Bölüm 1. Donanım ve İşletim Sistemleri

Bölüm 1. Donanım ve İşletim Sistemleri

1. GENEL KAVRAMLAR VE BİLGİLER

1.1. BİLGİSAYAR NEDİR? NE DEĞİLDİR?

Günümüzde çevremize ve bilgisayar ile ilgili çeşitli kaynaklara bir göz attığımızda, eski Atari ve Amiga bilgisayarlardan ve Intel 8088 veya 286 işlemcisi kullanan bilgisayarlardan tutun da Intel Pentium, Pentium II, Power PC veya Digital Alpha işlemcili modern kişisel bilgisayarlara ve hatta Silicon Graphics gibi özel olarak grafik için dizayn edilenlere ve Cry gibi süper bilgisayarlara kadar çok farklı özellikte ve işlem gücünde bilgisayarlar görmekteyiz. Bununla birlikte, aralarında performans farkları olsa da bütün modern bilgisayarlar, aynı şekilde dizayn edilmişlerdir ve dolayısı ile benzeri şekilde çalışırlar.

Basit bir şekilde tanımlamak gerekirse, bilgisayarlar dış kaynaklardan girdi (input) olarak veriler (data) alırlar, verileri işlemden (process) geçirirler, ve sonuçları çıktı (output) olarak verirler. Veriler, bilgisayarda saklanabilen yazılar, diyagramlar, sayılar, semboller, grafik görüntüler, hareketli video görüntüler ve sesin tümüne verilen genel bir isimdir. Veriler, klavye, fare (mouse), tarayıcı (scanner) ve sayısallaştırıcı (digitiser) gibi çeşitli girdi araçları (input devices) kullanılarak bilgisayara girilir. Çıktı araçları (output devices) da çeşitlidir; printer, ekran (monitör) gibi. Bütün bu işlemleri yürütmek için yazılımlardan yararlanılır.

GİRDİ Klavye, fare, tarayıcı

vb.

İŞLEM

Bilgisayarın merkezi işlem ünitesi (CPU)

ÇIKTI Ekran, yazıcı vb.

Bilgisayarın genel bir tanımını yapmak gerekirse:

“Bilgisayar (computer), yazılımlar aracılığıyla kendisine verilen komutlar çerçevesinde, aritmetik ve mantıksal işlemleri çok hızlı bir şekilde yapabilen, bilgileri depolayan, gerektiğinde bu bilgilerden istenen kriterlere uyan bölümlerini ekran ve/veya yazıcı yoluyla kullanıcıya sağlayan, büyük kısmı elektronik ve bir kısmı da mekanik olan bir aygıttır.”

Bilgisayarlarda merkezi işlem ünitesi, girdi ve çıktı aygıtlarının tümü, donanım (hardware) olarak adlandırılır. Bunlar, her biri kendi içlerinde entegre bir grup modüler parçalardan meydana gelmektedir. Donanımı oluşturan parçalardan bir bölümü çeşitli verileri depolamakta (storage) kullanılırken, diğer bir bölümü ise bu verileri işlemden geçirerek anlamlı sonuçların ortaya çıkması (processing) görevini üstlenmektedirler.

Depolama için kullanılan aygıtlar genelde mekanik ve elektronik, işlem için kullanılan donanım elemanları ise elektroniktir.

Bilgisayarın donanımı üzerindeki işlemlerin mantığı ise, program (software) adı verilen yazılımlar ile yürütülmektedir. Programlar, belirli bir mantık üzerine kurulu komut dizileri aracılığı ile kullanıcının çeşitli işlemler üzerindeki kontrolünü ve dolaysı ile donanımdan gereği gibi yararlanabilmesini sağlarlar. Diğer bir deyişle program, insan ile donanımı oluşturan makine arasında iletişimi sağlayan bir aracı görevini üstlenir ve böylece kullanıcının donanımı denetleyerek istediği işlemleri yapabilmesine olanak sağlar.

Program, bu tür yazılımlara verilen genel bir addır.

1.2. BİLGİSAYAR DÜNYASINDAKİ BAŞ DÖNDÜRÜCÜ GELİŞMELER

Günümüzde mikro elektronik teknolojisindeki büyük gelişmeler sonucunda bilgisayarların birim zaman içinde işlem yapabilme güçleri müthiş derecede artmıştır. Öyle ki, artık ev bilgisayarlarımızda bile gerçek zamanlı animasyonlar, simülasyonlar yapabilir, internet üzerinden video konferanslara katılabilir, bilgisayarın yanına yerleştirdiğimiz bir kamera ile haberleştiğimiz kişiyi görebilir, TV ve videodan elde ettiğimiz görüntüler üzerinde oynayabilir hale geldik. Özel amaçlar için üretilmiş Silicon Graphics gibi çok güçlü bilgisayarlarla ise çok daha müthişini yapabilmekteyiz. Grafik işlemleri için özel tasarlanmış yeni donanım ve yazılımlar, sinema karakterlerini, mekanları, eşya ve hayvanları aslından ayırt edilemeyecek bir şekilde bilgisayar ortamında canlandırarak ve yer yer de gerçek hayat görüntüleri ile karıştırarak, bizi inanılması güç hayal dünyalarına, sanal (virtual) bir dünyaya sürükleyip götürebilmektedir. Bilgisayar sektöründeki bu gelişme eğer bu hızıyla devam ederse, bilgisayar ile oluşturulacak sanal dünyaları gerçekten ayırt edemez hale geleceğimiz günler pek yakındır.

1.3. BİLGİSAYAR İNSANA KARŞI ?!!!

Bu aşamada cevaplamamız gereken çok önemli bir soru belirmektedir; “bunu bilgisayarın insan zekasını geçiyor olması şeklinde değerlendirebilir miyiz?” Bilgisayarın insandan üstün olabileceği fikri, bilim kurgu filmlerinde sıkça işlenen bir temadır ve birçoklarımız için gelecekte bizi bekleyen bir kabus anlamı taşımaktadır. Geçen sene bu zamankar, ünlü satranç ustası Kasparov ile IBM tarafından üretilen ve bu şirket için çalışan

bir ekip tarafından programlanan Deep Blue adlı bilgisayar arasındaki satranç maçı, dünya gündemini uzun bir süre işgal etmişti. Bu maç aslında dizayn ve veri-işlem yöntemi olarak birbirlerinden çok farklı iki gücün karşılaşmasıydı: bir tarafta o güne kadar oynanmış bütün satranç oyunlarının bütün hamlelerini ve karşı hamlelerini hafızasında tutarak insan beyninden çok daha büyük hızlarda pozisyon hesaplama yeteneğine sahip olan ancak zekadan, bilinçten ve ifadeden tümüyle yoksun bir makine; diğer tarafta ise bir bilgisayar için hayal edilemiyecek büyüklükte belleği bünyesinde barındırma gücüne sahip trilyona yakın beyin hücresinin komplek bağlarla birbirine bağlandığı bir işlemciye ve son derece yaratıcı bir zekaya ve bilince sahip olan, o makineyi de dizayn etme potansiyelini kendinde barındıran ancak bilgisayardan çok daha yavaş hesaplama yeteneği bulunan bir insan.

Kasparov bu kez kaybetti, ancak Deep Blue’nun zaferi, mikro işlem teknolojisindeki saniyede işlem sayısındaki büyük gelişmeler, programcıların karşılaşmaya ait bilgileri bilgisayarın hafızasına öncekine nazaran çok daha iyi yüklemeleri ve en önemlisi programlarının mantığındaki hataları (bugs) azaltmaları nedeniyleydi. Kasparov aslında, makine aracılığı ile o güne kadar oynanmış birçok oyunlardan veri derleyip kopye çeken programcılara karşı maç yapmıştı. Önceki oyunlarda oynamış bütün ustaların deneyimlerine karşı. Yani, bu maçta insan zekası dolaylı yollardan yine insan zekası ile karşılaşmıştı. Bu, karmaşık aritmetik işlemlerde, en basitinden karekök almada, zekası olmayan bir hesap makinesi ile yarışıp sonunda kendimizi ona karşı yenilmiş hissetmeye benzetilebilir.

Benzeri bir olay, Deep Blue’nun atalarından bir bilgisayarın, zamanının dama şampiyonuna karşı her maçı kazanmasıdır. Yenilmez olabilmek için bilgisayarın aynı anda 1018 pozisyonu belleğinde tutması yeterli olmaktadır. Ancak hafızada tutulacak bilgi haçmi arttıkça, insan dehasının üstünlüğü hemen ortaya çıkmaktadır. 19x19’luk tablada oynanan bir Japon oyunu olan Go’da mutlak şampiyon olabilmek için, bilgisayarın 10172 hamleyi aynı anda belleğinde tutması gerekmektedir. Bu oyunda bilgisayar şimdiye kadar amatörleri bile yenmeyi pek başaramamıştır. İnsan zekası, bilinci ve yaratıcı gücünün farklılığı ve özgünlüğü burada ortaya çıkmaktadır.

Görüleceği üzere bilgisayar bugünkü haliyle, bazı bilim kurgu filmlerinde canlandırıldığı gibi dünya üzerindeki her şeyi bilen, çözen, insandan daha zeki ve yaratıcı olmaya aday bir makine olmaktan çok uzaktır. Yapay zeka üzerinde yıllardır süregiden çalışmalar, yazılım ve donanım dünyasındaki baş döndürücü gelişmelere karşın pek az ürün verebilmiştir. Sonuçta bilgisayarların insandan üstün ya da ona eş olabileceğini düşünenler yanılmaktadırlar. Bilgisayar denen makine bugünkü şekliyle, sadece bazı işleri insandan daha hızlı yapabilme özelliğine sahiptir. Bu aynı zamanda bilgisayarların

varlık nedenidir; bizden çok daha hızlı hesaplayabilme özelliklerinden yararlanarak onları işlerimizi hızlandırmada ve kolaylaştırmada kullanmaktayız.

