İŞLETİM SİSTEMLERİ-ÖNEMLİ NOTLAR -1-

ÇOK DÜZEYLİ KUYRUKLAR

1-Bellek büyüklüğü önceliği ve proses türüne göre birbirinden farklı her işlem için ayrı bir hazır kuyruğu bulunmaktadır.

2-Prosesler bu bilgilere göre kalıcı olarak bir kuyruğa atanmaktadır.

3-Her kuyruğun kendine ait bir iş sıralama algoritması bulunur.

ÇOK DÜZEYLİ GERİ BESLEMELİ KUYRUKLAR

1-Prosesler işlemci kullanımlarına kuyruklara yerleşir

2-Her işlemci kullanımında diğre kuyruğa alınır

3-Çok düzeyli kuyrukta işlemler FIFO ile dönüşümlü sıralamanın hibrit yapısı gibidir.

PETRI NETLER

1-Bilgi akışında sistemlerin kontrollerinde ve aynı anda gerçekleşen aktivitelerin olduğu sistemlerin analizinde de ölümcül kilitlenmenin sezilmesi ve giderilmesi için uygulanana yöntemdir.

ÖLÜMCÜL KİLİTLENME

1-Çok prosesli ortamlarda prosesler bellek alanı cpu kullanımı dosyalar giriş çıkış birimlerigibi sonlu sayıdaki kaynaklar için yarışırlar.Bir proses kaynak alamadığında bekleme durumuna geçer.Kaynağı elinde bulunduran diğer proseste bekleme durumunda olabilir.Bu durumda kaynağı bırakamaz ve kaynağı bekleyen proses bekleme durumunda kalır.Yani ölümcül kilitlenme kaynakları paylaşan ve haberleşen proseslerin sonsuza kadar bekleme durumunda kalıp bloke olmasıdır.

Prosesler elindeki kaynakları bırakmadan başka kaynak isterlerse ölümcül kilitlenmeye neden olabilirler.

BİR İPLİK OLUŞTURUP 1 SN SONRA SIGKILL SİNYALİNİ GÖNDERECEK C++ PROGRAMI

#include <iostream>
#include <signal.h>
using namespace std;

void *iplik_islemi( )
{
    while(1)
         cout<<"BEN İPLİK"<<endl;

}
int main( ){
     pthread_t iplik;
     pthread_create(&iplik,NULL,iplik_islemi,NULL);
     sleep(1);
     pthread_kill(iplik,SIGKILL);
     pthread_join(iplik,NULL);



}

KENDİSİNE kill( ) SİSTEM ÇAĞRISIYLA SIGKILL KOMUTUNU GÖNDERİP SONLANAN C++ PROGRAMI

#include <iostream>
#include <signal.h>
using namespace std;

int main( ){
    kill(getpid( ),SIGKILL);
    cout<<"SİNYAL GÖNDERİLDİ..."<<endl;


}

SIGINT İLE CTRL+C KOMUTUNU YAKALAMAK (C++,İSLETİM SİSTEMLERİ)

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <windows.h>
using namespace std;
void Sinyal_Yakala(){
    cout<<"Sinyal Yakalandi..."<<endl;
}

int main()
{
    while(true){
    if( signal(SIGINT,Sinyal_Yakala)==SIG_ERR)
cout<<"Sinyal Yakalanamadı..."<<endl;

}
}

BİR İPLİK OLUŞTURAN VE BU İPLİĞİN SONLANMASINI pthread_join( ) SİSTEM ÇAĞRISIYLA BEKLEYEN İPLİK(C++,İSLETİM SİSTEMLERİ)

#include <iostream>
#include <pthread.h>
using namespace std;
void *iplik_islemi(){
    Cout<<"Iplik"<<endl;
}
int main() {
    pthread_t iplik;
    pthread_create(&iplik,NULL,iplik_islemi,NULL);
    cout<<"İpliğin sonlanmasını bekle"<<endl;
    pthread_join(iplik,NULL);
    cout<<"İplik Sonlandı";

