Bilgisayar Donanımı
1.1- GirişBilgisayar* kullanıcıdan aldığı verilerle mantıksal ve aritmetiksel işlemleri yapan yaptığı işlemlerin sonucunu saklayabilen sakladığı bilgilere istenildiğinde ulaşılabilen elektronik bir makinedir. Bu işlemleri yaparken veriler girilir ve işlenir. Ayrıca* istendiğinde yapılan işlemler depolanabilir ve çıkısı alınabilir. Bilgisayar işlem yaparken hızlıdır* yorulmaz* sıkılmaz. Bilgisayar programlanabilir. Bilgisayar kendi başına bir is yapmaz. Bilgisayar ile ilgili olarak kullanılan bu terimlerin anlamları aşağıda verilmiştir.
Giriş: kişi tarafından veya bilgisayar tarafından sağlanan verilerdir. Bu veriler* sayılar* harfler* sözcükler* ses sinyalleri ve komutlardır. Veriler giriş birimleri tarafından toplanır.
İşlem: veriler insanların amaçları doğrultusunda* programın yetenekleri ölçüsünde işlem basamaklarından geçer.
Bellek: verilerin depolandığı yerdir. Giriş yapılan ve işlenen veriler bellekte depolanır.
Çıkış: bilgisayar tarafından işlem basamaklarından geçirilerek üretilen yazı* resim* tablo* müzik* grafik* hareketli görüntü* vb gibi ekrandan ya da yazıcı* hoparlör gibi değişik çıkış birimlerinden alınmasıdır. Bir bilgisayarın işlem yapabilmesi için donanım ve yazılıma gereksinim vardır.
Donanım (Hardware): bilgisayarın fiziksel kısımlarına donanım denilmektedir. Ekran* klavye* sabit disk (sabit disk)* fare* yazıcı* bellek* mikroişlemci* tarayıcı vb. Bilgisayar donanımını oluşturan parçalardır.
Yazılım (Software): bilgisayar donanımında kullanılan çeşitli programlara yazılım denir. Bilgisayar donanımının çalışmasını sağlayan yazılımlar olduğu gibi* bilgisayarda işlem yapmayı sağlayan yazılımlarda vardır. Yazılıma örnek olarak* kelime işlemciler (Word processor)* tablolama (Spread Sheet)* sunu (Presentation)* programlama dilleri (Pascal* C* Visual Basic vb.)* ses (Sound) programları verilebilir.
1.2 Bilgisayar Sistem Birimleri
Bu birimler* bilgisayar kasası içinde* ana kart üzerinde ya da doğrudan ana karta bağlı birimlerdir. Burada öncelikle bilgisayarın beyni sayılan mikro işlemcinin de üzerinde bulunduğu ana karttan bahsetmek gereklidir.
1.2.1 Ana Kart
Ana kart* fiberglastan yapılmış* üzerinde bakir yolların bulunduğu* genellikle koyu yeşil renkte büyükçe bir levhadır. Ana kart üzerinde* mikroişlemci* bellek* genişleme yuvaları* BIOS ve diğer yardımcı devreler yer alır. Sistem saati bu yardımcı devrelerden biridir. Ana kart* tüm sistemin temelini oluşturmaktadır. Diğer kartlar (I/O kartı* grafik kartı* vb.) Ana kart üzerindeki genişleme yuvalarına takılır. Ana kart* tüm kartların kendi üzerine takılmasından dolayı bu adı almıştır. Çünkü bilgisayarın diğer bileşenleri bir şekilde ana karta bağlanıyor* birbirleri ile anlaşmak için ana kartı bir platform olarak kullanıyor; yani bilgisayarın "sinir sistemi" ana kart üzerinde yer alıyor. Bir kişisel bilgisayar (PC) 'in hangi özelliklere sahip olabileceğini belirleyen en önemli bilesen ana karttır* çünkü ana kart üzerindeki elektronik bileşenler* bilgisayara hangi tür işlemciler takılabileceğini* maksimum bellek kapasitesinin ne kadar olabileceğini* bazı bileşenlerin hangi hızlara çıkabileceğini* hangi yeni donanım teknolojilerini destekleyebileceğini belirlemektedir. Burada ana kart ile ilgili sık kullanılan bazı teknik terimlerin bilinmesinde fayda vardır. Bunlar:
Yonga Seti: yonga seti (Chip Set)* ana kartın "beynini" oluşturan entegre devrelerdir. Bunlara bilgisayarın trafik polisleri diyebiliriz. Çünkü bu devreler işlemci* önbellek* sistem veri yolları* çevre birimleri* kısacası bilgisayar içindeki her şey arasındaki veri akışını denetler. Veri akışı* bilgisayarın pek çok parçasının işlemesi ve performansı açısından çok önemli olduğundan* yonga seti de bilgisayarın kalitesi* özellikleri ve hızı üzerinde en önemli etkiye sahip birkaç bileşenden biridir. Eski sistemlerde bilgisayarın farklı bilesen ve işlevlerini* çok sayıda yonga denetlerdi. Yeni sistemlerde hem maliyeti düşürmek* hem tasarımı basitleştirmek* hem de daha iyi uyumluluk sağlamak için bu yongalar tek bir yonga seti olarak düzenlendi. Günümüzde en yaygın yonga seti Intel tarafından üretilmektedir. Intel kendi yonga setlerini* bunların desteklediği veri yolu teknolojilerini de temsil edecek şekilde PCI set ve AGP set olarak da adlandırmaktadır. Silicon Integrated Systems (SIS)* Acer Labs Inc. (ALI)* VIA gibi üretici firmaların da geliştirdiği popüler yonga setleri vardır.
