Eğitim amaçlı yapılandırılabilir modüler donanım üzerine gömülü işletim sistemi tasarımı

Eski bir çin atasözünde ?Dinlersem unuturum, görürsem hatırlarım, uygularsam anlarım? veciz ifadesinden de anlaşılacağı üzere, bir konu hakkında en ideal öğrenmenin, öğrenilen teorik bilgilerin uygulamaya geçirilmesinden geçmektedir. Elektronik Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği ve buna benzer bilim dallarında önemli bir yer teşkil eden Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu ile İşletim Sistemi derslerinde teorik olarak işlenen kavramların pratiğe dönüştürülmesi günümüz eğitim sisteminin problemleri arasında yer almaktadır. Gelişen teknoloji ile beraber bu derslerin uygulama ihtiyacını karşılamaya yönelik yazılımsal ve donanımsal temelli çözümler üretilmiştir. İşletim Sistemleri dersine yönelik yapılan eğitimsel çalışmalar Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu dersine yönelik yapılan çalışmalar ile karşılaştırıldığında özgün sistem tasarlama motivasyonu açısından yetersiz olduğu görülmektedir. Bu çözüm adımlarına son yıllarda alanda programlanabilir kapı dizileri(FPGA- Field Programmable Gate Arrays) geliştirme ortamları kullanılarak yeni bir yaklaşım getirilmeye çalışılmıştır. Bu geliştirme ortamları kullanılarak geliştirilen eğitimsel çalışmalar simülasyon ortamındaki ideal şartların yerine gerçek dünya şartları altında gözlenebilen, çalıştırılabilen, elle tutulabilen yapıların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu tez kapsamında yapılan ilk çalışma 2009 yılında tasarladığımız yazılımsal tabanlı bilgisayar mimarisine modüler özellik katılarak FPGA geliştirme ortamına aktarılmıştır. Modülerlik özelliği kullanıcılara sisteme müdahil olma avantajını getirerek özellikle Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu dersine yönelik motivasyon artıcı bir etki getirmiştir. Başka bir deyişle kullanıcı sistemdeki bir bileşenin yerine kendi tasarımını ekleyerek sistemin işleyişinde herhangi bir olumsuzluğa neden olmaması kullanıcının bu derse karşı motivasyonunu artıran kullanıcı dostu bir özelliktir. Bu nedenle kullanıcı büyük bir sistemin karmaşası içinde kaybolmadan sistemdeki birimleri kullanıcı tabanlı tasarımlarla değiştirerek kendi bilgisayar mimarisini oluşturabilecektir. Ayrıca modüler özellikli donanımsal tabanlı bilgisayar mimarisi üzerine sıfırdan bir işletim sisteminin nasıl tasarlanacağı konusunda eğitimsel bir doküman hazırlanarak literatürde bu alanda bir kullanıcı rehberi olması hedeflenmiştir. Tasarlanan işletim sistemi bilgisayar mimarisinin sahip olduğu assembly dili ile yazılan özgün bir işletim sistemi olup eğitimsel amaçlı olarak literatürde kullanılmak üzere yer alacaktır.