}

wait( ) Sistem Çağrısı İle Çocuk Prosesi Bekleme (C++,İSLETİM SİSTEMLERİ)

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
using namespace std;

int main( ){
   pid_t pid;
   int statu; //Çocuk prosesin sonlanma değeri
   pid= fork( );
   if(pid==0)
      cout<<"Ben Cocuk Proses"<<endl;
   else
      {
       cout<<"Ben Anne Proses Bekledim..."<<endl;
       wait(&statu);
}


}

clone( ) Çağrısı İle Yeni Proses Oluşturma (C++,İSLETİM SİSTEMLERİ,LİNUX)

#include <sched.h>

#include <stdlib.h>

#include <stdio.h>

#include <malloc.h>

#define STACK_SIZE 1024

int new_process (){

    cout<<"My new process..."<<endl;

    return 1;

}

int main( )

{

    int pid;

    void *stack; //Cocuk prosesin yığın işaretçisi

    stack=malloc(STACK_SIZE); //Bellek alanı alma

    if(stack==0){

       cout<<"Bellek tahsis hatasi"<<endl;

       exit(1);

    }

pid=clone(&new_process,(char*) stack+STACK_SIZE,0,0);//clone-->>İle yeni proses oluşturuldu...

pid=waitpid(pid,NULL,0);//Wait a child process

cout<<"CHILD PROCESS ENDED..."<<endl;

free(stack); //Belleği Bırak

}

fork( ) Sistem Çağrısı ve Yeni İplik Oluşturma Çağrısı(C++,İŞLETİM SİSTEMLERİ)

#include <iostream>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

using namespace std;

int main(){

   pid_t pid;

   pid=fork();

   if(pid==0)

     cout<<"Merhaba ben cocuk proses"<<endl;

   else

     cout<<"Merhaba ben anne proses"; 

}

//Şimdide yukarıda oluşturduğumuz prosese bir iplik ekleyelim

#include <iostream>

#include <pthread.h>

using namespace std;

void *iplik_islemleri(void *i)

{

   cout<<"İplik çalışmaya başladı..."<<i<<endl;

}

int main(){

//İplik bilgilerini saklamak için pthread_t tipinde bir değişken

pthread_t iplik;

int iplik_no,i=1;

iplik_no=pthread_create(&iplik,NULL,iplik_islemleri,(void*)i);

//iplik oluşturuldu...

//ipliğin sonlanmasını bekliyoruz...

pthread_join(iplik,NULL);

}

SİSTEM ÇAĞRILARI PROSES VE İPLİK YÖNETİM ÇAĞRILARI -4-

4-YÜRÜTME ÇAĞRILARI
   Yürütme işlemleri exec() grubu çağrıları ile gerçekleşir.<unistd> kütüphanesi gerekir.


ÖRNEK

   execl() sistem çağrısını kullanarak aynı dizideki kodu verilen merhaba.cpp programının çalıştırılabilir hali olan merhaba isimli dosyayı çalıştıracak kod parçasını yazalım.

#include <iostream>
using namespace std;
int main()

{

cout<<"Merhaba..."<<endl;
}
#include <iostream>
#include <unistd.h>
using namespace std;
int main()
{

execl("merhaba","meraba",NULL);
}
5-KONTROL GRUBU ÇAĞRILARI
  brk(void *veri_bolum_bitisi) ve setsid() çağrıları prosesler için özellik ayarlama çağrılarıdır.(<unistd.h>)

Proseslerin bellekleri 3 kısımdan oluşur.Bunlar işlemcinin temel bellek kesimleriyle aynı mantıkta bölümlü bir yapıdadır.

İlk kısım ---Program kodunun olduğu kod kesimi

İkinci kısım---Verilerin ve değişkenlerin yer aldığı veri kesimi

Üçüncü kısım---Yığının yer aldığı yığın kesimidir.

*******************************************************************************
ÖRNEK

setsid() sistem çağrısını kullanarak kendi SID sini belirleyen bir çocuk prosesin C++ kodunu yazalım.

