Yarım asırdan fazla bir süredir çeşitli işletim sistemleri geliştirilmiştir ve bu sistemlerin hepsi geniş çapta tanınmış değildir. Aşağıda, bu sistemlerden dokuzu kısaca ele alınacak Bu sayede, işletim sistemlerinin evrimi ve çeşitliliği hakkında daha kapsamlı bir bilgi edinme fırsatı bulunacaktır.
Mainframe İşletim Sistemi
Ana bilgisayarlar, genellikle büyük kurumsal veri merkezlerinde bulunan ve oda büyüklüğünde olan bilgisayarlardır ve bu sistemler, kişisel bilgisayarlardan çok daha yüksek I/O kapasitesine sahiptir. Örneğin, 1000 diskli ve milyonlarca gigabayt veri kapasiteli bir ana bilgisayar sıra dışı değildir. Ana bilgisayar işletim sistemleri, aynı anda çok sayıda işlemi yönetmeye odaklanır ve genellikle üç tür hizmet sunar: toplu işlem, işlem işleme ve zaman paylaşımı. Toplu işlem sistemleri, etkileşimli bir kullanıcı olmadan rutin işlemleri işler; örneğin bir sigorta şirketinde talep işlemleri veya bir mağaza zinciri için satış raporlamaları bu modda yapılır. İşlem işleme sistemleri, bankalarda çek işleme veya havayolu rezervasyonları gibi küçük isteklerin büyük sayılarını hızla işler. Zaman paylaşımı sistemleri ise birden fazla uzaktan kullanıcının bilgisayarda eş zamanlı olarak işlem yapmasına, örneğin büyük bir veritabanını sorgulamasına olanak tanır. Ana bilgisayar işletim sistemleri genellikle bu işlevlerin hepsini gerçekleştirebilir; OS/390 gibi sistemler bunlara örnektir. Ancak, ana bilgisayar işletim sistemleri zamanla UNIX varyantları gibi sistemlerle değiştirilmektedir.
Server İşletim Sistemi
Sunucu işletim sistemleri, kişisel bilgisayarlar, iş istasyonları veya ana bilgisayarlar gibi çeşitli sunucu türlerinde çalışır ve çok sayıda kullanıcının ağ üzerinden eş zamanlı olarak donanım ve yazılım kaynaklarını paylaşmasını sağlar. Sunucular, baskı, dosya veya web hizmetleri gibi çeşitli servisler sunabilir. İnternet sağlayıcıları, müşteri desteği sağlamak ve web siteleri, web sayfalarını depolamak ve gelen istekleri yönetmek için çok sayıda sunucu kullanır. Yaygın sunucu işletim sistemleri arasında Solaris, FreeBSD, Linux ve Windows Server 201x bulunur.
MultiProcessor İşletim Sistemi
Çok işlemcili sistemler, birden fazla CPU’nun tek bir sistemde birleştirilmesiyle oluşturulan ve büyük ölçüde hesaplama gücü sağlayan yapılardır. Bu sistemler bağlantı biçimlerine ve paylaşılan öğelere bağlı olarak paralel bilgisayarlar, çoklu bilgisayarlar veya çok işlemciler olarak adlandırılır. Özel işletim sistemlerine ihtiyaç duyarlar; bu sistemler genellikle sunucu işletim sistemlerinin iletişim, bağlantı ve tutarlılık için özel özelliklerle modifiye edilmiş versiyonlarıdır. Kişisel bilgisayarlarda çok çekirdekli çiplerin yaygınlaşmasıyla, geleneksel masaüstü ve dizüstü işletim sistemleri de küçük ölçekli çok işlemcileri desteklemeye başlamıştır ve çekirdek sayısı zamanla artacaktır. Çok işlemcili işletim sistemleri üzerine yapılan yıllar süren araştırmalar sayesinde bu sistemlerin kullanımı zor olmamalıdır; ancak, uygulamaların bu hesaplama gücünden tam olarak yararlanabilmesi zor olabilir. Windows ve Linux gibi birçok popüler işletim sistemi çok işlemcili sistemlerde çalışabilmektedir.
