Merkezi İşlem Birimi (Central Processing Unit) ya da CPU olarak ta bilinir.
İşlemci, Merkezi İşlem Birimi (Central Processing Unit) ya da CPU olarak ta bilinir.
Bilgisayarın program komutlarını bellekten aldıktan sonra kodlarını çözen ve karşılığı olan işlemleri yerine getiren merkez birimidir.
Bilgisayarımızın çalışmasını düzenler. İşlemci (CPU) genellikle bilgisayarın beyni olarak tanımlanır. Çünkü tüm işlemler CPU tarafından yapılır. Bu nedenle bir bilgisayarın işlem yeteneği ve hızı işlemcisinin yeteneği ve hızıyla doğrudan ilgilidir. O yüzden bilgisayarın performansında belirleyici özelliğe sahip parçalardan biridir.
Günümüzde en çok İntel firmasının ürettiği işlemciler kullanılmakla beraber, AMD isimli firma da işlemci piyasasında bulunmaktadır.
İşlemciler, mekanik parçası bulunmayan entegre devreleridir. İçlerinde milyonlarca transistör bulunur ve ne kadar çok transistör içerirse o kadar hızlı olurlar. Ama tabiî ki ısı problemleri nedeniyle transistör sayısını artırmak için büyük boyutta işlemciler yapılamaz. Transistör sayısı nasıl artırılır diye düşünen uzmanlar daha çok transistörü daha küçük alana sığdırmak için transistörler arasındaki devrelerin aralığını da küçülterek aynı kalıba daha çok transistör sığdırmayı amaçlamışlardır. İşte buna “mikron teknolojisi” denilir.
1mikron = 1/1000 milimetredir. Yani mikron milimetrenin 1000 de 1 ine denk gelir. Bir zamanlar, işlemci içindeki devrelerin aralığının 1 mikronun altına inmesinin imkansız olduğu sanılıyordu. Ama 1999 yılı öncesi bu oran 0,25 mikrona, 1999 sonrasında ise Pentium 4 işlemci 1,4 ve 1,5 GHz hızlarında 0,18 mikrona, Pentium4 3.0 işlemci modelinde 0,13 mikron teknolojisi ile piyasaya sunulmuştur. Görüldüğü gibi performansın çok önemli olduğu bilgisayar teknolojisi geçirdikleri evreler aslında özellikle son yıllarda baş döndürücü boyutlara ulaşmıştır. Gün geçmiyor ki bir işlemci modeli yenisiyle değişmesin.
Son yıllarda ise artık Çift çekirdekli işlemciler piyasa ya sürülmüş ve teknolojinin baş döndürücülüğüne devam ettiği yeni bir alan olarak piyasada yerini almıştır. Bu alanda da AMD ve İNTEL rekabeti göze çarpan ilk öğedir.
Şu günlerde Intel® Core™ 2 Duo İşlemci ve AMD Athlon 64 X2 İşlemci piyasa da satılan ürünlerdir.
AMD ve İNTEL arasındaki rekabette en belirleyici olan özelliklerden olan fiyat konusunda bilgiler vermeye çalıştık. Unutmayalım ki bizim için en uygun olan en pahalı olan demek değildir bu yüzden ihtiyaçlarımızı tam belirleyip ona uygun bir bilgisayar almak en mantıklı ve hesaplısı olacaktır.
İşlemcilerde Hız Kavramı
- —Hız ölçü birimi Hz dir. Hz bir sn’de —yapılan işlem sayısıdır. Örn. 3Hz bir saniyede
- —3 işlem yapıldığı anlamına gelir. Günümüzdeki —bilgisayarlarda MHz, GHz şeklinde bu birimin —katları kullanılmaktadır.
- —Örneğin 450 MHz olan bir işlemci sn’de —450.000.000 işlem yapmaktadır
- —Örneğin 3.0 GHz olan bir işlemci ise sn’de —3.000.000.000 işlem yampaktadır.