Bilgisayarın sınırı; bilgisayar ile etkileşimde olan tek obje olan ve onu tasarımlayan insanın kendisidir. Bilgisayara sınır koyan şey ise, insanın bilişsel (cognitive) işlevleridir, yani duygular dışında kalan tüm yüksek düzeyli beyin işlevleridir. Ancak şunu da gözden uzak tutmamak gerekir ki, o müthiş insan dehasının gelecekte yapay zeka içerebilecek bir takım maddeler üretmesi ve onları çeşitli amaçlar için kullanması da olanak dahilindedir.

Bu satırları okuduğunuz sırada bile dünyanın çeşitli araştırma laboratuarı ve üniversitelerindeki araştırmacıların, günümüzün silikon bazlı bilgisayar teknolojisine alternatif bir takım yeni teknolojiler (polimer, organik maddeler ile işlemci üretimi, anakart üzerinde elektrik yerine ışın ile veri iletimi vb) geliştirme çalışmaları devam etmektedir.

1.4. BİLGİSAYARIN YAŞANTIMIZDAKİ ÖNEMİ

Teknolojide ve buna paralel olarak bilgi iletişim hızındaki büyük gelişmeler, bilgisayarların yaşamımızdaki önemini her geçen gün daha da arttırmaktadır. Büyük bir hızla gelişen mikro-işlemci ve elektronik aygıt üretim teknolojisi, eskiden sadece özel araştırma laboratuarlarının sahip olabildiği potansiyelde ve güçteki bilgisayarları uygun fiyatlar ile günlük kullanımımıza sunmakta, her geçen gün yeni ve daha güçlü modeller üreterek fiyatların sürekli düşmesine ve bu alanda dünyadaki en hareketli pazarlardan birisinin oluşmasına neden olmaktadır. Günümüz fiyatları ile güçlü bir bilgisayar, neredeyse evimizdeki herhangi bir beyaz eşya fiyatına alınabilmektedir ve bu fiyatlar da her geçen gün düşmektedir. Yakın zamanda beyaz eşya satan bazı şirketlerin de bilgisayar sektörüne girmeleri dikkat çekicidir. Pek yakın bir gelecekte bilgisayar ile televizyon birleşerek, çok güçlü bir multimedia aracı haline dönüşeceklerdir. Dünya yazılım devi Microsoft’un bu konuda büyük plan ve yatırımları bulunmaktadır. Başka bir deyişle, yakın bir gelecekte televizyon setimizi açtığımızda, televizyon şirketlerinin arşivlerinde hizmetimize sundukları, film, belgesel, haber gibi bilgilere etkileşimli (interactive) olarak ulaşabilecek, onları kendi istediğimiz an izleyebileceğiz ve aynı ekran yardımı ile görüntülü telefon görüşmelerimizi yapabileceğiz ve hatta yolculuk yapmaya gerek kalmaksızın dünyanın birçok farklı ülkesinden kişilerle internet ağı üzerinden toplantılar (net meeting) yapabileceğiz. Bazı sektörlerde işe gitmek bile tarihe karışacak; günümüzde şimdiden bazı Avrupa ülkelerinde bilgisayarlarını network ile şirketlerine bağlayıp çalışmalarını kendi evlerinden yürütenler bulunmaktadır ve sayıları giderek artmaktadır.

Yakın geleceğin multimedia seti aracılığı ile internete bağlanarak terabyte’lar (bin gigabyte) hacmindeki bilgiye bir hamlede ulaşma gücüne de sahip olabileceğiz, korkunç

hacimlerdeki verilerden verdiğimiz kriterlere uygun olanlarını büyük bir hızla ayırıp işlemden geçirerek bilimsel veya ticari çalışmalarımızda kullanabileceğiz.

Şimdiye kadar anlatılan konulardan önemli bir gerçek ortaya çıkmaktadır: her ne konuda çalışırsak çalışalım, ister ülke ölçeğinde isterse kişisel bazda olsun, eğer teknolojik gelişmeleri izlemede ve özellikle bilgi teknolojisinde (IT: Information Technology) geride kalırsak, koşulları ve kuralları hızla değişen yeni dünyada yerimizi almakta ve korumakta zorluk çekeceğimiz ortadadır. Böylesi bir durumda gelecek kuşakla bizim aramızda oluşacak fark, bizlerle önceki kuşaklar arasında olan farktan çok daha fazla olacaktır. Kaba bir benzetmeyle yaşadığımız modern çağda kendimizi bir mağara adamı kadar üretimsiz ve çevremiz üzerinde kontrolden yoksun hissetmek istemiyorsak, bilgi teknolojisinde devam etmekte olan gelişmeleri izlemeliyiz. Bölümümüz de geçen öğretim yılının ikinci yarısından beri internet’e bağlanmış bulunmaktadır. Zaman içinde siz öğrencilerimizin de internet hizmetinden yararlanabileceği düzenlemeler üzerinde çalışılmaktadır. Internet aracılığı ile daha şimdiden çoğumuzun hayal bile edemeyeceği hacimde her konudaki bilgiye ulaşabilme olanağına sahibiz.

Bu konuda bir örnek vermek gerekirse, ilgi alanım olan petroloji ve volkanoloji konusundaki yeni gelişmeleri, bulguları, tartışmaları kişisel bilgisayarım yoluyla Internet üzerinde günü gününe izleyebilmekte, tartışmalara katılabilmekte, dünyanın çeşitli ülkelerinden araştırmacılar ile çalışma konum ile ilgili bilgi alışverişi yapabilmekteyim.

Dünyanın herhangi bir yerinde yeni bir volkanik etkinlik olduğunda haberi, olay ile ilgili diğer kuruluş ve gözlem evlerinin ağ adresleri (web site) ile birlikte otomatik olarak elektronik posta (e-mail) adresime postalanmakta. Yine elektronik posta ile dünyanın neresinde olurlarsa olsunlar diğer araştırmacılara yazı ve grafik dosyaları, fotoğraf vb gibi veriler yollayabilmekte ve alabilmekteyim.

1.5. BİLGİSAYARIN TARİHÇESİ

İnsan oğlunun hesaplama ve sıralama işlerinde kolaylık sağlamak için alet kullanmaya başlaması 1600’lü yıllara kadar gider. 1642 yılında Fransız Blaise Pascal, vergi dairesinde hesap memuru olarak çalışan babasının işlerini kolaylaştırmak için eldeleri hesaba katarak toplama ve çıkarma işlemlerini yapabilen ilk makineyi geliştirdi. İkili sayı siastemine göre çalışan bu makinenin en büyük eksikliği, işlem sıralarının kullanıcı tarafından belirtilmesiydi. Daha sonra Alman Gottfried Wilhelm Leibniz, Pascal’ın toplama makinasını daha da geliştirerek, çarpma, bölme ve karekök alma işlemlerini de yapabilen bir makine geliştirdi. Leibniz çarkı olarak bilinen bu makine, ticari alanda kullanılan ilk önemli hesap makinesidir.

1801 yılında Fransız Joseph Marie Jacquard, delikli kartlar kullanarak otomatik dokuma tezgahında desen ve renk ayrımları yapan bir makine geliştirmiştir.

Mekanik hesap sisteminde ilk belirgin gelişmeleri başlatan ve bugün bilgisayarın babası olarak adlandırılan kişi, bir kaşif ve matematikçi olan İngiliz Charles Babbage’dır.

Babbage, eşitliklerin çözümü için el yapımı matematik tablolarını bulduktan sonra, asıl amacı olan matematiksel işlemleri yapan bir makine tasarımlamak üzere girişimlere başladı. Fark makinesi adı verdiği bir mekanik model oluşturdu. Bu makineler bilgileri komutlar dizisi halinde iletmekte ve daha önceden yapılmış bir programa göre hesaplamalar yapabilmekteydi. Babbage daha sonra “aralık makinesi” adını verdiği ve birçok hesap işlemini bir arada yapabileceğini umduğu bir makine üzerinde çalıştı. Ancak her iki çalışması da yarıda kaldı. Babbage’ın bu çalışmaları, bilgisayarın önceki satırlarda değinilen bazı özelliklerini ortaya çıkarmıştır:

• bilgi giriş aygıtı

• işlenmek üzere beklemekte olan bilgileri tutacak bir depolama

• bilgileri işleyen bir hesap makinesi

• işleri yönlendirecek bir kontrol aygıtı

• bir çıkış aygıtı

Daha sonra bir istatistikçi olan Herman Hollerith, 1890 ABD nüfus sayımının değerlendirilmesinde işlemlere hız kazandırmak üzere cetvel hazırlama makinesi geliştirmiştir. Bu makine ile delikli kartlar ilk kez kullanıldı ve büyük başarı elde edildi.

Daha sonraki dönemde 1970’li yıllara kadar kullanılan bu kartlara Hollerith kartları adı verildi. Babbage makinesinde mekanik gücü kullanmayı tasarlamışken, Hollerith elektrik enerjisini kullanmıştır. Hollerith, 1924 yılında Uluslararası İş Makineleri (International Business Machine) adlı ya da günümüzde kısaltması ile IBM olarak bilinen bilgisayar şirketini kurdu. İlk elektronik bilgisayar ise 1945 yılında ABD’de askeri amaçlar için üretilen ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) dır. Bu ilk makine çok büyük miktarda ısı yaydığı için özel soğutma sistemine gerek duyuyordu. Ağırlığı 30 ton olan bu makinede 18.000 adet radyo lambası kullanılmıştı. Makine 139 m² yer kaplıyordu.

1959 yılına kadar yapılan birkaç makine, ABD ve İngiltere’de bilimsel amaçlarla kullanılmaya başlanmıştır. Bilgisayarların tarihçesini, bilgisayar teknolojisindeki atılımlara göre başlıca dört evrede inceleyebiliriz.