Kişisel Bilgisayar İşletim Sistemi
Kişisel bilgisayar işletim sistemleri, modern versiyonları genellikle açılışta onlarca programın başlatılmasını destekleyen çok programlama özelliğine sahiptir. Bu sistemlerin temel amacı, tek bir kullanıcıya iyi bir destek sağlamaktır. Kelime işlem, elektronik tablolar, oyunlar ve internet erişimi gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Linux, FreeBSD, Windows 7, Windows 8 ve Apple’ın OS X’i gibi işletim sistemleri, kişisel bilgisayar kullanıcıları arasında o kadar yaygındır ki, genellikle fazla bir tanıtıma ihtiyaç duymazlar. Gerçekten de birçok kişi, başka tür işletim sistemlerinin var olduğunun bile farkında değildir.
Handheld Bilgisayar İşletim Sistemi
Elektronik cihazlar küçüldükçe, tabletler, akıllı telefonlar ve diğer taşınabilir bilgisayarlar gibi daha küçük sistemlere ulaşıyoruz. Başlangıçta PDA (Personal Digital Assistant) olarak bilinen taşınabilir bilgisayarlar, elde tutularak kullanılabilen küçük boyutlu bilgisayarlardır. Akıllı telefonlar ve tabletler bu kategorinin en bilinen örnekleridir. Görüldüğü üzere, bu pazar şu anda Google’ın Android ve Apple’ın iOS sistemleri tarafından domine ediliyor, ancak birçok rakipleri de bulunmaktadır. Bu cihazların çoğu, çok çekirdekli CPU’lar, GPS, kameralar ve diğer sensörler, bol miktarda bellek ve gelişmiş işletim sistemleri ile donatılmıştır. Ayrıca, hepsi, sayısız üçüncü parti uygulamalara (‘‘apps’’) sahiptir ki, bunlar USB bellek kadar çoktur.
Gömülü İşletim Sistemi
Gömülü işletim sistemleri, genellikle bilgisayar olarak düşünülmeyen ve kullanıcı tarafından yazılım yüklenemeyen cihazları kontrol eden bilgisayarlarda çalışır. Mikrodalga fırınlar, televizyonlar, otomobiller, DVD kaydediciler, geleneksel telefonlar ve MP3 çalarlar bu tür sistemlere örnek olarak gösterilebilir. Gömülü sistemleri taşınabilir cihazlardan ayıran ana özellik, güvenilmeyen yazılımların bu sistemlerde asla çalışmayacak olmasıdır. Örneğin, mikrodalga fırınınıza yeni uygulamalar yükleyemezsiniz; tüm yazılım ROM’dadır. Bu, uygulamalar arası koruma ihtiyacını ortadan kaldırır ve tasarımı basitleştirir. Gömülü Linux, QNX ve VxWorks gibi sistemler bu alanda popülerdir.
Sensor Node İşletim Sistemi
Sensör düğümlerinden oluşan ağlar, çeşitli amaçlar için kullanılmak üzere kurulmaktadır. Bu küçük bilgisayarlar, birbirleriyle ve bir ana istasyonla kablosuz iletişim kurarlar. Sensör ağları, binaların çevre güvenliğini sağlama, ulusal sınırları koruma, ormanlarda yangın tespiti, hava tahmini için sıcaklık ve yağış ölçümü, savaş alanlarında düşman hareketlerini izleme gibi amaçlarla kullanılır. Sensörler, dahili radyolara sahip küçük, pil gücüyle çalışan bilgisayarlardır. Sınırlı güç kapasitesine sahip olan sensörler, genellikle zorlu çevre koşullarında dış mekanlarda uzun süre gözetimsiz çalışmak zorundadır. Ağ, piller tükendiğinde artan sıklıkta meydana gelen bireysel düğüm arızalarına karşı dayanıklı olmalıdır. Her sensör düğümü gerçek bir bilgisayar olup CPU, RAM, ROM ve bir veya daha fazla çevresel sensör içerir. Küçük ama gerçek bir işletim sistemi çalıştırır, genellikle olaya dayalı bir sistemdir ve dış olaylara yanıt verir veya dahili saatine göre periyodik ölçümler yapar. İşletim sistemi, düğümlerin sınırlı RAM kapasitesi ve pil ömrünün önemli bir sorun olduğu için küçük ve basit olmalıdır. Gömülü sistemlerde olduğu gibi, tüm programlar önceden yüklenir; kullanıcılar internetten indirdikleri programları aniden başlatmazlar, bu da tasarımı çok daha basit hale getirir. TinyOS, sensör düğümleri için bilinen bir işletim sistemidir.