Örneğin Samsung Galaxy S3 Cep Telefonun İşlemci Özellikleri
40nm Galaxy S3, 45nm iPhone 4S CPU Hızı: 4x 1.4Ghz Galaxy S3'ün hızı. iPhone'a göre oranla 3.5 kat daha yüksek CPU saat hızı.
Aritmetik ve Mantık Birimi (ALU)
Mikroişlemcinin en önemli kısmını aritmetik ve lojik birimi (ALU) oluşturur (Şekil
2.5).Bu ünite kaydediciler üzerinde toplama, çıkarma, karşılaştırma, kaydırma ve döndürme işlemleri yapar. Yapılan işlemin sonucu kaydediciler üzerinde saklanır. Bazen de yalnızca durum kodu kaydedicisini etkiler. ALU’daki bir işlem sonucunda durum kodu kaydedicisindeki bayrakların birkaçı etkilenebilir veya hiçbiri etkilenmez. Programcı için çoğu zaman ALU’da yapılan işlemin sonucunda etkilenen bayrakların durumu daha önemlidir. Gelişmiş mikroişlemcilerin içindeki ALU’lar çarpma ve bölme işlemlerini yapabilmektedir. ALU’nun işlem yapabileceği en büyük veri, mikroişlemcideki kaydedicilerin veri büyüklüğü ile sınırlıdır. 8 bitlik mimariye sahip bir mikroişlemcideki ALU en fazla 8 bitlik sayılar üzerinde işlem yapar.
2.5).Bu ünite kaydediciler üzerinde toplama, çıkarma, karşılaştırma, kaydırma ve döndürme işlemleri yapar. Yapılan işlemin sonucu kaydediciler üzerinde saklanır. Bazen de yalnızca durum kodu kaydedicisini etkiler. ALU’daki bir işlem sonucunda durum kodu kaydedicisindeki bayrakların birkaçı etkilenebilir veya hiçbiri etkilenmez. Programcı için çoğu zaman ALU’da yapılan işlemin sonucunda etkilenen bayrakların durumu daha önemlidir. Gelişmiş mikroişlemcilerin içindeki ALU’lar çarpma ve bölme işlemlerini yapabilmektedir. ALU’nun işlem yapabileceği en büyük veri, mikroişlemcideki kaydedicilerin veri büyüklüğü ile sınırlıdır. 8 bitlik mimariye sahip bir mikroişlemcideki ALU en fazla 8 bitlik sayılar üzerinde işlem yapar.
BELLEK
DAH İLİ VERİ YOLU
A DR
ALU
BA YRAKLAR
Şekil 1.9: Aritmetik ve mantık birimi
ALU’nun yapabildiği işlemler iki grupta toplanır.
12
12
Aritmetiksel işlemler
ALU’da yapılan aritmetiksel işlemler mikroişlemcinin yapısına göre çeşitlilik gösterebilir. 8-bitlik mimariye sahip bir mikroişlemcide toplama, çıkarma, çarpma, bölme işlemleri ve ondalıklı sayılarla matematiksel işlemler yapılabilmektedir. Gelişmiş işlemcilerde büyük ondalıklı sayılarla işlem yapmak için ayrıca matematik işlemci mevcuttur.
Mantıksal işlemler
Mantıksal çarpma VE işlemi Mantıksal toplama VEYA işlemi Özel VEYA, XOR işlemi
Değil, NOT işlemi
Karşılaştırma (=, =<, =>, <> gibi) ve kaydırma gibi işlemler bu ünitede yapılır.
Sağa veya sola kaydırma ve döndürme işlemleri
İçerik artırma veya azaltma işlemleri
Bütün bu işlemler teknolojik yapısı değişik kapı ve flip-flop’lardan oluşan bir sistem tarafından yürütülmektedir.