Veri Yolu: bilgisayarın içindeki bileşenler birbirleri ile çeşitli şekillerde "konuşurlar". Kasa içindeki bileşenlerin çoğu (işlemci* önbellek* bellek* genişleme kartları* depolama aygıtları vs.) Birbirleri ile veri yolları aracılığı ile konuşurlar. Basitçe* bilgisayarın bir bileşeninden diğerine verileri iletmek için kullanılan devrelere veri yolu (BUS) adı verilir. Bu veri yollarının ucunda da genişleme yuvaları bulunabilir. Sistem veri yolu denince* genelde ana kart üzerindeki bileşenler arasındaki veri yolları anlaşılır. Ayrıca ana karta takılan kartların işlemci ve belleğe erişebilmelerini sağlayan genişleme yuvalarına da veri yolu adı verilir. Tüm veri yolları adres ve standart veri yolu olmak üzere iki bölümden oluşur. Standart veri yolu bilgisayarda yapılan işlemlerle ilgili verileri aktarırken* adres veri yolu* verilerin nerelere gideceğini belirler. Bir veri yolunun kapasitesi önemlidir* çünkü bir seferde ne kadar veri transfer edilebileceğini belirler. Örneğin* 16 bit'lik veri yolu bir seferde 16 bit* 32 bit'lik veri yolu 32 bit veri transfer eder. Her veri yolunun MHz cinsinden bir saat hızı (frekans) değeri vardır. Hızlı bir veri yolu* verileri daha hızlı transfer ederek uygulamaların daha hızlı çalışmasını sağlar. Kullandığımız bazı donanım aygıtları da bu veri yollarına uygun olarak üretilir. Sadece iki donanım aygıtını birbirine bağlayan veri yoluna "port" adı verilir. (örneğin AGP = Advanced Graphics Port). Bugün bilgisayarlarımızda ısa* PCI ve AGP veri yolları bulunmaktadır. Ana kartın üzerindeki farklı boyut ve renklerde yan yana dizilmiş kart takma yuvalarından bunları tanıyabilirsiniz.
ISA (Industry Standard Architecture): ana kartın kenarına yakin yerde bulunan uzun siyah kart yuvaları ısa yuvasıdır. 17 yıldan beri kullanılan eski bir veri yolu mimarisidir. 1984'te 8 bit'ten 16 bit'e çıkarılmıştır. Ama bugün bile 8 bitlik kartlar olabilir. Örneğin bir ISA kartın* yuvaya giren iki bölmeli çıkıntısının sadece bir kenarında bağlantı bacakları varsa* bu 8 bitlik bir karttır. 90'lardan itibaren çoğu aygıtın daha hızlı PCI modeli çıktığından ısa yavaş yavaş terk edilmeye başlanmıştır. Hatta bugün ısa veri yolu olmayan ana kartlar da bulunmaktadır. 1993'te Intel ve Microsoft* tak çalıştır ısa standardını geliştirmiştir. Böylece işletim sistemi ISA kartların konfigürasyonunu* sizin jumper'larla* dip switch'lerle boğuşmanıza gerek kalmadan otomatik yapmaktadır.