1.5.1. BİRİNCİ KUŞAK BİLGİSAYARLAR (1951-1958)

Bu kuşak bilgisayarları, devrelerinde radyo lambalarının kullanıldığı büyük, ağır, hantal, müthiş enerji tüketen, maliyetleri astronomik, aşırı ısı üreten, bunlara karşılık çok

az iş üreten aygıtlardı. Bunların diğer bir dezavantajları da, programlarda kullanılan dilin İngilizce gibi yaygın bir dil olmayıp, sayıların kullanıldığı makine dili (assembler) olmasıydı. Bu ilk makineler bu nedenle, veri işlem uygulamalarından ziyade bilimsel ve mühendislik hesaplamalarında kullanılmışlardır. UNIVAC (Universal Automatic Computer) ve EDVAC, birinci kuşağa örnek verilebilir.

1.5.2. İKİNCİ KUŞAK BİLGİSAYARLAR (1959-1964)

Bu kuşak bilgisayarlarda lambaların yerini, kaşifine Nobel ödülü kazandıran transistörler almıştır. Transistörlerin çok az yer kaplaması, ısınma süresi gerektirmemesi, daha az enerji harcaması, hızlı ve güvenli olması, radyo lambalarına göre en önemli avantajlarındandı. Bu kuşağın bilgisayarlarının öncekilere göre çok daha hafif olmaları ve az ısı üretmeleri maliyetlerinin de düşmesine neden oldu. Yazılım alanında ise sembolik dil, makine dilinin yerini aldı. 1954 yılında Fortran ve 1959 yılında Cobol dillerinin geliştirilmesi sonucunda insan-makina arasındaki iletişim çok daha kolaylaştı. Bu dönemin önemli bir diğer özelliği ise, manyetik diskli sabit belleklerin yani hard disklerin ilk örneklerinin geliştirilmesi idi.

1.5.3. ÜÇÜNCÜ KUŞAK BİLGİSAYARLAR (1965-1970)

Bu dönem bilgisayarlarında transistörler yerlerini tümleşik (entegre) devrelere bıraktılar. Çok sayıda yarı iletken elemanı (transistör) içeren tümleşik devreler, yarı iletken özelliklerinin üstünlüğü nedeniyle silikon malzemesinden yapıldılar. Bu devreler çok daha az yer kaplamaları, az güç tüketmeleri, düşük maliyetle üretilebilmeleri, güvenli olmaları ve ısı problemi göstermemeleri nedeniyle tercih edildiler. Üçüncü kuşakta yazılım alanında da büyük gelişmeler yaşandı. Birden fazla programın aynı zaman diliminde çalışmasına, zaman paylaşımına (multitasking) ve terminaller arasında doğrudan bağlantı kurulabilmesine olanak sağlamaları, özellikle bankacılık alanında önemli gelişmelere neden olmuştur. Bu kuşaktaki bilgisayarlar arasında artık mikrobilgisayarlar da yer almaya başlamışlardı. Bu bilgisayarlar, daha hafif, küçük ve ucuz olmaları nedeniyle orta ve küçük ölçekli işletmelerde kullanım alanı kazandılar. IBM’in o dönem ürettiği IBM-360 bu tür bilgisayarlara iyi bir örnek olarak gösterilebilir.

1.5.4. DÖRDÜNCÜ KUŞAK BİLGİSAYARLAR (1971-günümüz)

Teknoloji olarak üçüncü kuşağın devamı olan bu dönemde, mikro işlemciler konusunda büyük gelişmeler yaşanmıştır. Bu dönem bilgisayarları zaman içinde giderek daha büyük giriş/çıkış (input/output: I/O) kazanırlarken, güvenilirlikleri ve hızları artmış ve fiyatları da önemli oranda düşmüştür. Böylece, bütün alanlarda yaygınca kullanılır hale gelmişlerdir.

Çoklu programlama ve işlem, yüksek düzeyli programlama dillerinin ortaya çıkmasına neden olmuştur. Modern bilgisayarların hızları nanosaniyeler (saniyenin milyarda biri) mertebesine kadar yükselmiştir.

2. BİLGİSAYAR DONANIMI

Bu bölümde genel olarak bilgisayarların donanımı (hardware) üzerinde durulacaktır.

Donanım konusunda sizlere sadece gerekli temel bilgilerin verilmesi ve gereksiz ayrıntıdan mümkün olduğunca kaçınılması planlanmıştır. Ancak hazırlanan bu notların, el altında her an bulunacak bir kaynak olarak kullanılabileceği ve bu konuda daha derin bilgi almak isteyen arkadaşlarınıza doyurucu bilgi verebilmesi gerektiği düşüncesinden hareketle, belirli oranda bir ayrıntıya ister istemez girilmektedir. Bu bölümün içeriği ile varılmak istenen temel amaç, sizlerin bilgisayar dünyasındaki temel donanım terminolojisini (jargon) anlayacak düzeye gelmenizi sağlanmaktır.

Donanımın genel bir tanımını yapmak gerekirse:

Donanım, bir bilgisayara verilen bilgilerin işlemden geçirilerek değerlendirilmesi ve ardından sonuçlarının elde edilebilmesi için gerekli olan fiziksel, elektrik ve elektronik parçalarının tümüne verilen genel bir isimdir.

Herhangi bir modern kişisel bilgisayara (personal computer: PC) dıştan baktığımızda gözümüze başlıca üç temel donanım öğesi çarpar:

(1) sistem birimi (bilgisayar kasasının içindekiler), (2) ekran (monitör) ve

(3) klavye / fare (keyboard/mouse).

Sistem birimi, bünyesinde bilgisayara girilen verilerin depolandığı ve işlendiği bir grup donanımı içerir ve bunların genellikle tümü, koruyucu bir kasa (case) içinde gözden uzak bulunmaktadırlar. Ekran, bilgisayar ile kullanıcı arasındaki vazgeçilmez bir donanım birimidir ve kullanıcının bilgisayardaki işlemlerini görerek, etkileşimli bir şekilde sürdürmesini (çıktıyı) sağlar. Klavye ve fare ise, kullanıcının bilgisayara veri girmesinde kullanılan araçlardır.

Aşağıdaki satırlarda, önce modern bir bilgisayarın anatomisi başlığı altında donanımında hangi parçaların olduğu ve bunların görev, çalışma biçimi ve prensipleri hakkında özet bilgiler verilecek, ardından mikro-işlemcilerin ilk ortaya çıktıkları günlerden

günümüze kadar gelişimleri incelenerek, diğer donanım birimlerindeki ve yazılımlardaki gelişmelerdeki payları ve dolaysı ile bilgisayar dünyasının bugünkü düzeyine gelmesindeki rolleri irdelenecektir.

2.1. BİR BİLGİSAYARIN ANATOMİSİ

İster PC ve Macintosh, ister daha güçlü bilgisayarlardan Sun, Silicon Graphics, HP olsun, tümüyle farklı türlerde ve tasarımlarda bile olsalar tüm bilgisayarlarda ortak donanım birimleri vardır. Bilgisayar donanımını, sistem birimi ve çevre birimleri olmak üzere başlıca iki ana bölüme ayırarak inceleyebiliriz.

1. Sistem birimi (system unit): çevre birimi dediğimiz donanım parçalarının dışındaki bütün birimleri içerir ve bilgisayar kasası içinde yer alır. Şu parçalardan oluşur:

1.1. Anakart (main board veya mother board): diğer tüm donanım bileşenlerinin ve çevre birimlerinin kontrol edildiği, üzerinde veri-işlem ve bilgi depolama işlemlerinde kullanılan mikro-işlemci, RAM, Bios ROM ve yonga seti gibi bazı entegre devreleri bulunduran, hem sistem birimi ile çevre birimleri arasındaki ve hem de sözkonusu sistem biriminin kendi içindeki parçalar arasındaki bağlantıları ve veri alış-verişini sağlayan donanım birimidir. Anakart üzerinde lehimlenerek sabitlenmiş bazı donanım birimleri vardır:

1.1.1. Yonga takımı (chip set),

1.1.2. Kart ve RAM genişletme yuvaları (expension slots), 1.1.3. Giriş ve çıkış kapıları (I/O ports),

1.1.4. Klavye ve fare kontrol entegreleri.

1.1.5. Sabit (hard) disk ve disket sürücü kontrol birimi,

1.2. Mikro işlemci (micro processor) veya merkezi işlem birimi (central processing unit: CPU) ve üzerine takıldığı soket,

1.3. Yardımcı işlemci (coprocessor),

1.4. RAM (Random Access Memory) belleği, 1.5. Bios ROM belleği (Read Only Memory), 1.6. Cache belleği (Cache memory),

1.7. Kasa (case) ve güç kaynağı (power supply).

2. Çevre birimleri (peripheral units): Bilgisayara veri giriş ve çıkışını sağlayan

birimlerdir. Yaptıkları işe göre üçe ayrılırlar:

2.1. Giriş birimleri (Input Units): bilgisayara verilerin sadece girişini sağlayan birimlerdir. Bunlar:

2.1.1. Klavye, 2.1.2. Fare,

2.1.3. Işıklı kalem, 2.1.4. Optik okuyucu, 2.1.5. Tarayıcı (scanner), 2.1.6. Mikrofon,

2.1.7. Sayısallaştırıcı (digitiser), 2.1.8. Joystick.

2.2. Çıkış birimleri: verilerin bilgisayardan çıkışını sağlayan birimlerdir:

2.2.1. Ekran,

2.2.2. Görüntü kartı (video card), 2.2.3. Yazıcı (printer),

2.2.4. Çizici (plotter),

2.3. Giriş/çıkış birimleri (I/O Units): bilgisayara hem veri girişini ve hem de bilgisayardan veri çıkışını sağlayan birimlerdir:

2.3.1. Sabit disk (hard disk), 2.3.2. 3.5” ve 5¼” Disket, 2.3.3. RAM disk,

2.3.4. Optik disk,

2.3.5. Manyetik yedekleme (backup) ünitesi ve bandı, 2.3.6. Genişletme kartları (en yaygınları):

2.3.6.1. Fax/modem kartı, 2.3.6.2. Ses kartı,

2.3.6.3. Video yakalama kartı (video capture card).

2.3.6.4.