Değil, NOT işlemi
Karşılaştırma (=, =<, =>, <> gibi) ve kaydırma gibi işlemler bu ünitede yapılır.
Sağa veya sola kaydırma ve döndürme işlemleri
İçerik artırma veya azaltma işlemleri
Bütün bu işlemler teknolojik yapısı değişik kapı ve flip-flop’lardan oluşan bir sistem tarafından yürütülmektedir.
Merkezi işlem birimi (CPU) bilgisayarın beyni olarak kabul edilir.Kontrol birimide işlemcinin (CPU) çekirdeğini oluşturur. Kontrol biriminin temel üç işlevi şunlardır.
- Program komutlarını bellekten okumak ve yorumlamak.
- İşlemicinin (CPU) içindeki elemanların işlemlerini yönetmek.
- Ana belleğe (RAM) (bknz RAM) girecek ve çıkacak program ve verilerin akışını kontrol etmek.
Bir programın çalışması için önce ana belleğe (RAM) (bknzRAM) yüklenmesi gerekir. Çalışma esnasında sıradaki ilk komut kelimesi ana bellekten (RAM) (bknz RAM) kontrol birimine yüklenir, burada deşifre edilerek yorumlanır. Kontrol birimi diğer elemanlara işlemin yapılması için gerekli emirleri verir.
Kontrol birimi çok yüksek hızda işlem yapabilen Yazaç (register) denilen birimler içerir. Bunlar bilgisayarın mimarisine göre bir veya birkaç bayt uzunluğunda veri depolayabilirler. Yazaçlardaki (register) veriler, bellekteki (RAM) (bknz RAM) verilerden yaklaşık 100 kat daha hızlı işlenirler. İşlem kaydı adı verilen özel bir yazaç (register) işlenen komutun bilgisini, program kaydı adı verilen bir başka özel yazaç ise, bir sonraki komutun adresini tutar. Bunların dışında kontrol biriminde, ara işlemleri gerçekleştirmek üzere verilerin geçici olarak depolandığı genel amaçlı yazaçlar (register) bulunur.
Ön bellek nedir? Ne İşe Yarar? Görevi Nedir?
Ön-bellekler, işlemci tarafindan bellek işlemlerinin hizlandirmasi için tasarlanmiş özel yüksek hizli belleklerdir.
Işlemci, ön-bellekte bulunan komut ve verilere, anabellekte
bulunan komut ve verilere göre çok daha hizli bir şekilde ulaşabilir.
Mesela,100 MHz’lik sistem kartlarında, işlemcinin anabellekten bilgi alması 180 nanosaniye (saniyenin 109’da biri) alırken,
bunu ön-bellekten alması sadece 45 nanosaniye alıyor.
Buna göre işlemci ne kadar çok komut ve veriye ön-bellekten ulaşırsa, bilgisayarınız da o kadar hızlı çalışır.
Ön-bellekler, birincil ön-bellek (Level 1, L1) ve ikincil ön-bellek (Level 2, L2) olarak ayrılırlar.
Bunun dışında bunlar dahili ve harici olarak da sınıflandırılırlar. Dahili ön-bellekler işlemcinin içindedir.
Harici ön-bellekler ise işlemcinin dışındadır. Birincil ön-bellek (L1) işlemciye yakın olandır.
Genellikle birincil ön-bellekler işlemcinin içinde ve ikincil ön-bellek (L2) ise dışındadır.
Ön-bellek idarecisi (cache memory controller), ön-bellek sisteminin beyni olarak görülebilir.
Ön-bellek idarecisi ana bellekten bir bilgi alırken aynı zamanda ön-belleğe bir sonraki komutları verir.
Bunun nedeni yapılan işe yakınlığı olan bu komutlara ihtiyaç duyulması.
Bu şekilde işlemci ön-bellekte gereksinim duyduğu komutlara daha hızlı bir şekilde ulaşma şansını artırıyor.