#include <iostream>
#include <unistd.h>

int main (int argc,const char *argc[])
{

pid_t pid,sid;
pid=fork(); //Forklayarak ana prosesten ayrılıyoruz.
if(pid>0)
{
cout<<"Ana proses çıkar..."<<endl;
return 0; //ana prosesi sonlandırdık
}
sid=setsid(); //Kendi SID imizi oluşturup yetim proses olmaktan kurtuluyoruz.
sleep(5);
cout<<"BITIS..."<<endl;
return 0;

}

SİSTEM ÇAĞRILARI PROSES VE İPLİK YÖNETİM ÇAĞRILARI -3-

exit(int statu) sistem çağrısı çalışan bir prosesin bitiminde kullanılır.Kütüphanesi <stdlib.h> tır.

Çıkış durumunu gösteren statu parametresi aynı zamanda waitpid() sistem çağrısına parametre olarak döner.

statu parametresinin düşük değerlikli baytı 0 ise normal sonlanma 0 dan farklı bir değer ise hata ile sonlanma anlamına gelir.Yüksek değerlikli ise çocuk prosesin çıkış durumudur.

ÖRNEK

#include <iostream>
#include <stdlib.h>
using namespace std;
int main()
 {
cout<<"CALISAN PRO..."<<endl;

exıt(EXIT_SUCCESS);

cout<<"Bu kod çalışmadı...";

}

pthread_join(pthread_t iplik,void **deger) çağrısı ,ilk parametrede belirtilen ipliğin sonlanmasını beklemek için kullanılmaktadır.<pthread.h> başlık dosyasında tanımlıdır.

ÖRNEK
#include <iostream>
#include <pthread.h>
using namespace std;
void *iplikislemi(){
cout<<"IPLIK"<<endl;



}
int main()
{
pthread_t iplik;

pthread_create(&iplik,NULL,iplikislemi,NULL);
cout<<"ipliğin sonlanmasın bekle !!! "<<endl;
cout<<"Iplik sonlandı..."<<endl;

}

pthread_exit(void *ptr) ise ipliğin sonlandırma çağrısıdır.,<pthread.h> başlık dosyasında tanımlıdr.


ÖRNEK :
Bir iplik oluşturup bu ipliğin pthread_exit() sistem çağrısıyla sonlandığı iplik ve ana program kodlarını yazalım.

#include <pthread.h>
#include<iostream>
using namespace std;
void *iplik_islem()
{
cout<<"Iplik islemi"<<endl;
pthread_exit(0);

}

int main()
{
pthread_t iplik;

pthread_create(&iplik,NULL,iplik_islemi,NULL);
pthread_join(iplik,NULL);


}

SİSTEM ÇAĞRILARI PROSES VE İPLİK YÖNETİM ÇAĞRILARI -2-

3-BEKLEME VE SONLANMA ÇAĞRILARI

   Proseslerin bekleme ve sonlanma çağrıları : wait(),waitpid() ve exit() tir
   İpliklerde ise pthread_join ve pthread_exit kullanılır.

wait(int *statu) ve waitpid(pid_t pid,int *statu,int secenekler) çağrıları için <sys/types.h> ve <sys/wait.h> kütüphaneleri gerekiyor.

waitpid() çağrısı kullanılarak istenen bir çocuk prosese özel veya çok çocuklu bir yapı için herhangi bir çocuk prosesin bitişi beklenebilir.

Eğer özel bir proses beklenecekse o prosesin proses tanımlayıcı numarası(pid) ilk parametre olarak girilir.Herhangi bir çocuk prosesin sonlanması beklenecekse -1 değeri girilir.

Proses sonlandığında waitpid() in ikinci parametresi olan ve adres değeri alan statü değişkeni sonlanan çocuk prosesin çıkış değerini alır.

waitpid() çağrısının son parametresi olan özellikler ise 0 veya OR larla değerler alabilir.

WNOHAN,WUNTRACED,WCONTINUED...