Real-Time İşletim Sistemleri
Gerçek zamanlı işletim sistemleri, zamanı temel bir parametre olarak kullanan bir işletim sistemleri türüdür. Örneğin, endüstriyel süreç kontrol sistemlerinde, gerçek zamanlı bilgisayarlar üretim süreci hakkında veri toplar ve bu verileri fabrikadaki makineleri kontrol etmek için kullanır. Bu sistemlerde sıkça kesin zaman sınırlamalarına uyulması gerekir. Eğer bir montaj hattında ilerleyen bir araba varsa, belirli eylemlerin belirli zamanlarda gerçekleşmesi şarttır. Örneğin, bir kaynak robotu çok erken veya çok geç kaynak yaparsa, araba kullanılamaz hale gelebilir. Kesin(Hard Real-Time) bir anda (veya belirli bir zaman aralığında) gerçekleşmesi gereken eylemler, sert gerçek zamanlı sistemlerde bulunur ve bu sistemler genellikle endüstriyel süreç kontrolü, havacılık, askeri ve benzeri uygulama alanlarında kullanılır. Bu sistemler, belirli bir eylemin belirli bir zamana kadar gerçekleşeceğine dair mutlak garantiler sağlamalıdır. Yumuşak(Soft Real-Time) gerçek zamanlı sistemlerde ise, ara sıra bir zaman sınırını kaçırmak, istenmeyen bir durum olsa da kabul edilebilir ve kalıcı bir zarara neden olmaz. Dijital ses veya çoklu ortam sistemleri bu kategoriye girer. Akıllı telefonlar da yumuşak gerçek zamanlı sistemlere örnektir. Gerçek zamanlı sistemlerde zaman sınırlamalarına uyum sağlamak hayati önem taşıdığından, işletim sistemi bazen uygulama programları ile birlikte bağlantılı bir kütüphane olarak bulunur ve sistem parçaları arasında koruma olmaksızın her şey sıkıca entegre edilmiştir. eCos, bu tür gerçek zamanlı sistemlere bir örnektir. Taşınabilir cihazlar, gömülü sistemler ve gerçek zamanlı sistemler kategorileri önemli ölçüde örtüşmektedir. Neredeyse hepsi en azından bazı yumuşak gerçek zamanlı yönleri içerir. Gömülü ve gerçek zamanlı sistemler, yalnızca sistem tasarımcıları tarafından yerleştirilen yazılımları çalıştırır; kullanıcılar kendi yazılımlarını ekleyemez, bu da korumayı kolaylaştırır. Taşınabilir ve gömülü sistemler tüketici amaçlıyken, gerçek zamanlı sistemler daha çok endüstriyel kullanım içindir. Bununla birlikte, bu sistemlerin ortak yönleri de bulunmaktadır.
Smard Cart İşletim Sistemi
Akıllı kartlar, kredi kartı boyutunda ve içerisinde bir CPU çipi bulunduran cihazlardır ve en küçük işletim sistemlerini çalıştırırlar. Bu sistemler ciddi işlem gücü ve bellek sınırlamalarına sahiptir. Bazı akıllı kartlar okuyucu içine yerleştirildiklerinde temas yoluyla güç alırken, temasız akıllı kartlar indüktif olarak güçlendirilir, bu da yapabileceklerini büyük ölçüde sınırlar. Bazıları yalnızca tek bir işlevi, örneğin elektronik ödemeleri yönetebilirken, diğerleri birden fazla işlevi yönetebilir. Genellikle bu sistemler özeldir. Bazı akıllı kartlar Java odaklıdır; yani kartın ROM’unda Java Sanal Makinesi (JVM) için bir yorumlayıcı bulunur. Java apletleri (küçük programlar) karta indirilir ve JVM yorumlayıcısı tarafından yorumlanır. Bazı kartlar aynı anda birden fazla Java apletini yönetebilir, bu da çok programlama gereksinimi ve bunların zamanlanması ihtiyacını doğurur. İki veya daha fazla aplet varken kaynak yönetimi ve koruma da bir sorun haline gelir. Bu sorunlar, kartta bulunan (genellikle son derece ilkel) işletim sistemi tarafından yönetilmelidir.
Referanslar
Andrew S. Tanenbaum — Modern Operating Systems Fourth Edition