Bu da, bilgisayarın daha hızlı çalışmasına imkan tanıyor.
1. ROM (Sadece Okunabilir Bellek)
ROM, bilgisayarın çalışması için gerekli olan temel komutların depolandığı yerdir.
Bu komutlar, işlemlerden geçirilme için RAM içinde ve dışında veri taşıması, Manyetik medyalar
üzerinde verilerin kalıcı olarak depolanması, bilgilerin ekran üzerinde gösterilmesi, klavyeden
girilen komutların yorumlanması gibi işlemleri içerir.
ROM aynı zamanda, bilgisayar açıldığı zaman, bilgisayarın düzgün bir şekilde çalışıp çalışmadığını
tespit etmek için, bir takım testleri yerine getirir. ROM'un bir parçası olan ve ROM BIOS olarak adlandırılan
birim, bir bilgisayarın açılışını başlatan yerdir. ROM BIOS, mikroişlemciye, RAM ve giriş/çıkış cihazları arasındaki veriyi kontrol etmesi için izin verir.
BIOS (Temel Giriş Çıkış Sistemi)
Pek çok PC sistemi, bilgisayar açıldığı zaman, ekran üzerinde bilgisayarın sistem kurulum bilgilerini listeler.
Bu bilgiler bir BIOS raporudur ve BIOS'un bilgisayar üzerinde gördüğü donanımın özellikleridir.
Bu liste, CPU'nun tipini, matematik işlemciyi, CPU saat hızını, taban belleği, cache belleği, sürücü kapasitelerini,
monitörü ve COM portları içerir. BIOS bir komut setidir ve ana kart üzerinde bir veya daha fazla çip üzerinde bulunur.
ROM'un farklı tipleri bulunmaktadır:
- Programlanabilir ROM (PROM) : Bu temel olarak üzerine sadece bir kez yazılabilen boş bir ROM entegresidir.
PROM daha çok boş bir CD ' ye veri yazan bir CD-R sürücüsüne benzetilebilir.
Bazı şirketler özel amaçlar için, özel araçlar kullanarak PROM entegresine yazarlar.
- Silinebilir ve Programlanabilir ROM (EPROM) : Bu da hemen hemen PROM gibidir.
Tek farkı özel ultra-viole ışınları kullanarak ROM ' u silebilmenizdir.
Bu işlemin yapılması verinin silinmesini ve ROM'un bir sonraki yazılma için hazır hale getirilmesini sağlar.
- Elektrikle Silinebilen ve Programlanabilen ROM (EEPROM): aynı zamanda Flash BIOS olarak da bilinir.
Bu ROM, ancak özel bir yazılım kullanılarak tekrar yazılabilir.
Flash BIOS'lar bu özellikleri sayesinde, kullanıcılara kendi BIOS'larını güncelleme imkanı tanırlar.
Anakart üreticileri, kart üzerinde kullanılacak olan BIOS çiplerinin tipine kendileri karar verirler.
Award, Phoenix, AMI (American Magatrends), Micro Firmware Inc. birkaç BIOS üreticisidir.
BIOS çipi üzerinde firmaların etiketlerini kolayca görülebilir.
Daha yeni BIOS çiplerinin piyasaya çıkmasından bu yana, BIOS'u, BIOS'un dahili program kodunu değiştiren
yazılımları çalıştırarak güncelleme edilebilir. Diğer BIOS chipleri upgrade edilecekleri zaman, değiştirilmeyi gerektirirler.
BIOS kodu yeni takılan cihazları daha fazla desteklemediği zaman, mutlaka upgrade edilmelidir.
- CMOS (Tümleyici Metal Oksit Yarıiletken): Bilgisayar çalışmadığı zaman, bilgisayarın sistem kurulumu ile ilgili hayati bilgileri depolayan bellek birimidir.