ÖRNEK

Bir anne ve çocuk proses oluşturup anne prosesin çocuk prosesin sonlanmasını wait çağrısı ile beklediği programı yazalım.

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
using namespace std;
int main()

{
pid_t pid; //Fork çağrımızda geri dönüş değeri için

int statu; //Çocuk prosesin sonlanma değerinin alınması için

pid=fork(); //Çocuk prosesi oluşturduk.
if(pid==0)
cout<<"Merhaba la ben çocuk proses nasılsın"<<endl;
else{
cout<<"Selam ben anne proses"<<endl;
wait(&statu); //Prosesin bitmesini bekliyoruz.
}


}
ÖRNEK 2

Bir anne ve çocuk proses oluşturup anne prosesin çocuk prosesin çocuk prosesin sonlanmasını waitpid() çağrısı ile beklediği programı yazalım

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
using namespace std;
int main()
{
pid_t  pid ,  pid_w ; //fork() ve waitpid() çağrıları için
int statu;
pid=fork();
if(pid==0)
cout<<"Ben Çocuk..."<<getpid()<<endl;
else
{
cout<<"Ben anne proses , çocuğumu beklicem tmm mı"<<endl;
pid_w=waitpid(pid,&statu,0);
//Çocuğun sonlanmasını bekliyor
cout<<"Sonlanan..."<<pid_w<<endl;  //Sonlanan prosesin PID si yazdırılıyor

}

}

PROCESSLER İLE THREADLER ARASINDAKİ FARKLAR

1-Threadler, onu oluşturan işlemin adres alanını paylaşır; processler kendi adres alanlarına sahiptir.

2-Threadler, işlemin veri bölümüne doğrudan erişime sahiptir; Processler üst işlemin veri bölümünün kendi kopyaları vardır.

3-Threadler, süreçlerinin diğer konuları ile doğrudan iletişim kurabilir; Processler kardeş süreçlerle 

iletişim kurmak için süreçlerarası iletişim kullanmalıdır.

4-Threadler neredeyse hiç yük taşımıyor; Processler hatırı sayılır bir yükü var.

5-Threadler kolayca oluşturulur; Yeni süreçler üst Processin çoğaltılmasını gerektirir.

6-Threadler, aynı işlemdeki iş parçacıkları üzerinde önemli denetime sahip olabilir; Processler yalnızca çocuk süreçleri üzerinde kontrol sahibi olabilirler.

7-Ana threadler değişiklikler (iptal, öncelik değişikliği, vb.) Işlemin diğer threadlerinin davranışını etkileyebilir; Üst processteki değişiklikler alt processleri etkilemez.

http://stackoverflow.com/questions/200469/what-is-the-difference-between-a-process-and-a-thread Sitesinden çevrilmiştir

SİSTEM ÇAĞRILARI PROSES VE İPLİK YÖNETİM ÇAĞRILARI -1-

   Bu çağrılar proses ve iplik oluşturma , bekleme ,sonlandırma , yürütme,ayarlama,bilgi alma ve hata ayıklamayı sağlayan çağrılardır.

Yeni proses oluşturma --->fork()

Yeni iplik oluşturma --->pthread_create(...)

İplik bekleme çağrısı--->pthread_join(...)

Proses bekleme çağrısı --->wait()

Proses sonlandırma çağrısı --->exit(int statu)

Prosesin ID --->getpid()

Anne prosesinin ID si --->getppid()

Kullanıcı ID si--->getuid()

1-YENİ PROSES OLUŞTURMA ÇAĞRILARI

   fork() sistem çağrısı yeni bir proses oluşturur ,kullanılabilmesi için <sys/types.h> ve <unistd.h>
başlık dosyaları program koduna eklenmelidir.Oluşan proses çocuk proses oluşturan ise annedir.

Bu çağrı kullanıldığını anne prosesin birebir kopyası olan bir çocuk proses oluşur.

Anne prosesteki tüm değişkenleri ve kod çocuk prosese kopyalanır her ikisi fork() çağrısından sonraki işlemi yapmaya çalışır.