2.2. DONANIM AYGITLARININ SİSTEMATİK İNCELENMESİ

Yukarıda, bir bilgisayarın anatomisinin temel unsurları incelenirken, bütün bilgisayarlarda kullanılan donanım birimlerinin (modules), sistemler farklı olsalar da aynı olduklarına değinilmişti. PC, Macintosh, Sun, HP, Digital Alpha ve Silicon Graphics gibi

çeşitli sistemler arasındaki esas fark, bunların devrelerinin iç dizaynlarında ve bu amaçla kullanılan teknolojilerde yatmaktadır. Bu bölümden başlayarak daha ağırlıklı olarak çevremizde en yaygın bulabileceğimiz PC’ler üzerinde durmaya başlayacağız.

2.2.1. SİSTEM BİRİMİ

2.2.1.1. ANAKART (Motherboard)

Sistem ve bazı çevre birimlerinin üzerine, ya sabit olarak lehimlenerek ya da genişletme yuvaları ve soketler yardımıyla monte edildikleri, bilgisayarın ana iskeletini oluşturan bilgisayardaki en büyük baskılı devre kartıdır. Anakart, sistem ve çevre birimleri arasındaki bilgi akışını sağlar. İşlemci ile birlikte temelinde yer aldığı sistemin hangi

Şekil 1.1. Modern bir anakartın genel görünümü.

performans sınıfına dahil olduğunu belirler; örneğin en yavaştan en hızlıya doğru sıralandıklarında PC dünyasındaki 8088, 8086, 286, 386, 486, Pentium, Pentium Pro ve Pentium-II işlemci sınıflarının her biri için ayrı türde anakartlar vardır ve işlemciler kendi sınıfları için üretilenler dışında başka anakartlara uymazlar. Pentium ve Pentium II anakartları dışındaki tüm kartlar, artık eski teknoloji olduklarından ve günümüz yazılım uygulamaları için yetersiz kaldıklarından rağbet görmemekte ve dolaysıyla günümüzde üretilmemektedirler.

Anakartlar, yalıtkan ve ısıya dayanıklı malzemeden yapılmıştır. Bunlar, ileri baskılı devre teknolojisi ile her anakartta birkaç kat (layer) olacak şeklinde (4 ila 8 adet) imal edilirler. Her bir katta, donanımdaki birimlerin birbirleri ile elektriksel bağlantısını sağlayan çok sayıda iletken hatlar bulunur. Bilgi, bu hatlar üzerinde düşük voltajlı ve çok yüksek frekanslı (ör. 66-100 Mega <milyon> Hertz gibi) bir elektrik akımı şeklinde dolaşır.

a) Yonga takımı (chipset)

Her anakart üzerinde yonga takımı olarak adlandırılan entegre devreler vardır. Bunlar, kartın birlikte çalışmak üzere tasarlandığı işlemci sınıfının tüm özelliklerini en verimli şekilde kullanmak üzere farklı firmalarca farklı mimarilerde dizayn edilirler. Bir kartın üzerindeki yonga takımı, o kartın performansını önemli ölçüde etkiler. Son yıllarda PC dünyasındaki mikro işlemci devi Intel şirketi, ürünlerinin gücünü en iyi şekilde ortaya koymak üzere işlemcilerine en uygun yonga takımlarını ve kartları da üretmeye başlamıştır.

b) Kart ve RAM genişletme yuvaları (expension slots)

Kart genişletme yuvaları, bir sistem biriminin (yani asıl bilgisayarın) bütün çevre birimleri ile bağlantı kurmasını, yani elektrik sinyaller alışverişinde bulunmasını mümkün kılan bileşenlerdir. Bir başka tanımla bilgisayarın dış dünyaya açılan pencereleridir.

Bunlar, anakart üzerinde bulunan, ince-uzun, yalıtkan bir plastik dış çerçeve içinde yer alan ve içlerinde bir dizi bağlantı ucu kapsayan özel soketlerdir. Bu soketler, bilgisayarın işlemcisinden gelen veri yolunun, genişletme yuvasına takılacak kartlarla elektriksel bağlantısını sağlarlar ve böylece mikro işlemci ile genişletme kartı arasında transit bir yol açılmış olur. Genişletme kartlarının alt taraflarında genişletme yuvalarına uygun çıkıntılar vardır.

Genişletme yuvaları üzerine özel amaçlar için üretilmiş genişletme kartları takılarak bilgisayarın donanımı istenilen ölçüde geliştirilebilir, böylece bilgisayara temel sisteminde

olmayan bazı özellikler de kazandırılabilir. Örneğin bir ses kartı takılarak gerekli yazılımları yükledikten sonra istediğiniz kaynaktan elde edilmiş sesleri kaydetmek, kaydedilen sesi dinlemek, karta bir klavye bağlamak, kartın ROM belleğinde saklanan enstrüman seslerini kullanarak klavye ile müzik yapmak, çok sayıda enstrümanı kullanarak elde ettiğiniz melodileri ve diğer sesleri birleştirmek (mixing) mümkündür. Eğer genişletme yuvalarından birine bir faks/modem kartı takılırsa, bilgisayara tam bir fax makinası fonksiyonunu kazanır; herhangi bir programla yazdığınız yazı veya çizdiğiniz şekli istediğiniz yere fakslayabilir, faks alabilir, ekranda görebilir, sabit diskte istediğiniz sürece saklayabilir ve eğer büronuzda kullanmak istiyorsanız yazdırarak dosyalayabilirsiniz. Aynı şekilde bir televizyon kartı takarak ekranda televizyon seyretmeniz, FM kartı takarak radyo dinlemeniz, bir video görüntü yakalama (capture) kartı takarak video, video kamera veya televizyondan alınan dijital görüntüleri kalıcı bellekte saklamanız, üzerlerinde istediğiniz gibi oynamanız mümkündür. Özel bir kart ve ona bağlı küçük bir kamera ile artık hareketli görüntülerinizi sesiniz ile birlikte internet hattı üzerinden dünyanın öbür ucuna eş zamanlı olarak yollamanız, büronuz veya evinizde otururken yolculuğa gerek kalmadan farklı ülkelerden kişilerle ortak bir konferansa katılmanız artık hayal olmaktan çıktı. Scanner, plotter, digitiser gibi özel bazı aygıtlar, bilgisayar donanımı ile birlikte çalışabilmelerini sağlayacak özel kartlar ile birlikte satılmaktadır. Bu kartlar genişletme yuvalarına takılıp gerekli yazılım yüklendikten sonra, sözü geçen aygıtlar bu kartların arkasındaki özel soketlere ara kablolar ile bağlanırlar. Bu örneklerden de görüleceği gibi genişletme kartları aslında basit işlemleri yapmak üzere özelleştirilmiş elektronik devreler içeren kart şeklindeki donanım modülleridir.

Sabit disk ve fare kontrol birimleri, eskiden genişletme yuvalarına takılan ve hard disk kontrol kartı adlı ayrı bir kart üzerindeydi. Günümüzdeki modern Pentium anakartlarında ise bu kartlar tamamen kaldırılarak gerekli devreler anakart üzerine alınmış ve giriş/çıkış birimlerine doğrudan bağlantı sağlanmıştır.

RAM hafıza çubukları da anakart üzerindeki özel genişletme yuvalarına takılmaktadır.

Bunlar kart genişletme yuvalarına göre daha küçüktürler ve beyaz renklidirler. Eski 486 sınıfı işlemci kartlarında 30 uçlu (pin) ve bazen de 72 uçlu³ RAM çubukları kullanılıyordu.

Günümüzde ise Pentium anakartlarının tümünde 168 uçlu SDRAM çubuklarının uyacağı 2 adet genişletme yuvası vardır. SDRAM teknolojisi ile RAM performansı, 72 pin RAM modüllerine göre %50 kadar artmıştır.

3 Bağlantı ucu sayısı.

c) Veri Yolları

Anakart üzerindeki tüm haberleşmeler veri yolu (bus) ismi verilen birimler üzerinden sağlanır. Veri yolları, anakart üzerindeki bağlantıların tümünü içerir. Bunlar ana kartın üzerinde örümcek ağı gibi dolanırlar ve genişletme yuvalarında son bulurlar. Mikro işlemci ile ana bellek arasındaki bilgi alış verişi, ekrana ve yazıcıya bilgi aktarımı ve akla gelebilecek her tür bilgi akışı, veri yolları aracılığıyla gerçekleştirilir. Bunun için yollar, bir bilgisayar sistemi içindeki ana haberleşme sistemi olarak da adlandırılabilir. Intel’in 286, 386SX işlemciler 16 bit’lik, 386DX ve 486 ve Pentium işlemcileri ise anakart üzerinde 32 bit’lik veri yollarını kullanmaktadır. Bir sistemde mikro işlemcinin hızı, o sistemin performansını tek başına belirlemez; o işlemci ile bağlantı halindeki veri yolunun da büyük önemi vardır.

Bir bilgisayardaki veri yollarından iki farklı türde bilgi transfer edilir: (1) gerçek (işlenecek) veri ve (2) transfer edilecek bu veriyle ilgili adres. Adres bilgisinin transfer edildiği hatlara adres yolu (address bus), verilerin transfer edildiği hatlara ise veri yolu (data bus) adı verilir. Bir de üçüncü türden bir veri yolu vardır ki, bunun görevi önceki iki hat üzerinden iletilen bilgilerin doğru gidip gitmediklerini denetler. Buna ise denetim yolu (control bus) adı verilir. Bir mikro işlemci, herhangi bir bellek adresinden bir veriyi almak istediğinde, önce adres veri yolundan istediği verinin bellek adresini yollar, istenen veriler toplanır ve veri yolu üzerinden işlemciye gönderilir.

