İşletim Sistemleri. Bilgisayar sistemindeki tüm işlemlerin tam bir koordinasyonla ve aksamadan yürütülebilmesi, işletim sistemi adı verilen temel sistem yazılımları aracılığıyla gerçekleştirilir. İşletim sistemi, bilgisayar açılırken hafızaya yüklenen; donanım kaynakları ile uygulama yazılımlarını kullanıcılar arasında kolay, hızlı, etkin ve güvenli bir biçimde paylaştıran, düzenleyen ve yöneten kapsamlı bir programlar bütünüdür. İngilizce 'Operating System' ifadesinin kısaltması olan 'OS' terimi piyasada sıklıkla kullanılmaktadır. İşletim sistemi, her bir uygulamanın merkezi işlem biriminden (işlemci) ihtiyaç duyacağı zamanı ve düşünme süresini tespit eder, ayarlar ve işlemleri yönetir. Bellek yönetimini üstlenirken aynı zamanda ekran, modem ve yazıcı gibi harici çevre birimlerinin de çalışmalarını düzenler ve denetler. Kolay ve hızlı kullanım ile kaynak verimliliği ölçütlerinin yanı sıra, bilgisayar ortamındaki verileri bozulmalara karşı koruma ve izinsiz erişimleri engelleme gibi kritik işlevlere de sahiptir. Bilgisayar sistemi genel olarak dört temel bileşenden oluşur: Kullanıcılar, uygulama programları, sistem yazılımları (işletim sistemi) ve donanım. Donanım bilgisayarı oluşturan fiziksel parçaları, uygulama programları ise belirli işleri yapmak için geliştirilmiş yazılımları ifade eder. İşletim sistemi ise bu bileşenler arasındaki köprüyü kurarak sistemin adil ve verimli çalışmasını sağlar. İşletim sisteminin üç temel bileşeni bulunmaktadır: Kullanıcı arabirimi, çekirdek ve dosya yönetim sistemi. Kullanıcı arabirimi, işletim sisteminin görünen yüzüdür ve kullanıcıların fare, klavye, ses veya dokunmatik ekranlar aracılığıyla komut vermesini sağlar. Günümüz bilgisayarlarında bu arayüz grafiksel bir formdadır (GUI). Çekirdek ise işletim sisteminin görünmeyen yüzü ve kalbidir; kullanıcı arabiriminden gelen komutları donanıma ileterek donanımla iletişim kurma işlevini üstlenir. Dosya yönetim sistemi ise bilgisayardaki belgeleri ve programları dosya ve uzantılarıyla birlikte düzenler. İşletim sisteminin belli başlı temel görevleri beş ana başlıkta incelenir: İşlem ve süreç yönetimi (zaman paylaşımı), bellek yönetimi, giriş-çıkış işlemleri yönetimi, dosya ve klasör yönetimi ile hata bildirimi ve güvenlik fonksiyonudur. İşlem ve süreç yönetimi, donanım kaynaklarının uygulama programları tarafından paylaşımlı olarak düzenli bir sırayla çalıştırılmasını organize eder. Bellek yönetimi, çalışan tüm programların verilerini ana bellekte takip eder, doluluk oranını izler ve program bittiğinde alanı boşaltır. Gerektiğinde ana bellek ile ikincil bellek arasında getir-götür (swap) işlemi yaparak toplam bellek boyutunu artırır. Giriş-çıkış yönetimi, klavye, fare, yazıcı ve monitör gibi çevre birimleri ile bilgisayar arasında sürücüler aracılığıyla veri aktarımını sağlar. Güvenlik fonksiyonu ise çok kullanıcımlı veya ağ ortamlarında yetkisiz erişimleri ve veri kayıplarını önler. İşletim sistemleri bilgisayar teknolojilerinin gelişimiyle birlikte altı nesilde ele alınmaktadır. I. Nesil (1624-1940), mekanik ve elektromekanik bilgisayarlar dönemidir; hesap makineleri ve analog cihazlar bu döneme aittir. II. Nesil (1940-1955), vakumlu tüp teknolojisinin kullanıldığı, ilk sayısal elektronik bilgisayarların geliştirildiği evredir. Bu dönemde ENIAC, John Presper Eckert tarafından geliştirilmiş; 30 ton ağırlığında, vakumlu tüplerle çalışan devasa bir ilk genel amaçlı bilgisayar olmuştur. III. Nesil (1955-1965) döneminde transistörler kullanılmaya başlanmış, bilgisayarlar küçülmüş, maliyetleri düşmüş ve ilk basit işletim sistemleri ortaya çıkmıştır. IV. Nesil (1965-1980), entegre devrelerin ve ilk merkezi işlem birimlerinin kullanıldığı, aynı anda birden fazla programın çalıştırılmasına olanak tanıyan 'çoklu programlama' kavramının doğduğu dönemdir. V. Nesil (1980-1990) mikroçiplerin ve mikroişlemcilerin geliştirildiği, kişisel bilgisayarların yaygınlaştığı ve ağ sistemlerinin ortaya çıktığı dönemdir. VI. Nesil (1990 ve sonrası) ise kendi kendini denetleyebilen, akıllı, insanla uyumlu 'yapay zeka' makinelerinin ve sistemlerinin geliştirildiği günümüz dönemidir. İşletim sistemleri kullanım amaçlarına göre sunucu, masaüstü, mobil ve diğer işletim sistemleri olarak dörde ayrılır. Sunucu işletim sistemleri, bir ağ üzerindeki program ve bilgileri çok sayıda kullanıcıya paylaştıran güçlü donanımlı sistemlerdir (örn. Windows Server). Masaüstü işletim sistemleri kişisel bilgisayarlar için geliştirilmiştir. Diğer kategorisinde ise ev aletleri, ATM'ler ve klima gibi cihazlarda kullanılan, belirli bir amacı gerçekleştiren gömülü sistemler yer alır. Ürün ailesine göre sınıflandırmada ticari (kapalı kaynak kodlu) ve açık kaynak kodlu sistemler bulunur. Windows ve Mac OS, ticari ve lisansa tabi kapalı kaynak kodlu sistemlerdir. Windows, pazar payının %90'ından fazlasını elinde tutarak kişisel bilgisayarlarda en yaygın kullanılan sistemdir. Microsoft tarafından MS-DOS temelleri üzerine kurulmuş, masaüstü simgeleri, görev çubuğu, başlat menüsü ve pencereler gibi bileşenlerle çalışır. Mac OS, Apple firmasının Macintosh bilgisayarları için geliştirdiği ticari bir işletim sistemidir. Üst menü çubuğu, Apple menüsü, uygulamalara hızlı erişim sağlayan Dock menüsü ve Mac OS gezgini olan Finder temel bileşenleridir. Pencere boyutlandırma düğmeleri Windows'un aksine sol üst köşede yer alır. Sistem tercihleri ise denetim masası benzeri kontrol merkezidir. Açık kaynak kodlu yazılımlar, kullanıcılara serbest erişim, yazılımı inceleme, değiştirme ve paylaşma özgürlüğü tanıyan, genellikle ücretsiz yazılımlardır. 1983 yılında Richard Stallman öncülüğünde Özgür Yazılım Bildirgesi ile başlayan bu hareket, toplulukların iş birliğiyle gelişmiştir. Linux, 1991 yılında Linus Torvalds tarafından ortaya atılan ve gönüllü yazılımcılarca geliştirilen özgür bir işletim sistemi çekirdeğidir. Türkiye'de ulusal güvenliği sağlamak ve dışa bağımlılığı ortadan kaldırmak amacıyla TÜBİTAK BİLGEM-UEKAE tarafından geliştirilen Pardus, Linux tabanlı ilk ulusal işletim sistemimizdir. Adını Anadolu parsından alan Pardus; tam Türkçe desteği, modüler yapısı, kurumsal, sunucu ve Fatih projelerine yönelik özel sürümleriyle dikkat çekmektedir. Kurulum yapmadan harici USB bellek üzerinden de çalıştırılabilmektedir. Açık kaynak kodlu sistemlerin hızlı güncellenme, esneklik ve maliyetsizlik gibi avantajları bulunurken; ticari destek eksikliği, oyun ve bazı uzman yazılımların uyumsuzluğu gibi dezavantajları da mevcuttur. Akıllı telefonlar, tabletler ve akıllı saatler gibi taşınabilir cihazlar için geliştirilen mobil işletim sistemleri, masaüstü sistemlerden farklı fiziksel ve işlevsel kısıtlara (pil ömrü, ekran boyutu, bellek sınırlılığı) sahiptir. Mobil işletim sistemleri tasarım olarak PC tabanlı sistemlerden gömülü sistemlere ve oradan akıllı telefon odaklı sistemlere evrilmiştir. Günümüzün en popüler mobil işletim sistemleri Google geliştiriciliğindeki Android ve Apple geliştiriciliğindeki iOS'tur. Mobil işletim sistemlerinin temel işlevleri arasında çoklu görev (arkada çalışan programlar), zaman uyumlama, bellek yönetimi, dosya sistemi, giriş-çıkış birimleri yönetimi, çoklu ortam desteği ve gelişmiş koruma/güvenlik özellikleri yer alır. Örneğin iOS'ta ses metne çevirme aracı olan Siri gibi uygulamalar işletim sistemi tarafından yönetilir. Android açık ekosistemi ve alternatif mağazalarıyla esneklik sağlarken, iOS kapalı ekosistemi ile yüksek güvenlik ve virüssüz ortam sunar. Pazar payı istatistiklerinde Android son yıllarda hızlı bir ivme kazanmış, iOS ise pazarın önemli bir kısmını elinde tutmaya devam etmiştir.