Fakat ikisinin farklı islemler yapabilmesi için hangi prosesin anne hangi prosesin çocuk olduğu bilinmelidir.

fork() çağrısı çocuk prosese 0 ,anne prosese ise çocuk prosesin tanımlayıcı numarasıyla döner.

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
using namespace std;
int main()

{
pid_t pid; //Dönüş tipimiz
pid=fork(); //Yeni proses oluşturuluyor.

if(pid==0)
   cout<<"Ben Cocuk"<<pid<<endl;
else
cout<<"Ben Anne"<<<pid<endl;

}
2-YENİ İPLİK OLUŞTURMA ÇAĞRISI
  pthread_create(pthread_t sınırlanan iplik,const pthread_attr_t sınırlanan ozellik,void*(*fonksiyon)(void*),void *restrict arg) çağrısı, yeni iplik oluşturmak için kullanılır.

Bu çağrı <pthread.h> kütüphanesi ile kullanılır.

İlk parametresi pthread_t tipinde bir iplik değişkeni

İkinci parametresi özellikleri ve NULL

Üçüncü parametre ipliğin çalıştıracağı fonksiyonu belirten işaretçidir.

Son parametre ise bu ipliğe gönderilecek parametrelerdir.

Derleme aşamasında lpthread opsiyonu belirtilmelidir.

Yukarıdaki proses örneğine iplik ekleyen C++ programını yazalım
  #include <iostream>
#include <pthread.h>
using namespace std;

//İpliğimizin 3.parametresi burada çalıştırmak istediğimizi foksiyonumuzu yazıyoruz
//Asal sayı hesabı olabilir,üslü sayısılarda işlemler olabilir,o sizin keyfinize kalmış artık :)
void *iplik_islemleri(void *i)
{
cout<<"Merhaba ben işaretçi fonksiyonunuzum"<<(int) i<<endl;
}
int main()
{
int iplik_no,i=1;
pthread_t iplik;  //İplik bilgilerimizi tutacak.

iplik_no=phtread_create(&iplik,NULL,iplik_islemleri(*i),(void*)i); //İpliğimizi oluşturuldu

pthread_join(iplik,NULL);
//İpliğimiz sonlanana kadar bekliyor
}

İŞLETİM SİSTEMLERİ SİSTEM ÇAĞRILARI 1

  Kullanıcı programları ile işletim sistemleri arasındaki arayüz işletim sistemleri tarafından desteklenen genişletilmiş komut setiyle sağlanır.Bu komut setine SİSTEM ÇAĞRILARI denir.

İşletim sistemlerinde komutların yürütüldüğü iki farklı uzay bulunur.Bunlardan ilki KULLANICI UZAYI,diğeri ise ÇEKİRDEK UZAYIDIR.

Sistem çağrıları veya bu çağrılara ulaşan komutlar dışındaki tüm komutlar kullanıcı uzayında yürütülür.

Kullanıcı,kullanıcı modunda bir komut işleyeceği zaman bu çekirdek modunda sistem çağrısıyla yapılır.

Sistem çağrısı yapan yazılım işletim sisteminin çekirdeğine yürütmek üzere çağrıda bulunur.

Sistem çağrısının yürütülmesinin ardından kullanıcı uzayına geri dönülür.
.
Çekirdekte bu yürütme işlemine tuzak(TRAP) adı verilir.

İşletim sistemine göre sistem çağrılarının yazım stilleri,kullanımları ve parametreleri değişebilir fakat özellikleri aynıdır.

Günümüzde UNIX,Linux,MINIX,Solaris ve BSD POSIX standardını destekleyen işletim sistemleridir

UYGULAMA--->SİSTEM ÇAĞRISI YAP
--->(SİSTEM ÇAĞRISI(ÇEKİRDEK UZAYINDA)) --->SİSTEM ÇAĞRISINDAN DÖNÜŞ
DİĞERLERİ KULLANICI UZAYINA AİTTİR.

