İşletim sistemi

İşletim sistemi (Operating System, OS)[1] ya da işletim dizgesi[2], bir bilgisayarın donanım kaynaklarını yöneten ve uygulama yazılımlarına hizmet sağlayan yazılımların bir bütünüdür. İşletim sistemleri, bilgisayarın donanımı ile uygulama yazılımları arasında bir köprü görevi görerek kullanıcıların sistemle etkileşim kurmasını sağlar. Öne çıkan örnekler arasında Microsoft Windows, macOS, GNU/Linux dağıtımları, Android ve iOS yer alır.

İşletim sistemlerinin kullanım alanı yalnızca kişisel bilgisayarlar, cep telefonları ve web sunucularıyla sınırlı değildir. Dijital işlevlere sahip neredeyse tüm cihazlar, örneğin motorlu taşıtlar, beyaz eşyalar, akıllı saatler gibi, kendi işletim sistemlerine sahiptir.

İşletim sistemleri, sahip oldukları işlevlerin genişliği ile değil, donanım kaynaklarını verimli kullanma yetenekleriyle değerlendirilmelidir. Modern işletim sistemleri, çoklu görev yönetimi, bellek yönetimi, dosya sistemleri ve kullanıcı arabirimi gibi kritik işlevleri yerine getirir ve cihazların performansını optimize eder.

1940'lı yıllarda elektronik dijital işletim sistemi dâhil hiçbir işletim sistemi yoktu. O zamanki elektronik sistemler, sıralı mekanik şalterler veya panolar üzerindeki kablolar ile çalışıyordu.[3] Örneğin, delikli kâğıt kartları verilerinden, bordro çeklerin askerî veya kontrollü baskı için balistik tablolar oluşturan özel amaçlı sistemleri elde edilmişti. Programlanabilir genel amaçlı bilgisayarlar icat edildikten sonra makine dilleri, (ikili rakam 0 ve 1 delikli kâğıt şerit üzerine dizeleri oluşturan) programlama sürecini hızlandırdı ve ardından tanıtıldı.[4]

Gerçek Zamanlı işletim sistemlerine örnek olarak, QNX gösterilebilir.

Gömülü işletim sistemleri, gömülü sistemlerde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Daha az özelliğe sahip PDA'lar gibi küçük makinelerde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu sistemlerin kaynakları sınırlı sayıda faaliyet göstermektedir. Bu sistemlerin tasarımı son derece verimlidir ve bu sistemlerde çok kompakt vardır. Windows CE ve Minix 3, gömülü işletim sistemlerinin bazı örnekleridir.

Bir işletim sistemi, kavramsal olarak üç grupta toplanabilecek bileşenlerden oluşmaktadır: kullanıcı arayüzü, komut satırı yorumlayıcısı ("kabuk") alt düzey sistem işlevleri ve bir çekirdek. Çekirdek, işletim sisteminin kalbidir. Adından da anlaşılabileceği gibi, "kabuk", çekirdeğin çevresini sarmaktadır. Donanımla iletişim kurmak çekirdeğin işidir.

Kimi işletim sistemlerinde kabuk ve çekirdek tümüyle ayrı bileşenlerken, kimilerinde bu ayrım yalnızca kavramsaldır.

Çekirdek tasarımları, yekpare (monolitik) çekirdekler, mikro-çekirdekler ve ekzoçekirdekler olarak üç ana gruba ayrılmaktadır. UNIX, Windows, MS-DOS gibi geleneksel ticari sistemler ve Linux gibi yaklaşımlar monolitik çekirdek kullanmaktadır. QNX, BeOS, Windows NT gibi yeni sistemlerin çoğu mikro çekirdek yaklaşımını kullanmaktadır. Araştırma amacıyla geliştirilen işletim sistemlerinin çoğu da mikro-çekirdek kullanmaktadır. Ekzo-çekirdekler ise henüz araştırma aşamasındadır.