2. RAM (Rasgele Erişimli Bellek)
RAM, bilgisayarın ana bellek birimidir. RAM çipleri, verileri, transistor ve kondansatör
dizileri içindeki, sütun ve satırlarda depolarlar ve özel adreslerde bulunan bu verileri getirmek için bir
bellek denetleyici devre kullanır. Çipler, o anki şarjlarını korumaları için, elektrik darbeleri ile düzenli olarak tazelenmelidirler.
RAM içinde veriler, RAM veya bellek çipleri olarak adlandırılan bir dizi mikrochip içinde, elekronik şarj durumunun
olup olmamasına göre depolanırlar. Bilgisayarınızı kapattığınız zaman, RAM içinde bulunan her şey kaybolur.
İki tip temel RAM vardır : DRAM (Dinamik RAM) ve SRAM (Statik RAM).
1. DRAM: DRAM tipik olarak, 50 ila 70 nanosaniye (ns) arasında erişim hızına sahiptir ve çoğu bilgisayarlarda,
sistem belleğinin çoğunluğunu teşkil eder. DRAM daha yavaş ve daha ucuz olmasına rağmen, sık sık tazelenmeye ihtiyaç duyar ya da içerindeki veriyi kaybeder.
Işlemci, ön-bellekte bulunan komut ve verilere, anabellekte
bulunan komut ve verilere göre çok daha hizli bir şekilde ulaşabilir.
Mesela,100 MHz’lik sistem kartlarında, işlemcinin anabellekten bilgi alması 180 nanosaniye (saniyenin 109’da biri) alırken,
bunu ön-bellekten alması sadece 45 nanosaniye alıyor.
Buna göre işlemci ne kadar çok komut ve veriye ön-bellekten ulaşırsa, bilgisayarınız da o kadar hızlı çalışır.
Ön-bellekler, birincil ön-bellek (Level 1, L1) ve ikincil ön-bellek (Level 2, L2) olarak ayrılırlar.
Bunun dışında bunlar dahili ve harici olarak da sınıflandırılırlar. Dahili ön-bellekler işlemcinin içindedir.
Harici ön-bellekler ise işlemcinin dışındadır. Birincil ön-bellek (L1) işlemciye yakın olandır.
Genellikle birincil ön-bellekler işlemcinin içinde ve ikincil ön-bellek (L2) ise dışındadır.
Ön-bellek idarecisi (cache memory controller), ön-bellek sisteminin beyni olarak görülebilir.
Ön-bellek idarecisi ana bellekten bir bilgi alırken aynı zamanda ön-belleğe bir sonraki komutları verir.
Bunun nedeni yapılan işe yakınlığı olan bu komutlara ihtiyaç duyulması.
Bu şekilde işlemci ön-bellekte gereksinim duyduğu komutlara daha hızlı bir şekilde ulaşma şansını artırıyor.
Bu da, bilgisayarın daha hızlı çalışmasına imkan tanıyor.
1. ROM (Sadece Okunabilir Bellek)
ROM, bilgisayarın çalışması için gerekli olan temel komutların depolandığı yerdir.
Bu komutlar, işlemlerden geçirilme için RAM içinde ve dışında veri taşıması, Manyetik medyalar
üzerinde verilerin kalıcı olarak depolanması, bilgilerin ekran üzerinde gösterilmesi, klavyeden
girilen komutların yorumlanması gibi işlemleri içerir.
ROM aynı zamanda, bilgisayar açıldığı zaman, bilgisayarın düzgün bir şekilde çalışıp çalışmadığını
tespit etmek için, bir takım testleri yerine getirir. ROM'un bir parçası olan ve ROM BIOS olarak adlandırılan
birim, bir bilgisayarın açılışını başlatan yerdir. ROM BIOS, mikroişlemciye, RAM ve giriş/çıkış cihazları arasındaki veriyi kontrol etmesi için izin verir.
BIOS (Temel Giriş Çıkış Sistemi)
Pek çok PC sistemi, bilgisayar açıldığı zaman, ekran üzerinde bilgisayarın sistem kurulum bilgilerini listeler.