Veri yolu veya diğer adı ile bus mimarisinin de zaman içinde donanımdaki diğer öğelerdeki ve özellikle mikro işlemcideki gelişmelere paralel olarak evrim geçirdiğini görmekteyiz. 1979 yılında geliştirilen Intel 8088 ve 8086 işlemcili orijinal IBM PC’nin veriyolu 8 bitlik idi. Bu yüzden makine bir anda 8 bit yani 1 byte veri transfer edebiliyor ve işlemcisi de 1 mega byte veri adresleyebiliyordu. Daha sonra bit sayısı 16, 32 ve Pentium işlemcilerde 64’e kadar arttırıldı. Bir mikro işlemci ne kadar çok bitlik ise, adresleyebileceği veri miktarı da o oranda fazla demektir. Dolaysı ile hızı ve performansı da o oranda artacak demektir. Aynı şekilde veri yolunun dizaynı da performans açısından son derece önemlidir. Geçmişten günümüze veri yolu mimarisindeki gelişmeler ve kullanılan terimler, aşağıdaki satırlarda açıklanmaktadır.

ISA⁴ (Industry Standard Architecture) veri yolu mimarisi: 1980’li yıllarda AT PC’lerde kullanılan 16 bit genişliğindeki veri yoludur. Mikro işlemcilere 16 bit iletebilmesini ve 16 mega byte bilgiyi adresleme olanağı veren ilk mimaridir.

4 Ayza olarak okunur.

Günümüzdeki modern Pentium anakartlarda halen ISA mimarisi kullanan birkaç genişletme yuvası bulunmaktadır. Bunlara fazla hız gerektirmeyen türden (ses kartı, scanner kartı, fax/modem vb. gibi) kartlar takılmaktadır.

MCA⁵ (Micro Channel Architecture) yol mimarisi: Veriler basit bir adres ile yollanmak yerine bir kanal boyunca çekilip alınırlar. Bu sistemde veriyi alacak birime, verinin yeri bildirilir. Daha sonra bu bileşene verinin aktarılacağı kanala erişme izni verilir. IBM tarafından geliştirilmiş ve bu firmanın üretmiş olduğu PC/2’lerde yaygınca uygulanmış bir yol mimarisidir. Bu veri yolu için üretilen kartlar, pahalıdırlar ve ISA ve VESA ile uyumsuzdur. MCA günümüzde yerini PCI veri yoluna bırakmıştır.

EISA⁶ (Enhanced Industry Standard Architecture) veri yolu mimarisi: Compaq firması liderliğinde PC üreticisi 9 firma tarafından MCA’a rakip olarak tasarlandı. 32 bitlik 386DX ve 486 işlemcilerin performansını tam anlamı ile değerlendirebilmek amacıyla geliştirildi. EISA yolunun 32 bit bant genişliği ve mimarisi ona yüksek hızlarda bilgi aktarabilme ve çok işlemciyle çalışabilme özelliklerini kazandırmıştı. Bu veri yolunun bir seferde 32 bit veri aktarabilme ve 4000 megabyte (4 gigabyte) veriyi adresleyebilme özelliği vardı. Bunun dışında ISA yolu ile tam uyumluluk gösteriyordu. Bu nedenle zamanındaki grafik amaçlı bilgisayarlarda ve sunucularda (server) yaygınca kullanılmıştır.

EISA’nın MCA’den üstünlüğü, eski ISA mimarisi ile tam uyumlu olması, en büyük dezavantajı ise pahalı olmasıydı. Hatta bu nedenle bazı şakacı bilgisayarcılar, EISA’nın başındaki E’nin pahalı (Expensive) olarak yorumlayıp bu mimariyi pahalı ISA olarak isimlendirmişlerdir. Günümüzde ise yerini PCI teknolojisine bırakmıştır.

VESA yerel veri yolu mimarisi (VESA local bus architecture): 80486 gibi 32 bitlik işlemcilerin yaygınlaşmasından sonra, ISA yolunun bu işlemciler için oldukça yetersiz ve yavaş kaldığı görülmüştü. Özellikle grafik uygulamalarında bu gerçek apaçık ortaya çıkmaktaydı. Bunu telafi edebilmek amacıyla bazı firmalar, 90’lı yılların başlarında 16 bitlik ISA genişletme yuvaları yanına daha hızlı bir veya iki 32 bitlik yuva daha eklemenin yollarını aradılar. Sonuçta yerel veri yolu (local bus) adlı kavram ortaya çıktı. Bu ilk veri yollarının, ilk uygulamalarını özellikle grafik kartlarında görmekteydik. Ancak her firmanın

5 Em-si-ay olarak okunur.

6 İza olarak okunur.

kendi tasarımı ayrı bir çözüm ile ortaya çıkması, farklı üreticilerin kart ve genişletme yuvalarının birbirleri ile uyumsuz olmasına yol açtı. Böylece sadece kart üreten üreticiler her marka için farklı bir kart üretmek gibi bir zorluk içine girdiler.

Uyumsuzluk sorununu çözmek üzere tanınmış anakart üreticileri birleşerek VESA yerel veri yolu standardını geliştirdiler. Bu veri yoluna “yerel”

denmesinin nedeni, mikro işlemci ile genişletme kartı arasına işlemcinin performansını büyük oranda değerlendirebilecek kadar hızlı bir hat çekilmesiydi. Böylece işlemci, genişletme kartı ile olan işlemleri halletmek üzere bu karta hızlı bir veri yoluyla doğrudan transit olarak bağlanıyordu.

VESA veri yolu bu nedenle işlemciden bağımsız olarak çalışamamaktaydı.

Veri yolunun hızı ise, kartın saat hızına göre (25, 33, 40 MHz gibi) farklı değerlerde olabilmekteydi. Ancak bu mimari en fazla 2, 3 kartı destekleyebiliyor, eklenen her yeni kart ise veri yolunun performansını düşürüyordu. Bu nedenle, VESA veri yolu, 486 sınıfı işlemcilerin hızlarını değerlendirebilmek için geliştirilmiş geçici bir çözümdü ve en yaygın olarak grafik kartlarında ve bazen de hard disk kontrol kartlarında kullanım alanı buldu. Geçen sene popüler olan 66 MHz’lik 486 DX2 ve 100 MHz’lik 486 DX4 işlemcili bilgisayarların birçoğunda bu veri yolu, ucuz olması ve bu veri yolunu kullanan bol miktarda kartın ucuza bulunabilmesi nedeniyle yaygınca kullanılmaktaydı.

PCI ⁷ (Peripheral Component Interconnect) veri yolu: Mikro işlemci alanında adeta tekelleşmiş olan Intel firmasının, VESA standardına sahip sistemlere alternatif ve aslında rakip olarak 1994-1995 yıllarında geliştirdiği bir veri yolu standardıdır. Bu mimari, IBM, Compaq, Apple Macintosh ve NEC gibi büyük firmalar tarafından ortaya çıktığı günden beri desteklenmiştir. Günümüzdeki modern Pentium işlemcili ana kartlarda ise VESA yerini tümüyle PCI’a bırakmıştır. PCI’ın en önemli özelliklerinden birisi, işlemciden bağımsız olarak çalışmasıdır. PCI bir denetleyici ve bir de hızlandırıcı modüllerinden oluşur.

PCI hızlandırıcı tampon bellekte verileri saklar, böylece bu verileri çevre birimlere yollarken aynı anda ana bellekten yeni veriler alabilir. Ayrıca işlemciden bağımsız olduğu için VESA’ya oranla daha fazla çevre birimi destekleyebilir ve en önemlisi Pentium gibi bir işlemci ile tam uyumludur.

7 Pi-si-ay olarak okunur.

Günümüzde Apple’ın ürettiği Power PC bilgisayarlarda da artık bu mimari kullanılmaktadır.

NuBus veri yolu mimarisi: Apple Macintosh bilgisayarların Power PC öncesindeki modellerinde kullanılmış olan 32 bitlik veri yolu mimarisidir. IBM dünyası standartlaşma ve alternatif teknolojiler bulmak için 16 ve 32 bit arasında savaş verirken, Mac dünyasında NuBus teknolojisi herhangi bir uyumsuzluk problemi olmadan etkin şekilde kullanılıyordu. Ancak yeni Power Mac ve G3 işlemcili Macintosh sistemlerinde de NuBus yerine PCI kullanılmaya başlandığı görülmektedir.

d) Giriş ve Çıkış Kapıları (I/O ports)

Klavye ve fare gibi giriş birimlerinin yanı sıra PC’lerle dış dünya arasındaki veri alış verişi değişik yollardan sağlanır. PC’lerde genişletme yuvalarından birine takılan bir I/O (Input and Output) kartı, çevre birimlerle bağlantının kurulmasında kullanılır. Bu kart arkasındaki soketler port olarak isimlendirilir ve fare, klavye, yazıcı gibi aygıtlar bu soketlere ara kablolar yardımıyla bağlanarak çalıştırılırlar. Günümüzdeki modern anakartlarda I/O kartındaki bütün bu üniteler ana kart üzerine taşınmıştır ve giriş/çıkış soketleri, anakart üzerinde bulunmaktadır.

I/O çıkış kapıları seri ve paralel olmak üzere iki türdür. Seri çıkış, verileri bilgisayara bir dizi şeklinde, her seferde bir bit olacak şekilde göndermek ve geri almak için oluşturulmuş bir kapıdır. Seri kapılara fare, yazıcı ve dıştan takılan modemler bağlanır.

Aynı şekilde bir bilgisayar seri kapı ile diğer bir bilgisayara bağlanarak veri transferi sağlanabilir. Seri çıkışlar COM Ports (Communication Ports: iletişim kapıları) olarak adlandırılırlar. Bir bilgisayarda birden çok COM kapısı bulunabilir (ör. COM 1, COM 2 gibi). Bu kapılarda bağlantı, 25 veya 9 iğneli bağlantı uçları içeren fiş ve soketlerle sağlanır.

Paralel çıkışlarda da seri çıkışlarda olduğu gibi veri gönderilir ancak bir seferde bir byte, her biri bir bit olmak üzere 8 kanaldan aktarılır. Bitler aynı anda gönderildikleri için, kablo üzerinde birbirlerine paralel gönderiliyorlarmış gibi olurlar. Kapının ismi de buradan gelmektedir. İlk kez Centronics şirketi tarafından geliştirildiği için Centronics arabirimi olarak da adlandırılır. Bir defada bir byte’ın tümünü yollamaya olanak verdikleri için paralel port’lardan çok daha hızlıdırlar. Ancak kablo uzunluğu arttıkça bu hatların güvenilirliği azalır. Bunun esas nedeni, uzun kablolarda verilerin birbirlerine karışmasıdır (crosstalk). Bu yüzden yazıcıların kablo uzunlukları için limitler vardır. Bir bilgisayarda birden fazla paralel çıkış bulunabilir ve bunlar LPT1, LPT2 şeklinde isimlendirilirler.

