Konu: bilgisayar donanımı

bilgisayar donanımı Günümüzde mikrobilgisayar yerine bilgisayar sözcüğü kullanılmaktadır. PC: Personel Computer (Kişisel Bilgisayar) olarakta bilinirler. Tek işlemcileri vardır. Günlük yaşantıda herşekilde kullanılırlar. 3 çeşittir:


Donanım Nedir?

Bilgisayarın gözle görüp, elle dokunabildiğimiz tüm yapı elemanlarına donanım (Hardware) denir. Tüm bilgisayar bileşenleri birer donanımdır. Örneğin kasa içinden; işlemci, RAM, PCI/SATA dönüştürücü, kasa dışından; klavye, monitör, HUB gibi… (Bilgisayarın temel bileşenleri ve bilgisayar toplama bölümünde ayrıntılı anlatılacaktır)

Yazılım Nedir?

Bilgisayarda kullanılan her türlü programa ise yazılım (Software) denir. Sistem yazılımlarının tümü programdır. Örneğin MS-DOS, Windows Vista, Pardus gibi…Uygulama programlarıda yazılımdır. Örneğin Mozilla Firefox, Opening Office, Google Earth, Winamp gibi… (Windows kurulumu bölümünde işletim sistemleri hakkında rapor örneklerindende bazı programların kurulumunda anlatılacaktır)




Intel 4004 işlemcisi aslında bir mikroişlemci değil bir mikrodenetleyicidir (microcontroller). Bunun nedeni ise mikroişlemcilerde sadece işlemci ünitesi bulunur bellek ünitesi ve I/O kapıları entegre devrenin dışında yer alır. Intel’e ait diğer tüm modellerde bellek ünitesi ve I/O kapıları entegre devrenin dışına anakarta taşınmıştır.

Intel 4004 işlemcisi Pioneer 10 uzay aracının beyni olarak kullanılmıştır. 1972 yılın Mart ayında uzaya fırlatılmış gizli görevini 2 yıl botunca südürmüş fakat en son 2003 yılında araç radyo sinyal menzillerinden çıkmıştır. Masaüstü bilgisayarlarda kullanılmamıştır 4004. Masaüstü bilgisayarlarda kullanılan ilk işlemci Intel 8080 işlemcisidir. 4004 ile 8080 arasında 4040 ve 8008 işlemcileri üretilmiştir fakat onlarda masaüstü bilgisayarlarda kullanılmamıştır.

●15 Kasım 1971'de tanıtımı yapıldı
● Saat Hızı 740 KHz (0.74 MHz)
● 0.06 MIPS
4004 İşlemcisi ● Yol genişliği 4 bit
● PMOS
● Transistör sayısı 2.300
· Adreslenebilir hafıza 640 byte
· Program hafızası 4 KiloByte (KB)
· 16 pin, çift taraflı (DIP)

Intel firmasının dışında da işlemci üretici firmalar olmuştur. Örneğin; AMD, Haris, Motorola, Cyrix, Siemens, Hitachi, Zilog, Commodore, IBM, NEC, Sony, National Semiconductor, Texas Instruments, IDT, VIA, Mos Technology…


Günümüzde ise bu firmaların birçoğu işlemci üretmek yerine yarıiletken elektronik elemanlar, chipsetler üretmektedir. Intel’den sonra en önemli işlemci üreticisi firma Alman AMD firmasıdır (Advanced Micro Devices – Geliştirilmiş Küçük Cihazlar, kuruluş Jerry Sanders tarafından 1 Mayıs 1969 yılı, şirket ATI ile birleşmaktedir).

İşlemciler hangi üretici tarafından üretilirse üretilsin genellikle küçük, ince bir silikon parçası üzerine asitle oyularak yerleştirilen transistörlerin oluşturduğu bütünleşik devredir.
2-3 cm büyüklüğe milyonlarca transistör sığdırılarak üretilir.


4004 İşlemcisinin İç Yapısı:
4004 ve 8080’e kadarki tüm işlemcilerdeki mimari farklıdır, fakat 4004 ilk işlemci olarak kabul edildiği için önemlidir. 8080 tüm işlemcilerin temelini oluşturur yani sonra çıkan tüm işlemciler bu işlemcinin geliştirilmesi ile günümüz teknolojisine ulaşmıştır. Örneğin; 8085, 8086, 80286, 8088, 80386, 80486, 80586, Pentium, MMX, Pro, P2, Celeron, P3, P4, Xeon, Cetrino, Pentium D, Itanium, Intel Core, Intel Core 2, Quadcore. Burada sayılı olan ve olmayan işlemcilerde temel farklar ise veri yolu sayılarıdır şekli verilen 4004 için 4 bittir, günümüz işlemcilerinde ise 64 bittir ve çekirdek sayılarındaki değişikliklerde buna işlemciler arasındaki temel farkları oluşturur. Ayrıca eski işlemcilerdeki özellikler yenilenmiş,yeni özelliklerde eklenmiştir.