Bu bilgiler bir BIOS raporudur ve BIOS'un bilgisayar üzerinde gördüğü donanımın özellikleridir.
Bu liste, CPU'nun tipini, matematik işlemciyi, CPU saat hızını, taban belleği, cache belleği, sürücü kapasitelerini,
monitörü ve COM portları içerir. BIOS bir komut setidir ve ana kart üzerinde bir veya daha fazla çip üzerinde bulunur.
ROM'un farklı tipleri bulunmaktadır:
- Programlanabilir ROM (PROM) : Bu temel olarak üzerine sadece bir kez yazılabilen boş bir ROM entegresidir.
PROM daha çok boş bir CD ' ye veri yazan bir CD-R sürücüsüne benzetilebilir.
Bazı şirketler özel amaçlar için, özel araçlar kullanarak PROM entegresine yazarlar.
- Silinebilir ve Programlanabilir ROM (EPROM) : Bu da hemen hemen PROM gibidir.
Tek farkı özel ultra-viole ışınları kullanarak ROM ' u silebilmenizdir.
Bu işlemin yapılması verinin silinmesini ve ROM'un bir sonraki yazılma için hazır hale getirilmesini sağlar.
- Elektrikle Silinebilen ve Programlanabilen ROM (EEPROM): aynı zamanda Flash BIOS olarak da bilinir.
Bu ROM, ancak özel bir yazılım kullanılarak tekrar yazılabilir.
Flash BIOS'lar bu özellikleri sayesinde, kullanıcılara kendi BIOS'larını güncelleme imkanı tanırlar.
Anakart üreticileri, kart üzerinde kullanılacak olan BIOS çiplerinin tipine kendileri karar verirler.
Award, Phoenix, AMI (American Magatrends), Micro Firmware Inc. birkaç BIOS üreticisidir.
BIOS çipi üzerinde firmaların etiketlerini kolayca görülebilir.
Daha yeni BIOS çiplerinin piyasaya çıkmasından bu yana, BIOS'u, BIOS'un dahili program kodunu değiştiren
yazılımları çalıştırarak güncelleme edilebilir. Diğer BIOS chipleri upgrade edilecekleri zaman, değiştirilmeyi gerektirirler.
BIOS kodu yeni takılan cihazları daha fazla desteklemediği zaman, mutlaka upgrade edilmelidir.
- CMOS (Tümleyici Metal Oksit Yarıiletken): Bilgisayar çalışmadığı zaman, bilgisayarın sistem kurulumu ile ilgili hayati bilgileri depolayan bellek birimidir.
2. RAM (Rasgele Erişimli Bellek)
RAM, bilgisayarın ana bellek birimidir. RAM çipleri, verileri, transistor ve kondansatör
dizileri içindeki, sütun ve satırlarda depolarlar ve özel adreslerde bulunan bu verileri getirmek için bir
bellek denetleyici devre kullanır. Çipler, o anki şarjlarını korumaları için, elektrik darbeleri ile düzenli olarak tazelenmelidirler.
RAM içinde veriler, RAM veya bellek çipleri olarak adlandırılan bir dizi mikrochip içinde, elekronik şarj durumunun
olup olmamasına göre depolanırlar. Bilgisayarınızı kapattığınız zaman, RAM içinde bulunan her şey kaybolur.
İki tip temel RAM vardır : DRAM (Dinamik RAM) ve SRAM (Statik RAM).
1. DRAM: DRAM tipik olarak, 50 ila 70 nanosaniye (ns) arasında erişim hızına sahiptir ve çoğu bilgisayarlarda,
sistem belleğinin çoğunluğunu teşkil eder. DRAM daha yavaş ve daha ucuz olmasına rağmen, sık sık tazelenmeye ihtiyaç duyar ya da içerindeki veriyi kaybeder.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder