişim biçimidir.
• Dosya içindeki veri birbiri
ardına işlenir.
• Örneğin derleyici
(compiler) programları
bu erişim biçimini
kullanır.
• Dosyadaki veri
bloklarının rasgele
okunması ya da
yazılmasına imkan veren
erişim biçimidir.
• Veritabanı dosyalarına
erişim çoğunlukla bu
yöntemle olur.
Diğer Erişim Biçimleri
• Genellikle direk erişimin
farklılaştırılmasında elde
edilen yöntemlerdir.
• Örneğin, dosyadaki veri
bloklarının diskteki
yerlerinin indekslenerek
okunması ya da çok
büyük boyutlu
dosyalarda, indeks
dosyalarının da
indekslenmesi ile
kullanılabilir.
Klasör İşlemleri
Klasör, dosyaların
organize edildiği
mantıksal birimdir.
İşletim sistemi,
dosyalar üzerinde
olduğu gibi klasörler
üzerinde de çeşitli
işlemlerin
yapılmasını
sağlayan
fonksiyonlara
sahiptir.
•Klasör İsimlendirme
•Klasör Oluşturma
•Klasör Silme
•Klasör Yedekleme
•Klasör Paylaşma
Çok kullanıcılı bir
işletim sisteminde,
dosya ve klasörlerle
işlem yapmak,
işletim sisteminin
konfigürasyonunda
tanımlı kullanıcı
yetkileri üzerinden
mümkün olur.
Kullanıcılar sahip
oldukları yetkilerle (
kendileriyle
paylaşılmış) bir
dosyaya ya da bir
klasöre erişim
sağlayıp bunlar
üzerinde işlem
yapabilir.
Uzak dosya
sistemlerinde, dosya
ya da klasör
erişimleri çoğunlukla
FTP, dağıtık dosya
sistemi ya da HTTP
üzerinden yürütülür.
Uzaktaki dosya ve
klasörlere FTP ile bir
istemci aracılığıyla
ulaşılırken, web
tarayıcı yazılımları ile
HTTP üzerinden
erişilir.
Dağıtık dosya
sistemlerinde ise,
uzaktaki bilgisayarın
klasörleri yerel
bilgisayar üzerinde
listelenir ve
erişilebilir.
Dosya Koruma ve Paylaşımı ile İlgili Hususlar
Bilgisayar sisteminde saklanan
veriler iki bakımdan koruma
altında tutulur.
•Fiziksel bozulmalara karşı koruma (
güvenilirlik – reliability)
•İzinsiz erişime karşı koruma (protection)
Dosyalarla ilgili Okuma,
Yazma, Çalıştırma, Veri
Ekleme, Silme, Listeleme, gibi
yetkiler mevcuttur.
Erişim Kontrolü
Güvenilirlik, genellikle
yedekleme ya da RAID gibi
yapılarla sağlanır.
Kopyalama, Taşıma,
İsimlendirme gibi işlemler de
kontrol altında tutulabilir.
İşletim sistemi, hangi
kullanıcının hangi dosya ile
ilgili ne tür yetkileri
olduğunu Erişim-KontrolListesinde (Access Control
List) tutar.
Bir erişim isteği olduğunda
ACL listesinden kontrol
yaparak işleme izin verir.
Çok fazla dosyanın
olduğu bir sistemde, böyle
bir listeye giriş yapılması ve
bu listeden okunması
performans üzerinde
olumsuz etki yapar.
Paylaşımlı
Kullanım
Erişim-Kontrol-Listesi
yerine, birçok işletim
sistemi bu listenin daha
kullanışlı bir şekli üzerinden
yetki kontrolü yapar.
Bu kullanımda, Oluşturucu
(Owner), Group (
Paylaşılan Kullanıcı
Grubu) ve Universe (
Diğer tüm kullanıcılar) ait
haklar tanımlanır.
Örnek: drwxrw-r--
Dosya
Sistemi
Yapısı ve
İşleyişi
Okuma
yazma işlemi
sonlandırılır.
F
Aygıt
•Sabit disk, monitör vb.
Gelen yüksek
seviyeli komut
isteğini donanım
komutuna
dönüştürür.
E
Giriş/Çıkış Sistemi
•Aygıt sürücüleri ve
kesme (interrupt)
yöneticilerini içerir
Okuma,
yazma isteği
uygun aygıt
sürücüsüne
yönlendirilir.
D
Basit Dosya Sistemi
•Sadece temel
komutları, uygun aygıt
sürücülerine bildirir.
Dosyanın mantıksal
blok adresi, fiziksel
blok adresine
dönüştürülerek C’ye
iletilir.
C
Dosya
Organizasyon
Sistemi
•Dosyalar ve onların
fiziksel ve mantıksal
blok adreslerine ilişkin
bilgiye sahiptir.
Dosya bilgileri,
verilerin yeri, ve
dosya izinleri,
B’ye iletilir.
B
Mantıksal Dosya
sistemi
•Dosya verileri dışındaki
tüm mantıksal dosya
yapısını saklar.
Okuma,
yazma isteği
oluşturulur.
A
Uygulama
Programları
Disk Alan Ayrımı Yöntemleri

Disklerin direk erişime imkan veren yapıları, dosya işlemleri için esneklik
sağlarken etkin ve hızlı erişim için disk alanının dosyalara nasıl ayrılacağı
problemini ortaya çıkarır.