2.2.1.2. MİKRO İŞLEMCİ (CENTRAL PROCESSING UNIT: CPU)

En kısa ve net tanımıyla “bilgisayarın beynidir”. Veri işlemi sırasındaki bütün aşamaları yönetir, diğer tüm donanım bileşenlerini idare eder. Ancak register denen çok küçük boyuttaki bileşen dışında verileri kendi içinde saklayamaz; bu nedenle de ana hafıza adlı bir bileşene gereksinimi vardır. İşlemcinin anakart üzerindeki veri yolları aracılığı ile sistemdeki bütün bileşenlere ya doğrudan ya da dolaylı olarak bağlantısı vardır. İşlemciler, işlem yeteneklerini, üzerlerinde bulunan çok sayıda transistörlerden alırlar. Bir işlemcideki transistörlerin sayısı çoğunuzun tahmin edebileceğinden de fazladır; artık modası geçmiş sayılan bir Intel 486 işlemcisi içinde bile 1.2 milyon transistör vardır. Modern bir Intel Pentium işlemcide ise 3.1 milyon transistör bulunmaktadır. Bu kadar çok transistörün bulunduğu alan ise birkaç cm² yi geçmez.

Günümüzde işlemcilerin tümü, ideal yarı iletken özelliklere sahip bir materyal olan silikondan (Si) üretilirler. Wafer (gofret) adı verilen ince silikon yongalar üzerinde milyonlarca transistörün ve bunları birbirlerine bağlayan karmaşık devrelerin oluşturulması, optik, kimyasal ve ısıl işlemlerin bir kombinasyonu ile gerçekleştirilir. Bir mikro işlemcinin dizayn aşamasında önce devre şemasının yüzlerce kere büyütülmüş bir şekli çizilir. Transistörler, diğer elektronik elemanlar ve bunları birbirine bağlayan hatlar belirlenir. Mikro işlemciyi oluşturacak olan silikon yongası üzerinde bu elemanların oluşturulabilmesi için gerekli kimyasal ve ısıl işlemlerin sırası ve kullanılacak yöntem belirlenir. İşlemci üretiminde uygulanan çok basit ancak yüksek teknoloji gerektiren bir yöntem vardır: silikon yonga üzerindeki çalışmaları birkaç kademeli olarak yürütmek ve her kademede fizksel/kimyasal işleme sokulmak istenmeyen alanları letraset gibi bir kaplama malzemesi ile tamamen kaplayarak sadece açıkta kalan alanların reaksiyona girmesini sağlamak.

Silikon yongalar önce film benzeri ışığa duyarlı bir malzeme ile kaplanırlar. Büyük devre şemaları, sadece birkaç cm² alana sahip silikon yonga üzerindeki bu tabaka üzerine çok hassas optik düzeneklerle yansıtılırlar ve tabakanın ışık gören kesimlerinin tepkimeye girmesi sağlanır. Işık görmüş olan kesimler, yine kimyasal yolla temizlenir. Açıkta kalan alanlardaki silikon materyalin kalınlığı ve elektriksel davranışı kimyasal ve ısıl işlemlere sokularak değiştirilir. Bu işlem farklı şemaların optik yolla küçültülüp aynı yonga üzerine çok hassas bir şekilde defalarca üst üste gelecek şekilde düşürülmesi ve her seferinde farklı bir kimyasal işlemin uygulanması şeklinde sürdürülür. Böylece birkaç ayrı işlem sonucunda oluşan hatların düğüm noktalarında transistör gibi devre elemanları ve bunları bağlayan hatlar oluşur. Burada en büyük problem, bu olayın gerçekleştirildiği ölçeğin inanılmaz derecede küçük, transistörlerin ise birbirlerine inanılmaz derecede yakın

olmalarıdır. Örneğin Pentium işlemcilerde veri yollarının genişliği 0.3 mikrona (1 mikron

= 1/1000 mm) kadar inmektedir. Bu nedenle, ışıktaki saçılmaları önlemek amacıyla, bu işlemlerde normal ışık yerine belirli dalga boyuna sahip ışık kullanılmaktadır.

Bir işlemci ile ilgili en merak çok edilen konulardan birisi, o işlemcinin klavye veya fare gibi farklı kaynaklardan aldığı komutları tam olarak nasıl algıladığı ve işleme soktuğudur. Veriler herhangi bir yoldan bilgisayara girildiğinde önce elektrik sinyallerine çevrilirler. Sinyaller iki durumdan oluşurlar: kapalı (on=1) veya açık (off=0). Elektrik sinyaliyle bunu yapmak kolaydır; elektrik ya vardır (1) ya da yoktur (0). Bu, iki durum prensibi (two state principle) olarak bilinir. İki durum prensibini tanımlamak için, iki parçadan oluşan anlamına gelen ikili (binary) terimi kullanılır. Bilgisayarlarda veriler, binary digits adlı temel elemanlarına yani kısa adıyla bits’lerine ayrılarak 0 ve 1 (yani açık ve kapalı) sayıları ile değerlendirilirler. Verilerin ikili sistem şekline çevrilmiş haline ikili kodlama (binary coding) denir. Bilgisayarlarda, sekiz tane bit gruplanarak bir byte elde edilir. Her bir byte, bir sayı veya karakteri temsil eder. Bu çevrimin yapılması amacıyla birtakım standartlar geliştirilmiştir. Bunlardan en yaygını ASCII⁸ olarak bilinen bilgi alış verişi için Amerikan standart kodu (American Standard Code for Information Interchange) dir. Bu kodlamada, alfabedeki her harf, 0’den 9’a kadar rakamlar ve noktalama işaretleri, 32’den 127’ye kadarki alanda bir sayıya karşılık gelecek şekilde kodlanmışlardır. Diğer semboller ise 128’den 255’e kadar sayılara karşılık gelecek şekilde kodlanırlar. Bu rakamlar tabi ki bilgisayar tarafından ikili sayı sisteminde algılanırlar.

Bir bilgisayar içinde gerek işlemci üzerinde ve gerekse RAM belleği ve diğer devreleri oluşturan yongalar üzerinde milyonlarca mikroskobik elektronik anahtar (switch) vardır.

Bir mikro işlemciyi yakından incelediğimizde, her biri elektrik sinyallerinin iletiminde kullanılan çok sayıda ayaklar (pins) içerdikleri görülür. Her bir sinyal dizisi, işlemcinin ayaklarında belli bir bit paterni (şekli, deseni) oluşturur ve işlemcide kesin bir etki veya sonuç meydana getirir. Bu nedenle her bir sinyal dizisine komut (instruction) adı verilir.

İşlemci üreticisi firmalar, ürettikleri mikro işlemciler için bu işlemcilere bölme, toplama, çarpma gibi aritmetik ve çok sayıda diğer işlemleri yaptıracak bit paternleri tasarımlarlar.

Örneğin Intel’in 8086 işlemci yongası, 0010110 bit paternini, çıkartma işlemi komutu olarak algılar. Bir mikro işlemcinin tanıyabileceği bit paternlerinin tamamı, komut seti (instruction or command set) olarak isimlendirilir. Sonuçta, bir işlemcinin ve diğer bütün donanım birimlerinin en karmaşık bilgisayar programını, en büyük veri tabanını veya grafiği bile tamamen 0 ve 1 rakamlarından başka bir şey olarak görmediğini söyleyebiliriz.

8 “Eski” olarak telaffuz edilir.

Mikro işlemcilerin görevi, komutları işlemden geçirmektir. Bu nedenle farklı türlerdeki her işlemci, yukarıda değinildiği gibi dilinden anlayabileceği bir komut setine sahiptir.

Mikro işlemcilerin birçoğunda, –cache⁹ denen küçük ve çok hızlı bir tampon bellek dışında– bellek bulunmaz. Bu nedenle işlemciler, hangi işlemi yaptıkları ve daha sonra ne yapacakları hakkında bellek yongalarına muhtaçtırlar. Çoğu işlemcide bulunan hafıza, her biri tek bir şey depolayan register adı verilen birkaç düzine hafıza biriminden ibarettir ki, bu da çok sınırlı depolama kapasitesi anlamına gelir. Bunun anlamı, her bir komut ve her bir verinin RAM belleğinde depolanmak durumunda olmasıdır. Bu nedenle işlemci, dış RAM belleği ile kendi register’ları arasında sürekli olarak veri alış verişi yapmak durumundadır. Bunu yaparken veri ve adres veri yolunu kullanır.

Bir mikro işlemcinin hızı farklı faktörlere göre belirlenir. Mikro işlemcilerin hızını belirleyen en önemli faktörlerden birisi, veri yolunun (data bus) genişliğidir. Veri yolunun genişliği, her bir salınımda ne kadar verinin iletilebileceğini gösterir. Intel 386 DX ve 486 sınıfı mikro işlemciler 32 bitlik, Pentium’lar ise 64 bitlik veri yoluna sahiptirler.