1994 yılında Commodore International iflas ettikten sonra, Amiga kişisel bilgisayarlarının tüm hakları Amiga Inc'e kalmıştır. Amiga işletim sisteminin tekrar geliştirilebilmesi için, 2006 yılında PowerPC üzerinde uzmanlaşmış yazılım şirketi Hyperion Entertainment lisans vermiştir. Bir süre sonra, tüm haklar bu şirkete kalmıştır. AmigaOS, 4 ExecSG (Second Generation) çekirdeği üzerine kurulmuştur. AmigaOS, kurulduğu donanımdan maksimum performansı alan ve mükemmel birçok görevlilik (multitasking) özelliğine sahip olan, çok esnek bir işletim sistemidir. Commodore International; yazdığı AmigaOS 3.1 işletim sisteminin kaynak kodlarından devam ederek, günümüzde işletim sistemini 4.1 update 5 sürümüne kadar yükselmiştir. Çok yakında Hyperion Entertainment, yeni ve gelişmiş amiga donanımı olan Amigaone X1000 ile AmigaOS 4.2 'yi piyasaya sürmüştür.

GNU/Linux, UNIX benzeri bir işletim sistemidir. Bu işletim sistemi, bilgisayarlardan kol saatlerine kadar çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. GNU/Linux, Unix'e benzeyen, ancak tamamen orijinal kod ile ücretsiz ve açık kaynak bir işletim sistemi yaratmaya çalışan bir programcı kitlesi iş birliğidir. 1983 yılında Richard Stallman tarafından başlatılan GNU projesi ile 1991 yılında Linus Torvalds tarafından başlatılan çekirdek tasarımının birleşimidir. Bu nedenle Linux çekirdeği ve GNU yazılım koleksiyonunun kullanıldığı bu işletim sistemine GNU/Linux denmektedir. Bugün, dünyanın dört bir yanına yayılmıştır ve sürekli olarak gelişim içerisindedir.

GNU/Linux, açık kaynak koduna sahip ve özgür (free software) bir işletim sistemidir. Bu sistemde bir hata tespit edilirse, dünyanın herhangi bir yerindeki bir programcı çok kısa sürede bu sorunu çözebilmektedir. GNU/Linux işletim sistemi çok karmaşık programları bir arada açsa bile, bilgisayar sorunsuz bir şekilde çalışmaya devam edebilmektedir. İnternetten ücretsiz indirilebilmekte ve talimatlar takip edilerek bilgisayara kurulabilmektedir. Açık kaynak sürücüler çekirdek içine gömülü olduğu için tek tek kurulması gerekmemektedir. Ancak, bir sorun ile karşılaşılırsa veya kapalı kaynak sürücüler kullanılmak istenirse, geliştiricilerin yazdığı yazılımlar kullanılabilmektedir.

Tüm bunlara rağmen, tahmini hesaplar, GNU/Linux'un %1,1 oranlarında kişisel bilgisayarlarda kullanıldığını göstermektedir. Ancak GNU/Linux, sunucular ve gömülü sistemler tarafından yaygın olarak benimsenmiştir. GNU/Linux, birçok alanda Unix'in yerini almaktadır ve dünyada en güçlü 10 bilgisayarda kullanılmaktadır. Ubuntu, Android, Debian, Arch Linux, Pardus[6], GNU/Linux dağıtımlarına örnek verilebilir.

Eskiden son kullanıcı tarafında pek fazla etkili olmayan ve tercih edilmeyen GNU/Linux; son yıllarda Ubuntu, Linux Mint, Pardus, Fedora Linux gibi dağıtımlarla son kullanıcıya da hitap etmeye başlamıştır. Özellikle Ubuntu sayesinde çok fazla insan GNU/Linux'u tercih etmeye başlamıştır. Bunda Ubuntu'nun görselliğe önem veren politikaları ve diğer işletim sistemlerinde çok zorlanarak yapılabilecek masaüstü şovlarının (Compiz Fusion) son kullanıcıyı etkilemesi de önemli rol oynamıştır.

Linux dağıtımlarına Linux Mint ve Fedora Linux örnek verilebilir fakat dağıtımlar bunlarla sınırlı değildir.

MacOS, Apple şirketi tarafından geliştirilen ve pazarlanan kısmen özel, grafiksel bir işletim sistemidir. Yine Apple'ın 1984 yılında oluşturduğu ilk işletim sistemi olan MacOS'un son sürümüdür. Fakat MacOS 8 ve 9 sürümlerinin aksine, MacOS, NeXT şirketi tarafından geliştirilmiş bir teknoloji üzerine kurulmuş UNIX tabanlı bir işletim sistemidir.

İşletim sistemi ilk kez 2001 yılının Mart ayında, aşağıdaki bir masaüstü odaklı versiyonu (MacOS X v10.0) ile, MacOS X Server 1.0 olarak 1999 yılında piyasaya sürülmüştür. O zamandan beri, altı farklı "müşteri" ve MacOS X'in "server" sürümleri serbest bırakılmıştır. En son, Mac OS X 10.6 sürümü 28 Ağustos 2009 tarihinde kullanıma sunuldu.

