İşletim Sistemleri mülakat soruları

Bootloader, bilgisayarın firmware'i başladıktan sonra çalışan, işletim sistemi kernel'ını belleğe yükleyen ve denetimi ona devreden küçük bir programdır.

BIOS ve UEFI, anakartta saklanan, donanımı başlatan ve ardından bootloader'ı çalıştıran firmware'lerdir. Bootloader ise diskteki, işletim sistemi kernel'ını yükleyen yazılımdır.

GRUB (GRand Unified Bootloader), Linux için en yaygın bootloader'dır. Birkaç işletim sistemini başlatabilir ve açılışta bir menüden kernel seçmenizi ya da önyükleme seçeneklerini düzenlemenizi sağlar.

Telefonlarda ve bazı diğer aygıtlarda bootloader normalde yalnızca üretici tarafından imzalanmış işletim sistemlerini başlatır. Kilidi açmak bu kısıtı kaldırır; böylece, genellikle aygıt güvenlik için verilerini sildikten sonra, özel bir işletim sistemi kurabilirsiniz.

Context switch, işletim sisteminin çalışan thread veya process'in durumunu kaydedip CPU'yu kullanabilmesi için başka birinin durumunu geri yüklemesidir.

Yazmaçları kaydetmek ve yüklemek hızlıdır, ancak yeni görev CPU önbelleklerini ve adres çevirme tamponlarını önceki görevin verisiyle dolu bulur. Bunlar tekrar ısınana kadar bellek erişimleri çok daha yavaştır.

Gönüllü geçiş, bir thread'in I/O ya da bir kilit beklemek gibi nedenlerle CPU'yu kendisinin bırakmasıyla olur. Gönülsüz geçiş ise zamanlayıcının hâlâ çalışmak isteyen bir thread'i, genellikle zaman dilimi bittiği için kesmesiyle olur.

Evet. Aynı process'in thread'leri tek bir adres alanını paylaşır; bu yüzden kernel'ın sayfa tablolarını değiştirmesi gerekmez ve önbelleğe alınmış verinin daha büyük kısmı yararlı kalır.

CPU (merkezî işlem birimi), program talimatlarını yürüten ve her yazılımın üzerinde çalıştığı aritmetik, mantık ve kontrol işlerini yapan işlemcidir.

CPU'da çok sayıda karar içeren çeşitli, sıralı işler için tasarlanmış birkaç güçlü çekirdek vardır. GPU'da ise grafik ya da sinir ağı hesapları gibi büyük miktarda veri üzerinde aynı işlemi paralel yapmak için tasarlanmış binlerce basit çekirdek vardır.

CPU içinde kendi talimat akışını çalıştırabilen bağımsız bir işlem birimidir. Sekiz çekirdekli bir işlemci sekiz thread üzerinde gerçekten aynı anda, eşzamanlı çoklu iş parçacığıyla daha fazlası üzerinde çalışabilir.

Farklı komut kümesi mimarileridir. x86, çoğu PC'de ve sunucuda Intel ve AMD tarafından kullanılır. ARM tasarımları ise birçok üreticiye lisanslanır ve enerji verimliliğiyle bilinir; telefonları ve birçok yeni dizüstü bilgisayarı ve sunucuyu çalıştırmalarının nedeni budur.

CPU önbelleği, işlemcideki küçük ve çok hızlı bir bellektir; RAM'den yakın zamanda kullanılan verinin kopyalarını tutar, böylece CPU belleği daha az bekler.

Bunlar boyutu hızla takas eden önbellek seviyeleridir. L1 en küçük ve en hızlı olandır ve tek bir çekirdeğe aittir, L2 daha büyük ve biraz daha yavaştır, L3 ise en büyük ve en yavaş önbellek seviyesidir ve genellikle tüm çekirdekler tarafından paylaşılır.

Cache miss, CPU'nun ihtiyaç duyduğu veri önbellekte olmadığında gerçekleşir; bu yüzden daha yavaş bir önbellek seviyesinden ya da RAM'den getirilmesi gerekir. Sık cache miss'ler bir programı birkaç kat yavaşlatabilir.

Etkin verisi neredeyse önbelleğe sığan oyunlar, veritabanları ve bilimsel kod gibi iş yükleri için önemlidir. Daha büyük önbellek RAM'e daha az gidiş anlamına gelir, ancak koddaki erişim örüntüleri çoğu zaman ham boyuttan daha önemlidir.