Bitişik-Düzen alan Ayrımı

Bitişik-Düzen alan ayrımında, diskin sıralı blokları blok sayısı belirtilerek dosyalar
için ayrılır.

Bu yöntemde arama zamanı oldukça kısalmış olur.

Bu yöntemdeki temel dezavantaj ise yeni bir dosya için uygun boş alan bulma
işidir.

Diğer bir problem ise dosyalar (dosya boyutu değişken olabilir) için ayrılacak
alan miktarının belirlenmesidir.
Disk Alan Ayrımı Yöntemleri


Bağlantılı Alan Ayrımı

Bağlantılı alan ayrımında, bitişik-düzendeki uygun boş alan bulma problemi ortadan kaldırılır.

Bu yöntemde, fiziksel olarak diskin herhangi bir bölgesinde bulunan bloklar birbirlerine işaretçi (pointer)
aracılığı ile bağlanarak dosya verilerinin tutulmasında kullanılır.

Bu yöntemin temel dezavantajlarından birisi arama zamanını artırmasıdır.

Dosyadaki belli bir veriye ulaşmak için o verinin bulunduğu bloktan önceki tüm blokların taranması gerekir.

Bağlantılı alan ayrımındaki diğer bir problem ise veri güvenilirliği ile ilgilidir. İşaretçilerden herhangi birisine bir
şekilde erişim mümkün olmadığında veri güvenirliği kaybolur.

Ayrıca, işaretçiler için ayrıca alan ayırmak gerektiğinden diskin bir kısmı (yaklaşık %1) bunları saklamak için
kullanılır.
İndeksli Alan Ayrımı

İndeksli alan ayrımı, bağlantılı alan ayrımındaki problemlere çözüm getirir.

Bir dosyanın parçalarını tutan blokların adreslerini gösteren tüm işaretçiler bir indeks dizisinde toplanır,
böylece hızlı şekilde dosya bütünlüğü içinde verilere ulaşılabilir.
Dosya
Sistemi
Alan Ayrımı
Bitişik-Düzen
(Contiguous
Allocation)
Bağlantılı
(Linked
Allocation)
İndeksli
(Indexed
Allocation)
Diskteki Boş Alan Yönetimi

Diskteki boş alanların yönetimi Bit vektörü, Bağlantılı liste, Gruplama, Sayma
gibi farklı yöntemlerle yapılır.

Bit vektörü yönteminde boş olan blok için 0, olmayanlar için 1 kullanılarak
tüm bloklar işaretlenir.

Bağlantılı liste yönteminde, her boş blok için, bir sonraki boş bloğun
adresini gösterecek şekilde bir işaretçi kullanılır.

Gruplama yönteminde, n. boş blok ilk n-1 boş bloğun adresini tutacak
şekilde bir yapıya sahiptir.

Sayma yönteminde ise, bulunan ilk boş bloktan sonra sıralı şekilde boş
olan tüm blokların adresleri tutulur.
Uyumluluk Kontrolü – Yedekleme/Geri Alma
İşletim sistemlerinde mevcut klasör yapısını diskteki veri blokları ile karşılaştırarak uyumluluk
sorunlarını geren sistem programları bulunur.
( UNIX: fsck, WINDOWS: chkdsk )
Yedekleme(ba
ckup) ve geri
alma(restore)
işletim
sisteminin
sağlaması
gerekli
işlemlerdendir.
Bilgisayar
sisteminin
çökmesi
durumunda
daha önce
yedeklenmiş
olan veriler geri
alınabilir.
Yedekleme
için çoğunlukla
başka bir disk
ya da ortam
tercih edilir.
Yedeklemede
genellikle 2
şekilde yapılır:
1-tam
yedekleme, 2artan
yedekleme
Tam
yedeklemede
tüm dosyalar
yedeklenir.
Artan
yedeklemede
ise, bir önceki
yedeklemede
n sonra
değişen
dosyalar
yedeklenir.
Böylece
değişikliğe
uğramayan
dosyalar sürekli
kopyalanmaz.
Giriş Aygıtları
Fare
Joystick
Barkod
Okuyucu
Klavye
MIDI Klavye
Web Kamera
Tarayıcı
Mikrofon
Oyun
Direksiyonu
Dijital Kalem
Grafik Tablet
Çıkış Aygıtları
Projektör
Kulaklık
Hoparlör
Monitör
Yazıcı
Giriş & Çıkış Özelliğine Sahip Aygıtlar
Kulaklık Seti
Modem
Ethernet Kartı
Flash Disk
Çok Fonksiyonlu
Yazıcı
Dokunmatik
Ekran
Koruma ve
Güvenlik
İşletim sistemi, koruma ve güvenlik kapsamında,
yetkisiz erişim, zararlı yazılımların sistemi çalışmaz
hale getirmesi veya veri değiştirmesi, uyumsuz veri
girişini önleme işlemlerini yürütür.
Yetkisiz erişimi engellemede, işletim sistemi, kullanıcı
ya da proseslerin nesnelere ( dosya ya da klasör )
erişim yetkilerinin tanımlandığı bir tabloyu kullanır.
Bu tabloya göre D4 kullanıcısı F1 nesnesi üzerinde
okuma ve yazma işlemi yapabilirken F2 nesnesi
üzerinde hiçbir yetkiye sahip değildir.