Sunucu sürümü, MacOS Server mimari masaüstü muadili ile aynıdır. Ancak genellikle Macintosh sunucu donanımı Apple'ın hattı üzerinde çalışmaktadır. MacOS X Server, çalışma grubu yönetimi ve anahtar ağ hizmetlerine erişim sağlayan basitleştirilmiş yönetim yazılım araçları içermektedir. Bir posta aktarım arayüzü, LDAP sunucusu, bir alan adı sunucusu ve diğerleri dahildir.

Microsoft firması tarafından geliştirilmiş eski bir işletim sistemidir. Windows üretildikten sonra kullanımı azalmıştır. Şu anda sadece format atarken veya dosya kurtarırken kullanılmaktadır. İngilizce karşılığı "disk işletim sistemi"dir. Üretim amacı bu olmasına rağmen, daha sonra DOS ortamında çalışan birçok uygulama ve oyun üretilmiştir.

Ken Thompson, Dennis Ritchie ve Douglas McIlroy, Unix işletim sistemini kurmak için Bell laboratuvarlarında C programlama dilini tasarlamış ve geliştirmiştir. Bell laboratuvarlarındaki programcılar, modern dağıtılmış çevreler için düzenlenmiş Plan 9 ve Inferno'yu geliştirmeye devam etmişlerdir. Plan 9, başlangıçta ağ işletim sistemi olarak tasarlanmıştır. Ancak Unix daha sonra bu özellikleri tasarıma dahil etmiştir. Şu anda Lucent Kamu Lisansı altında piyasaya sunulmaktadır. Inferno, Vita Nuova Holdings tarafından satın alınmıştır. Ayrıca, GPL/MIT Lisansı altında piyasaya sunulmaktadır.

Microsoft Windows, kişisel bilgisayarlarda en çok kullanılan işletim sistemlerinden biridir.

Microsoft Windows, 1981 yılında eski MS-DOS işletim sistemi üzerine IBM PC eklentisi yapılarak piyasaya sürülmüştür. İlk olarak 1985 yılında yayımlanan Windows, kişisel bilgisayarların iş dünyasına hakim olmuştur. Windows XP ile başlanarak, tüm modern versiyonları Windows NT çekirdeği üzerine kurulmuştur. Şu anda en sık kullanılan Windows işletim sistemi Windows 10'dur. Windows 11, popülerlik olarak hâlâ Windows 10'un önüne geçememiştir.[7][8][9]

Windows işletim sistemi sürümleri tarihi:

BeOS (Be Operating System), Be Incorporated tarafından 1991 yılında piyasaya sürülmüş olan UNIX türevi bir işletim sistemidir. Kendine ait bir dosya sistemine (BeFS) sahiptir. İlk başta Apple için AT & T Hobbit tabanlı donanım üzerinde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Daha sonra, PowerPC tabanlı işlemciler üzerinde çalışacak şekilde adapte edilmiştir. BeBox için özel olarak geliştirilen BeOS, sonra diğer bilgisayarları da desteklemeye başlamıştır. BeOS multimedya, iş ve yüksek performans için geliştirilmiş bir işletim sistemidir. BeOS'un arayüzü temiz ve derli toplu olarak geliştirilmiştir. BeOS, kolay API programlama için C++ dilinde yazılmıştır. Büyük ölçüde POSIX uyumluluğu vardır. 2001 yılında Be Inc. ekonomik nedenlerden dolayı Palm'e satılmıştır. İsim ve telif haklarının da satılması nedeniyle ismi değiştirilmiş ve bir süreliğine açık kaynak kodlu şekilde OpenBeOS ismiyle devam etmiştir. Palm'ın telif hakları gereğince ismi değiştirilerek, bu işletim sistemi günümüzde Haiku OS olarak geliştirilmeye devam etmektedir.

Bir işletim sisteminin bileşenleri, hep birlikte bir bilgisayarın çalışmasını sağlamak üzere bir düzen içinde çalışmaktadır. Mâli veritabanılarından film editörlerine kadar bütün yazılımlar, fare/klavyeden internet bağlantısına kadar, belirli donanımları kullanmak için işletim sistemine ihtiyaç duymaktadır.