Sistem Çağrılarının Sınıflandırılması

-PROSES VE İPLİK YÖNETİMİ

-SİNYALLEŞME

-DOSYA VE DİZİN YÖNTEMİ

-GÜVENLİK VE ZAMAN YÖNETİMİ

İŞLETİM SİSTEMİ YAPILARI

-YAPILARINA GÖRE İŞLETİM SİSTEMLERİ
-GERÇEKLEŞTİRDİKLERİ İŞLEMLERE GÖRE İŞLETİM SİSTEMLERİ

1)YAPILARINA GÖRE İŞLETİM SİSTEMLERİ

A)BASİT (MONOLİTİK CEKİRDEK)

B)MİKRO CEKİRDEK (MİCROKERNEL)

C)HİBRİT CEKİRDEK

D)MODÜLER

E)SANAL MAKİNELER (VİRTUAL MACHİNES)

F)DIŞ CEKİRDEK (EXOKERNEL)

G)KATMANLI YAPI

H)SUNUCU-İSTEMCİ YAPISI

2)GERÇEKLEŞTİRDİKLERİ İŞLEMLERE GÖRE İŞLETİM SİSTEMLERİ

A)ANAÇATI (MAİNFRAME) SİSTEMLER

B)SUNUCU SİSTEMLERİ

C)ÇOK İŞLEMCİLİ SİSTEMLER
   
    C-1)ASİMETRİK ÇOKLU İŞLEMCİLİ SİSTEMLER
    C-2)SİMETRİK ÇOKLU İŞLEMCİLİ SİSTEMLER

D)KİŞİSEL BİLGİSAYAR İŞLETİM SİSTEMİ
 
    D-1)TEK KULLANICILI TEK İŞLEMLİ SİSTEMLER
    D-2)TEK KULLANICILI ÇOK İŞLEMLİ SİSTEMLER
    D-3)ÇOK KULLANICILI SİSTEMLER

E)GERÇEK ZAMANLI SİSTEMLER
 
    E-1)KATI GERÇEK ZAMANLI SİSTEMLER
    E-2)ESNEK GERÇEK ZAMANLI SİSTEMLER

F)KÜMELENMİŞ SİSTEMLER
 
    F-1)ASİMETRİK KÜMELENMİŞ
    F-2)SİMETRİK KÜMELENMİŞ

G)DAĞINIK SİSTEMLER

H)GÖMÜLÜ SİSTEMLER

I)AKILLI KART SİSTEMLERİ

İŞLETİM SİSTEMLERİNE GİRİŞ

1)LİNUX İŞLETİM SİSTEMİ

    Linux işletim sistemi çekirdek ve sistem çağrıları olmak üzere ikiye ayrılır.İşletim sisteminin uygulama yazılımları , bazı sistem yazılımları ve kabuk ile olan arayüzüne sistem çağrıları denir.Sistem yazılımlarının uygulama yazımlımlarından farklı olarak çekirdek aracılığıyla donanıma erişimi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.


2)WİNDOWS İŞLETİM SİSTEMİ

    Aşağıdaki şekilde yer alan Windows işletim sistemi çekirdek, NT sistem servisleri ve
API(Application Programming Interface - Uygulama Programlama Arayüzü) kısımlarından oluşmaktadır.


    Windows işletim sisteminde kabuk, bazı sistem programları ve uygulama yazılımları API aracılığıyla işletim sistemine ulaşır.Windows ortamında sistem çağrılarına karşılık gelen kavram NT sistem servisleridir.Bu servislere ancak windows sürücü geliştirme kitleri(WDDK) ile doğrudan ulaşılabilir.Bu konumda geliştirilen yazılımlar, Sistem yazılımları kategorisindedir.Son olarak çekirdek aracılığıyla yine sistem yazılımı olan fiziksel donanıma ulaşmak mümkündür.Bir çok veri tabanı geliştirme yazılımı veri ortamının yönetilmesi ve güvenliğini doğrudan çekirdeğe ulaşım ile kendisi sağlamaktadır.