İşlemcilerin hızlarını belirleyen önemli diğer bir etken ise, onların mimarisidir. Örneğin PC’lerin ortaya çıktığı günden bugüne, mikro işlemcilerde kullanılan ve CISC (Complex Instruction Set Computing: karmaşık komut kümesine dayalı bilgi işlem) olarak bilinen komut seti, yeni sistemlerin eski sistemlerle uyumunu sürdürebilmek amacıyla aynı kalmıştır. Buna karşın Sun’larda kullanılan işlemciler ile yeni Apple Macintosh’larda kullanılan Power PC ve G3 mikro işlemcilerinde yeni bir mimari benimsenerek gerek komut setleri ve gerekse işlemci üzerindeki transistör sayısı azaltılmış ve işlemcinin işlemleri daha hızlı yapması sağlanmıştır. RISC (Reduced Instruction Set Computing:

indirgenmiş komut kümesine dayalı bilgi işlem) adı verilen bu yeni mimariye sahip işlemciler, aynı saat hızındaki CISC işlemcilere nazaran daha yüksek performansta çalışabilmektedirler. Bunun nedeni, bu işlemcilerin karmaşık hesapları, daha az sayıda basit komutlar kullanarak adım adım gerçekleştirmeleridir. Ancak RISC işlemciler genel olarak daha fazla RAM’a gereksinim duyarlar ve ayrıca CISC için yazılmış eski programlarla uyumsuzdurlar. Bu da, CISC tabanlı sistemlerden RISC yongalı sistemlere terfi maliyetinin daha yüksek olmasına neden olur. 1994 yılında piyasaya çıkan ve IBM, eskiden beri Apple’a işlemci yongaları üreten Motorola ve Apple firmalarının ortak konsorsiyumu ile tasarlanan “PowerPC” RISC yongası, özellikle Apple’ın ürettiği bilgisayarlarda başarı ile kullanılmıştır. CISC tabanlı Pentium işlemci yongalarının hızı, teorik limitlerine yaklaştığı halde, RISC yongalı işlemcilerde bu limit halen söz konusu değildir. Bu işlemciler, özellikle grafik işlemlerinde benzeri saat hızlarındaki Intel’in

9 “Keş” şeklinde okunur.

Pentium ve Pentium II sınıfı işlemcilerini performans açısından zorlamakta ve çoğu zaman da geçmektedirler.

Bir işlemcinin performansını belirleyen faktörlerden bir diğeri ise saat hızıdır (clock speed) ve saniyede salınım sayısı (frekans) ile ifade edilir. Sistem saati, işlemcinin içinde bulunur. Bir osilatör kristal ile üretilen ritmik darbeler (pulse) şeklindeki sinyaller, işlemciye elektrik sinyallerine ne zaman cevap vereceğini gösterirler. Elektronik darbeler, bir mikro işlemcinin ayakları (pins) aracılığı ile kendisine ulaşan elektronik sinyallerini düzenlemede kullanılır.

66 MHz saat hızındaki bir işlemci, saniyede 66 milyon operasyonu gerçekleştiriyor demektir. Bu onun saniyede 66 milyon komutu işlemden (instruction) geçiriyor anlamına gelmez, çünkü her bir komut birbirlerinden ayrı çok sayıda operasyondan meydana geliyor olabilir. Yeni Pentium II sınıfı işlemcilerde saat hızı 400 MHz’e kadar yükseltilmiş olup, her geçen gün daha hızlı işlemciler piyasaya sürülmektedir. Tek bir komutu yerine getirmek için bir işlemcinin gerek duyduğu saat çevrimlerinin sayısı, mikro işlemcilerin tasarımına göre farklılık gösterir. Yeni işlemcilerde bir komutu yerine getirmek için birkaç saat çevrimi yeterliyken eskileri aynı işi yapmak için düzinelerce saat çevrimine gerek duyarlar.

Her işlemci içinde register (kayıtçı) adlı düzinelerce sayıda bölümler vardır.

Register’lar, bir mikro işlemcinin verileri ve bit paternlerini sakladıkları odalara benzetilebilir. Komutlar sürekli olarak bu register’lara veri yükleme, orada tutma veya oradan başka yere yollama ve bilgisayar ekranına yollama gibi emirler ile bu register’ları kullanırlar. Bu register’lar genelde eş boydadır ve belli miktarda veriyi tutarlar. Örneğin 16 bit’lik bir işlemcide bir kerede 16 ayrı parça veriyi tutabilecek kapasitede register’lar bulunur. Bir register’ın veri tutma kapasitesi, mikro işlemcinin performansı üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. Her bir register’da saklanan bit sayısı arttıkça, o işlemcinin her bir operasyon sırasında işlemden geçirebileceği bit hacmi de artar. Intel mikro işlemci ailesinin modern üyelerinden 64 bit mimarisi ile üretilen Pentium yongaları, bir kerede 64 ayrı parça komutu işlemden geçirebilmektedir. Bu nedenle Pentium işlemciler komut dizilerini, 1972 yılında üretilen 8 bit’lik ilk kuşak 8088’lere göre en az 8 kat daha hızlı işletme potansiyeline sahiptirler.

2.2.1.3. YARDIMCI İŞLEMCİ (COPROCESSOR)

Yardımcı işlemci, bir bilgisayar sisteminde mikro işlemcinin bazı görevlerini üstlenerek bilgisayar sisteminin performansını yükseltir. Ancak yardımcı işlemci, bir sistemin temel ve zorunlu elemanlarından biri değildir. Eğer anakart üzerinde uygun bir soket

bulunuyorsa kullanıcının isteğine göre takılır.

Merkezi işlem birimi (CPU), özellikle matematik hesaplamalar sırasında oldukça fazla yavaşlar. Bu tür işlemleri yardımcı işlemci üstlenerek, CPU’nun yükünü büyük ölçüde hafifletir. Günümüzdeki bilimsel ve teknik uygulamalarda özellikle bilgisayar destekli tasarımda (CAD) yardımcı işlemcilere büyük iş düşmektedir.

Eskiden yardımcı işlemciler ayrıca satılıyorlardı. Örneğin işlemci üreten Intel, Cyrix, AMD ve ITT gibi firmalar tarafından 8088 işlemcili makineler için 8087; 80286’lar için 80287; 80386’lar için 80387 ve 80486’ların SX serisi işlemciler için 80487SX yardımcı işlemcileri geliştirilmişti. Intel’in 486 işlemcilerinin DX serilerinde ise yardımcı işlemci, CPU’ ile entegre hale getirilerek asıl işlemcinin içine yerleştirilmiştir. Modern Pentium, Pentium Pro ve Pentium II işlemci içeren sistemlerde, yardımcı işlemci tümüyle bu işlemcilerin içinde bulunmaktadır.

2.2.1.4. RAM BELLEĞİ (ANA BELLEK: MAIN MEMORY)

Ana bellek olarak da bilinen RAM belleği, bilgisayar programlarının ve diğer verilerin yüklendiği hafıza birimidir. Mikro işlemcinin (CPU) tasarımı gereği verileri depolama ve hafızada tutma özelliği yoktur. RAM (Random Access Memory: rasgele erişimli bellek), tam anlamıyla bu işlevi görür ve işlemci için gerekli bellek gereksinimini karşılar. Ama RAM belleği, tamamen elektriksel yükten oluşan uçucu (volatile) bir özelliğe sahiptir;

bilgisayar kapandığı zaman RAM üzerindeki bilgiler tamamen yok olur. Dolaysı ile RAM’daki bilgileri saklayarak daha sonra tekrar kullanmak istiyorsanız, onları hard disk gibi kalıcı hafızalı bir ortama aktarmanız gerekir.

Mikro işlemci gibi RAM’ın kendisi de, çok sayıda transistörden oluşan bir tümleşik (entegre) devredir. Mikro işlemciden en büyük farkı, RAM devrelerinin işlem yapamamasıdır. Bilgiyi sadece ikili sisteme göre depolarlar. Bu nedenlerden ötürü RAM’ı kendi içine kapalı, çevresindekilerle hiç bir bağlantısı olmayan bir dizi hücre gibi düşünebiliriz. RAM devreleri, işlemciye veri yolu vasıtasıyla bağlanırlar.

RAM hücrelerinden her birinin kendine özgü sayısal bir adresi vardır. Bu adresler yardımı ile veri yoluyla bağlantı kurulur. Bu, adresleme yöntemi ile RAM’daki herhangi bir bellek hücresine, diğerlerinden tamamen bağımsız olarak istendiği anda ulaşılabileceği anlamına gelmektedir. İşte RAM’ın adı buradan gelmektedir. Rasgele erişimli bellek adında rasgeleden kasıt, belli bir sıra gözetme zorunluluğunun olmamasıdır. RAM’da istenen hücre ve kayda doğrudan doğruya erişilebilir. Bu nedenle tam Türkçe karşılığının, işlevsel anlamda doğrudan erişimli bellek olarak tanımlanması daha doğru olacaktır.

RAM’daki bilgilere erişim, hard disk veya disket sürücülerdeki erişimle karşılaştırılamayacak kadar hızlıdır. Modern hard disklerde bilgiye ancak 9-15 mili saniye¹⁰ ulaşılabilirken, RAM yongalarındaki bilgiye nano saniyeler mertebesinde (60 ila 70 hatta SDRAM’larda 8-10 nano sn¹¹) zamanda ulaşılabilmektedir. Bu da, sistemin performansını büyük ölçüde arttırmaktadır. Bununla birlikte RAM belleği diğerlerine (ör.

hard disk ve disket) nazaran hem çok pahalıdır, hem de bilgiyi sistemde elektrik yokken tutamazlar. Bu nedenle sistem çalışırken, program ve dosyalar, hard diskten veya disketten RAM’a aktarılarak, çok hızlı erişilebilen bu bellekte geçici olarak tutulurlar ve böylece işlemci ile veri alış/verişini hızlandırırlar.

PC’niz kapalıyken RAM’ınız bomboş bir şekilde sizi bekler. Düğmesine bastığınızdan bir süre sonra işletim sistemi ve bazı programlar, RAM’a yüklenmeye başlar.

Bilgisayarınızla çalıştığınız süre boyunca kullandığınız dosya ve programlar, RAM bellek alanı üzerinde tutulurlar. İşletim sistemindeki birtakım “zeki” yazılımlar, bilgisayardaki veri akışını izleyerek, kullandığınız dosya ve programlardan en sık olarak başvurduklarınızı RAM’da yüklü tutar, RAM’da yer kalmadığı zaman en az kullanılanları siler. Gerek duyulduğunda bunlar hard diskten RAM’a tekrar aktarılırlar.