PCI (Peripheral Component Interconnect): ana kartta PCI yuvaları* ısa yuvalarının hemen yanında bulunur; beyaz renkte ve ISA’ dan biraz daha kısadır. PCI veri yolu tak çalışır desteklidir. 1993'te Intel tarafından geliştirilen bu veri yolu 64 bit'liktir* ama uyumluluk problemleri nedeniyle uygulamada genelde 32 bit'lik bir veri yolu olarak kullanılır. 33 veya 66 MHz saat hızlarında çalışır. 32 bit ve 33 MHz PCI veri yolunun kapasitesi 133 MB/sn dir.
AGP (Advanced Graphics Port): sadece ekran kartları için çıkarılmış bir veri yoludur. Grafik ağırlıklı uygulamalar geliştikçe ( 3 boyutlu grafikler* tam ekran video gibi) işlemci ile bilgisayarın grafik bileşenleri arasında daha geniş bir bant genişliğine ihtiyaç doğmuştur. Bunun sonucunda grafik kartlarında ısa’ dan bir ara veri yolu standardı olan VESA'ya* oradan da PCI'a geçilmiştir. Ama bu da yeterli görülmeyince* grafik kartının işlemciye doğrudan ulaşmasını sağlayacak* ona özel bir veri yolu olan AGP* 1997 sonunda geliştirilmiştir. AGP kanalı* 32 bit genişliğindedir ve 66 MHz hızında çalışır. Yani toplam bant geniş ligi* 266 MB/sn dir. Ayrıca özel bir sinyalleşme metoduyla aynı saat hızında iki kat veya 4 kat daha hızlı veri akışının sağlanabildiği 2xAGP ve 4xAGP modları vardır. 2xAGP'de veri akis hızı 533 MB/sn olmaktadır. Ancak sistem veri yolu hızı 66 MHz ise* 2xAGP tüm bant genişliğini kaplayıp diğer aygıtlara yer bırakmayacağı için 66 MHz'lik ana kartlarda 1xAGP kullanılır. 100 MHz ana kartlarda bant genişliği 763 MB/sn 'ye çıktığından 2xAGP ile uyumludur. 1 GB/sn isteyen 4xAGP'nin ise 133 MHz'lik sistem veri yoluna sahip ana kartlarla uyumlu olup olmayacağını hep birlikte göreceğiz. Peki bu kadar hıza ihtiyacımız var mı? Günümüzün en ağır 3d oyunları bile bu hıza ihtiyaç duymamaktadır. Bu yüzden aynı kartın PCI ve AGP versiyonları arasında pek performans farkı yoktur. Yine de grafik için daha gelişmiş bir veri yolu olduğu ve bize fazladan bir PCI yuvası boş bıraktığı için AGP kartları tercih edilmektedir.
Porlar* Konektörler: bilgisayar ile çalışırken kasa kapalı olduğundan ana kartı görmeyiz. Ama çeşitli aygıtları bağlamak için kasanın arkasında yer alan girişler (portlar) doğrudan ana karta bağlıdır. Eski ana kartlarda at form faktörü kullanılırken bu portlar birer kablo aracılığı ile ana kart üzerindeki konektörlere bağlanırdı* ama ATX form faktörü ile bu portlar ana kart ile bütünleşik duruma gelmiştir. Yani ana kartın bir kenarında bulunan bu portlar* tam kasanın arka kısmındaki boşluklara denk gelmektedir. Bu yüzden kasalar da ana kart form faktörlerine uygun olarak üretilmektedir. Ana kartınız ve kasanız ATX formundaysa (artik tüm yeni bilgisayarlarda öyle) kasanın arkasında tipik olarak bir klavye portu* bir fare portu* iki USB portu* iki seri PC (com) portu* bir paralel (LPT) portu göreceksiniz. Günümüzde klavye ve fare için artik PS/2 portu adı verilen küçük yuvarlak* 6 pinli portlar kullanılıyor. Aslında fare seri portu da bir adaptör yardımıyla kullanabilir (veya zaten seri kablolu fareler vardır)* ama farenin de kendine ait bir portu olması daha iyidir. Seri portlara genelde harici modemler bağlanır* ama seri port kullanan başka aygıtlar da vardır (yedekleme aygıtları* dijital kameralar gibi). Paralel porta ise yazıcı veya tarayıcı bağlanır. USB portlara neredeyse her tür harici aygıt bağlanabilir. Ancak USB aygıtlar yeni yeni yaygınlaşmaktadır. USB'nin özelliği* seri ve paralel portlara göre çok daha hızlı olması ve USB aygıtlar üzerindeki yeni USB portları aracılığı ile ucuca çok sayıda aygıtın zincirleme bağlanabilmesidir. Bunların dışında* ana kart üzerine takılan (veya bütünleşik olan) grafik kartı* ses kartı* TV kartı* SCSI kartı gibi aygıtların portları da kasa arkasında yer alır.