Temel Bilgisayar Sistemi:

Bilgisayar donanımı ana bileşenleri olarak üç bölüm altında sınıflandırılır:

1- İşlemci
2- Bellek (Memory)
3- Giriş – Çıkış Kapıları (I/O Ports)



Bilgisayarın Temel Bileşenleri:

İşlemci, anakart (bios), bellek, harddisk, CD sürücü, ekran kartı, monitör, kasa, güç kaynağı, klavye ve mouse temel bileşenlerdir. Olmamaları halinde bilgisayar çalışamaz, bazıları olmazsa da kontrol edilemez. Bu konunun devamında diğer bileşenlerden de örnekler verilecektir.

İşlemci:


İşlemciler (processor), mikroişlemci (microprocessig), CPU (Central Processing Unit), MİB (Merkezi İşlem Birimi) olarak adlandırılır. Bilgisayarın beyni olarak düşünülür. Bilgisayardaki bütün işlemler CPU’da yapılır. Tüm donanımları yöneten, onlara kullanıcıdan veya işletim sistemi üzerinden gelen emirleri gerçekleştiren parçadır. Büyüklük birimi Hertz (Hz) dir, üst katları kullanılır.

İlk işlemci Intel’in ürettiği 4004 işlemcisidir (INTEL; INTegrated ELectronics – Elektronik Entegreler, kuruluş Gordon E. Moore tarafından 1968, Amerikalı dünyanın en büyük işlemci ürecisi şirkettir) .


İşlemcinin Temel Yapısı: İşlemcinin temel yapısı kapsamına (üretim mimarisi), işlemcinin entegresinde kalan kısım ile işlemci ile bilgisayarın tüm birimleriyle anakart üzerinden bağlantılarını sağlayan PIN (ayak) çıkışları girmektedir.

Hangi tür işlemciler olursa olsun, temel yapısı şu bölümlerden oluşmaktadır:

1- İletim Yolları (Buses)
2- Aritmetik – Mantık Birimi (Aritmetic Logic Unit – ALU)
3- Kaydediciler ve Sayıcılar(Register and Counters)
4- Kontrol (denetim) Birimi (Control Unit – CU)
5- Giriş – Çıkış Tampon Devreleri (Input – Output Buffer Circuits)

1- İletimYolları (Buses): İşlemciden başlayarak, tüm bilgisayar devreleri ile bağlantı sağlayan iletkenlerdir. Bunların çoğu baskı devre şeklindedir ve yan yana dizilmiş izoleli çoklu iletkenlerden oluşur. Bu iletkenlere görüntüsünden dolayı yol (bus) denmiştir.3’e ayrılır:
a) Veri Yolları (Data Buses): CPU ile iç ve dış birimler arasında alış-verişi sağlar. 8,16,32,64 bit genişliğindedir. Kendi arasında da ikiye ayrılır iç veri yolları (internal data buses), dış veri yolları (outward data buses)
b) Adres Yolları (Address Buses): CPU ile bellek ve I/O portları arasındaki adres bilgilerini üzerinde taşır. Böylece, işlemcinin bellek üzerindeki bilgiye erişimini sağlar. 8,16,32 veya 64 bit genişliğindedir.
c) Kontrol Yolları (Control Buses): İşlemcinin içindeki devrelerle bilgisayardaki tüm devrelerin eş zamanlı (senkronize) çalışmaları kontrol eder. Saat darbeleri (clok pulse – cp) ile yönetir.

2 - Aritmetik – Mantık Birimi (Aritmetic Logic Unit – ALU): İşlemcinin beyni olarak düşünülür. İşlemcinin işlem gücünü ALU belirler. ALU’ işlem gücü ne kadar gelişmiş ise


işlemcinin gücüde o kadar gelişmiş olur. ALU’da aritmetiksel yani matematiksel ve mantılsal işlemler gerçekleştirilir. Aritmetiksel işlemler; toplama (adder), çıkarma (subtract), çarpma (multiple), bölme (divide), kaydırma (shifter), döndürme (rotate), kıyaslama (compare), tümleme (complement), artırma (increment), azaltma (decrement)gibi. Mantıksal işlemler kapılarla yapılan işlemlerdir; ve (and), veya (or), değil (not, inverter-not), tampon (buffer, noninverting), ve değil (nand), veya değil (nor), özel veya (ex-or, exclusive-or), özel veyadeğil (ex-nor, exclusive-nor) işlemleridir. Yapısı gereği kaydedicilere sahiptir (kaydedici ve sayıcılar konusunda anlatılacaktır).