Yukarıda anlatılan nedenlerle PC’nizin RAM’ının yüksek olması, performansında doğrudan bir artmaya neden olur. Ancak bir sisteme takılabilecek maksimum RAM’ın boyutu, mikro işlemcinin ulaşabileceği bellek miktarıyla ve ana kartın dizaynı ile sınırlıdır.

Mikro işlemcinin de sınırlarını, daha önce değinmiş olduğumuz adres veri yolunun (address bus) kapasitesi belirler. Örneğin 8 bitlik bir adres veri yolunda, bu yoldan bir kerede yollayabileceğimiz en büyük sayı 256’dır (2⁸ = 256). Demek ki 8 bitlik adres yoluna sahip bir işlemcinin adresleyebileceği maksimum hücre sayısı 256’dır. Böyle bir sistem daha geniş bir RAM belleğini kullanamaz ve daha fazlası için özel birtakım tekniklerin kullanılması gereklidir. Intel 286 sistemlerde 20 bitlik bir adres veri yolu vardır. Bu da, 2²⁰ = 1.048.576 = 1 mega byte (Mb) anlamına gelir. Modern pentium sistemlerde veri yolu genişliği 64 bit’e kadar arttırılmıştır.

RAM bellekleri, elektronik tasarımları ve çalışma prensipleri açısından başlıca iki temel gruba ayrılırlar: SRAM ve DRAM. DRAM (Dynamic RAM), yapısı gereği bellekte tutulması gereken bilgileri, üzerindeki her hücre bir kapasitörmüş gibi tutar ve bu bilgileri mili saniyeler mertebesinde tazeler (refresh). SRAM (Static RAM) ise, üzerinde her bir bellek hücresine karşılık gelecek şekilde bir anahtar varmış gibi davranır. Bu nedenle

10 Bir mili saniye = 1/1000 sn.

11 Bir nano saniye = 1 x 10^-9 sn

SRAM üzerindeki bilgi, bilgisayar onu değiştirinceye kadar değişmez. SRAM üzerindeki bilgiye erişim daha hızlıdır, ancak SRAM’lar DRAM’lara göre daha pahalıdırlar. Her iki RAM da bilgisayar kapanınca tamamen boşalırlar.

RAM’ların hızı, bir yonganın bir bit veriyi bilgisayara yollama zamanının uzunluğu/kısalığına göre ölçülür ve nanosaniyeler mertebesindedir. Günümüzde modern RAM bellek yongalarının hızı 10 ila 60 nanosaniye civarındadır.

RAM yongalarının fiziksel şekli de zaman içinde gelişmektedir. Eskiden DIP (Dual In Line Packages) adlı RAM yongaları ve onlara uygun soketler kullanılıyordu. Yeni PC’lerde ise, montajı kolay ve daha yüksek kapasiteli SIMM (Single In Line Memory Module: tekli takılabilen bellek modülü) yaygınca kullanılmaktadır. SIMM modüllerinin ilk örnekleri 30 pin bağlantıya sahipti. Modern SIMM’lere ise bu sayı 72’dir ve bugünlerde piyasada yaygınlaşmaya başlayan yeni bellek modülleri 168 pin içermektedirler.

2.2.1.5. BIOS ROM BELLEĞİ; CMOS; PROM ve EPROM

Daha önceki satırlarda değinildiği gibi, mikro işlemci son derece hızlı işlem yapabilmesine karşı, belleği yoktur, RAM ise çok miktarda verileri saklayabildiği halde elektrik kesildiğinde üzerinde depoladığı verilerin tümünü kaybeder. Bu özellikleri nedeniyle mikro işlemciyi son derece zeki ancak bunamış bir kişiye, RAM’i ise hafızası çok kuvvetli ancak çıkarımlar (yani işlem) yapamayan bir otistiğe benzetebiliriz. Oysa PC’nin kendine ait bir takım temel bilgileri içeren ve hiç silinmeyen bir belleği olması gerekmektedir; aksi taktirde PC’nizi her açtığınızda klavye ve fare nerede, disk sürücü ile nasıl bağlantı kurulur, diğer çevre birimleri nasıl yönetilir, klavye üzerindeki her bir harf ekranda hangi işarete karşılık gelir gibi yüzlerce soruyu cevaplamamız (ör. klavye ile girmeniz) gerekir. Bu bellek hard disk üzerinde olamaz, çünkü hem hard diskin bilgiye ulaşması süresi, RAM’a oranla son derece yavaştır hem de bu bilginin herhangi bir şekilde silinme olasılığı vardır. İşte ROM (Read Only Memory: sadece okunabilir bellek) bu gereksinimi karşılamada kullanılan kalıcı bir bellek türüdür.

Bilgisayarlarda BIOS ROM (Basic Input/Output System ROM: temel giriş/çıkış sistemi ROM’u) adlı bir bellek yongası bulunmaktadır. Bu yonga içinde, üzerine takıldığı PC’nin sistem bilgileri saklanır. Bu özel tip ROM, anakartın üretimi sırasında tasarımcılar tarafından yerleştirilmiş bazı temel programlar içerir. Bu özel programların temel işlevi, bilgisayarla kullanıcı arasındaki bilgi alış/verişini, yani bilgi girişini ve çıkışını düzenlemektir. Bu en temel programlar, bilgisayarın yapacağı en temel işlemleri tanımlar ve kullanıcıyı her seferinde bu temel işlemleri tekrar tekrar tanımlama külfetinden kurtarır.

Açıldığı zaman PC’nizin bildiği en önemli şey BIOS’tur. PC’lerde makinenizi açtığınızda

(boot), ekranda BIOS’unuzun üretici firmasını ve versiyonunu görürsünüz. Ayrıca genişletme kartları üzerinde de, o kartın özelliklerine göre dizayn edilmiş olan, kartın fonksiyonlarına ilişkin bilgileri saklayan ROM’lar bulunur.

BIOS ROM yongasını, DNA’ya benzetmek mümkündür. Nasıl ki doğduğumuzda birtakım temel genetik bilgileri de beraberimizde getiriyorsak, BIOS da bilgisayar her açıldığında ona genetik temel bilgisini sağlar.

BIOS ROM yongası dışında bir başka önemli ROM yongası da CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) adını taşır. CMOS, kalıcı bir hafıza olmasına karşın PC’nin saati, tarihi gibi ve PC’ye yapılan eklemelerle ilgili bilgilerin girilebileceği, kullanıcı tarafından kısmen değiştirilebilir bir tür ROM’dur.

Programlanabilir ROM’lara PROM, hem içeriği silinebilen ve hem de programlanabilen ROM’lara ise EPROM denir.

2.2.1.6. CACHE BELLEĞİ

Mikro işlemcinin RAM belleğine erişiminin, hard diske erişiminden çok daha hızlı olduğuna değinilmişti. Ancak, bu hız yine de işlemci ile başa çıkmada yeterli değildir.

İşlemci zaman zaman bir işlemi bitirip RAM’ı beklemek zorunda kalabilmektedir. Bu problemi çözmek amacıyla, RAM ile işlemci arasına DRAM’dan çok daha hızlı bir tampon bellek modülü konmaktadır ki buna cache denmektedir. Bu hızlı belleğin fiyatı da yüksek olduğundan, günümüzdeki anakartlarda sadece 256 veya 500 kilo byte (kb) bir cache belleği kullanılmaktadır.

2.2.1.7. KASA VE GÜÇ KAYNAĞI

Kasa ve güç kaynağı, PC’lerin sistem birimindeki önemli önemli öğelerdendir. Güç kaynağı, bir açma kapama anahtarına bağlıdır. Alternatif akımı doğru akıma çevir ve potansiyel farkını belirli voltajlara düşürür. Böylece anakarta ve PC’deki diğer bileşenlere regüle edilmiş elektrik akımı ile güç sağlar. Bu güç yardımı ile disk ve disket sürücülerin motorları ve elektronik devreler çalışır. PC’niz çalışırken duyduğunuz sürekli uğultudan, işte bu güç kaynağı içindeki pervane sorumludur. Bu pervane, konsolun içindeki sıcaklığı düzenler. Aksi taktirde fazla ısınan elektronik devreler hata yapmaya başlayabilirler. Tipik bir PC’de 150-200 watt civarında bir güç kaynağı vardır.

YARARLANILAN KAYNAKLAR

Akgöbek, Ö. Ve Koparal, N. (1996) Bilgisayara giriş: MS-DOS işletim sistemi, Basic programlama, no: 668, Bilgisayar dizisi: 94, Beta Basım Yayım

Dağıtım A.Ş., 304 s.

Anatomy of a PC (1992) Practical PC magazine, November 1992 issue, sayfa: 138- 139.

Arıkan, M.K. (1996a) Beyin Çağı: Bilgisayarı insan, insanı evren sınırlar, PC Magazine, Haziran 96 sayısı, s. 40-42.

Ballard, M. (1994) Technology Today: DX4 Overdrive, PC Today, November issue, sayfa: 85.

Bidmead, C. (1995) 32-bit goodness, Personal Computer World, Ferbuary issue, sayfa: 372-376.

Green, T. (1994) The future of PowerPC, Personal Computer World, November issue, sayfa: 388-391.

Information Technology Service (1994) Introduction to Personal Computing, Information Technology Service, University of Durham, Guide: 24, Ver. 1.3.

Korkut, S. (1996) Post Modern Zamanlar: Silikon Zekalar, PC Magazine, Temmuz 96 sayısı, s. 160-161.

Owen, S. (1994) Processors: the silicon road, Windows User, October 1994, sayfa:

80-84

PC Plus (1994) Hands on: Processors, Chip shop, PC Plus, sayfa: 295-299.

PC World (1995) Herkes için ansiklopedik bilgisayar kılavuzu, PC World, Nisan 1995, sayı: 4, sayfa: 61-80.

Practical PC magazine (1992) Anatomy of a PC, Practical PC magazine, November issue, sayfa: 138-139.

University of Durham (1994) Introduction to Personal Computing, University of Durham Information Technology Service, Guide: 24, Ver. 1.3.

Warren, L. (1994) Understanding Information Technology (IT): An Introduction, University of Hull.