Ana kart üzerinde* kasa içinden ulaşılabilen portlar da bulunur. Bunlar genel olarak iki adet IDE portu* bir disket sürücü portu* ana kart ile bütünleşikse SCSI portudur. Bu portlara takılan yassı kablolar aracılığı ile ana karta sabit disk* CD sürücü* CD yazıcı* disket sürücü gibi dahili aygıtlar bağlanabilir. Bir IDE portuna bağlı kabloya* üzerindeki iki konektör aracılığıyla iki aygıt bağlanabilir. Bunların dışında* ana kart üzerinde işlemciyi takmak için bir soket veya Slot bulunur. Soket* yassı dikdörtgen seklinde* işlemcinin iki düzlem üzerinde (enine ve boyuna) uzanan iğnelerin oturduğu yuvaya verilen addır. Günümüz ana kartlarında pga370 tipinde 370 iğneli Celeron işlemciler için PGA soketleri* AMD K6-2 ve K6-3 işlemciler için AGP ve 100 MHz sistem veri yolu desteği bulunan süper 7 soketleri* Cyrix (K6-2 ve eski Pentium MMX işlemciler için) 66 MHz destekleyen Socket 7 tipi soketler bulunabilmektedir. Slot ise* genişleme yuvalarına benzer* uzun ince dikdörtgen seklindeki işlemci yuvalarına verilen addır.
Önbellek: bugün bilgisayarlarda kullanılan tüm donanımlar 15 yıl öncesine göre çok daha hızlı. Ama her bir donanım bileşeninin hızı eşit ölçüde artmadı. Örneğin* işlemcilerdeki performans gelişimi* sabit disktekilerden kat kat daha fazladır. Hani bir bilgisayarın gücü en zayıf halkası kadardır derler ya* işlemci ve bellek çok hızlı olsa da yavaş kalan bir sabit disk ile bu performans artışını tam anlamı ile yaşamanız mümkün değildir. İşlemci boş boş oturup kendisine bilgi gelmesini bekler. Tabii bunu önlemek için bazı ara çözümler geliştirildi. Örneğin* yakin zamanda kullanılan bilgilerin sabit diskten önbellek (cache) adı verilen bir birime aktarılması* işlemcinin ihtiyaç duyduğunda sık kullanılan bilgileri bu önbellek alanından alması olanaklı kilindi. İşte önbellekle menin esasi budur. Bir bilgisayarda çeşitli bellek kademeleri vardır: birincil önbellek (L1 cache)* ikincil önbellek (L2 cache)* sistem belleği (ram) ve sabit disk veya CD-rom. Diyelim ki işlemci bir bilgiye ihtiyaç duyuyor. Önce gider* en hızlı bellek türü olan L1 önbelleğe bakar. Bilgi orada varsa* gecikme olmaksızın bu bilgileri alır ve işler. L1 önbellekte yoksa L2'ye bakar ve bilgiler buradaysa nispeten küçük bir gecikme ile bilgileri alır. Orada da yoksa önbelleğe göre daha yavaş kalan sistem belleğine* yine yoksa en yavaşları olan sabit diske veya CD-rom vb. Bilginin geldiği aygıtlara bakar. L1 ön bellek en hızlısıdır ve günümüz bilgisayarlarında doğrudan işlemci üzerinde yer alır. Bu önbellek küçüktür (genelde 64k'ya kadar. Pentium III* Pentium II ve Celeron işlemcilerde 32k* AMD K6-2 ve k6-3 işlemcilerde 64k). L2 önbellek biraz daha yavaş ama biraz daha büyük olabilir. Pentium II ve III'lerde boyutu 512k'dir ve işlemci ile işlemci hızının yari hızında haberleşir. İlk Celeron’larda yoktur; günümüz Celeron’larında boyutu 128k'dir ve işlemciyle aynı hızda haberleşir. AMD K6-2'lerde işlemci üzerinde değil* ana kart üzerindeki bir yuvada 2gb'a kadar L2 önbellek bulunabilir ve veri yolu hızında (66 veya 100
Ptsi Mart 24, 2008 5:05 am