3- Kaydediciler ve Sayıcılar (Register and Counters): İşlemci ile bellek ve I/O portları arasındaki bilgi alışverişlerinin çeşitli aşamalarında, bilginin geçici olarak depolanmasını sağlar. Kontrol biriminin doğrudan doğruya bağlandığı bellek birimleridir.

Kaydediciler (registers) Şöyle Gruplandırılabilir:
* Aritmetik ve lojik işlem kaydedicileri:
1- Akümülatör Kaydedici (Accumulator Register – A, AX, EAX): Başlangıç ve sonuç bilgileri kaydedilir.
2- Geçici Kaydedici (Temporary Register): Bellekten alınan işlem bilgileri ilk kayıt edildiği yerdir.
3- Bayrak veya Durum Kaydedici (Flag or Status Register): İşlemlerin sonucunu gösteren bir bilgi ve yönlendirme devresidir.


* Kontrol kaydedicisi:
1- Komut Kaydedici (Instruction Register – IR): Gelen komutların kaydedildiği kaydedicidir.

* Veri ve adres kaydedicileri:
1- Geçici Kaydedici (Temporary Register): Bellekten alınan işlem bilgileri ilk kayıt edildiği yerdir.
2- Genel Amaçlı Kaydediciler (General Purpose Registers):
a) Akümülatör Kaydedici (Accumulator Register – A, AX, EAX)
b) Taban Kaydedici (Base Register)
c) Sayaç Kaydedici (Count Register)
d) Veri Kaydedici (Data Register)

* Giriş – çıkış tampon kaydedicileri:
1- Adres Tampon Kaydedici (Address Buffer Register)
2- Veri Tampon Kaydedici (Data Buffer Register)
3- Çoklayıcı (Multiplexer)

Sayılar (counters) Şöyle Grublandırılabilir:
1- Program Sayıcı (Program Counter – PC)
2- Yığın İşaretci (Stack Pointer – SP)
3- Artırıcı – Azaltıcı ve Adres Kilidi (Increment – Decrement and Address Latch)

4- Kontrol (denetim) Birimi (Control Unit – CU): 3 görevi gerçekleştirir. Bu birimin görevleri şunlardır:
a) Komutların belirli bir sıra ile bellekten alınıp getirilmesini yapar (Fetch).
b) Getirilen komutların yorumlanması, yani kodunu çözülmesini yapar (Decode).
c) Komutta belirtilen işlemlerin yerine getirilmesi için yapılan kod çözümü gereğince gerek aritmetiksel ve lojik işlem birimine ve gerekse de bilgisayarın diğer devrelerine özel işaretlerin (kontrol sinyali, control signal) uygulanmasını yapar (Execute).Yaz (write), oku (read) sinyalleri uygular.


5- Giriş – Çıkış Tampon Devreleri (Input – Output Buffer Circuits): İşlemci ile diğer devreler arasında uygunlaştırma sağlar.

İşlemcileri Birbirinden Ayıran Unsurlar:
1- İşlemcinin bir defada kullanabileceği kelime uzunluğu (word uzunluğu: makine dilini oluşturan 4,8,16,32,64 bitlik dizinlere denir).

2- İşlemcinin doğrudan adresleyebileceği bellek büyüklüğü (16K, 64K, 128K gibi).

3- İşlemcinin tek bir komutu işleme hızı (0.20 µsn, 2.66 GHz gibi). Saniyede 3.00 GHz’lik bir işlemci 3 milyar işlem yapar.

Ayrıca işlemcileri pin (ayak) sayıları ayırır. Örneğin Intel için günümüzde pin sayıları 478, 775 dir. Amd için ise 754, 939 ve 940 pin dir.

Günümüzde işlemcileri çekirdek sayıları da ayırmaya yardım eder yani tek bir entegre yapı içinde iki veya daha fazla işlemci bulunabilir bunlar çok çekirdek (… core) olarak adlandırılır. Bu ayrıntıdan sonra yukarıdaki parametrelere bakılır.

Günümüz İşlemcilerinden Genel Özellikler:

Intel P4 3.00 GHz HT işlemcisi


İşlemci hızı günümüzde GigaHertz (GHz) olarak ölçülür.

saol dostum