CPU zamanlama, işletim sisteminin her CPU çekirdeğinde hangi hazır process ya da thread'in ne kadar çalışacağına karar vermesidir; işlemci adil paylaşılır.

Bağlam geçişi, CPU'nun bir thread veya process'i çalıştırmayı bırakıp yazmaçlarını ve durumunu kaydetmesi, ardından başka birinin kaydedilmiş durumunu yüklemesidir. Birçok görevin bir çekirdeği paylaşmasını sağlar, ancak her geçiş zaman alır; bu yüzden çok fazla geçiş performansa zarar verebilir.

Kesintili zamanlamada işletim sistemi, CPU'yu başka bir göreve vermek için çalışan bir görevi kesebilir. Kesintisiz, yani işbirlikçi (cooperative) zamanlamada ise bir görev bitene ya da CPU'yu gönüllü olarak bırakana kadar CPU'yu tutar.

Round robin, her hazır göreve sırayla aynı küçük zaman dilimini verir ve kuyruğu tekrar tekrar döner. Basit ve adildir; bu da onu gerçek zamanlayıcılarda yaygın bir yapı taşı yapar.

Daemon, kullanıcı arayüzü olmadan arka planda çalışan, genellikle açılışta başlatılan ve günlükleme, zamanlama veya SSH gibi bir hizmet sunan programdır.

Ad, 1960'larda MIT'deki programcılar tarafından, fizikte arka planda yorulmadan çalışan hayali bir varlık olan Maxwell'in şeytanından (demon) esinlenerek verildi. Kötü ruhlarla hiçbir ilgisi yoktur.

Neredeyse aynı anlama gelirler. Daemon, arka plan process'i için geleneksel Unix terimidir; servis ise Windows terimidir ve Linux'ta systemd tarafından yönetilen daemon'lar için de kullanılır.

systemd, çoğu Linux dağıtımının kullandığı init sistemi ve servis yöneticisidir. Kernel tarafından başlatılan ilk process'tir ve sistemin daemon'larını başlatır, denetler ve günlüğe kaydeder.

Deadlock, iki ya da daha fazla thread veya process'in kaynakları bırakmaları için birbirini sonsuza dek beklediği ve hiçbirinin ilerleyemediği durumdur.

Çoğu ilişkisel veritabanı, bekleyen transaction'lar arasındaki döngüleri arayarak deadlock'ları otomatik olarak tespit eder. Ardından transaction'lardan birini iptal eder ve bir hata döndürür; böylece uygulama onu yeniden deneyebilir.

Birden fazla kilidi her yerde aynı sabit sırayla alın, kilitleri mümkün olduğunca kısa süre tutun ve onları alırken zaman aşımı kullanın. Kuyruklar ya da değişmez (immutable) veri gibi üst düzey araçlar da kilit ihtiyacını azaltabilir.

Deadlock'ta thread'ler birbirini bekleyerek sonsuza dek bloke olur, bu yüzden program ilerlemeyi durdurur. Yarış durumunda thread'ler paylaşılan veriye uygun koordinasyon olmadan erişir; program çalışmaya devam eder ancak yanlış sonuçlar üretebilir.

Device driver, işletim sisteminin belirli bir donanımı denetlemesini sağlayan ve genel işletim sistemi isteklerini aygıta özgü komutlara çeviren yazılımdır.

Firmware, aygıtın içine yerleşik olan ve aygıtın kendi çipinde çalışan yazılımdır. Sürücü ise bilgisayarda işletim sisteminin bir parçası olarak çalışır ve aygıta, firmware'i aracılığıyla ne yapacağını söyler.

Çoğu sürücü kernel modunda, belleğe ve donanıma tam erişimle çalışır. Bir sürücüde yanlış bellek adresine yazmak gibi bir hata varsa kernel'ın kendisini bozabilir ve sistemin durması gerekir.

Genellikle hayır. Modern işletim sistemleri çoğu yaygın donanım için sürücülerle birlikte gelir ve diğerlerini otomatik olarak getirir; ancak özel aygıtlar ve en yeni grafik kartları hâlâ ayrı bir sürücü kurulumu gerektirebilir.