BİLGİSAYAR ORGANİZASYONU

Bilgisayar kendisi aracılığıyla bilgi işlenen bir tür cihazdır.

Geliştirilen ilk bilgisayarlar ile bugünkü bilgisayarlar arasında, büyüklük, ağırlık, işlem hızı, hata oranı, esneklik, fiyat vs. gibi konularda büyük farklılıklar olmasına rağmen;

Bilgisayarı oluşturan temel bileşenlerin işlevleri ve bilgisayarın işleme mantığı ilk bilgisayarlarda da günümüz bilgisayarlarında da aynıdır. Aynı temel prensiplerle çalışır.

İşlemci (İşlem Birimi)

Veriler üzerinde işlem yapan birimdir.

Temel faaliyetlerin gerçekleştirildiği bilgisayar bölümüdür.

Her bilgisayarda en az bir işlemci bulunmak zorundadır.

İşlem biriminin       Kontrol Birimi      Aritmetik/Mantık Birimi olmak üzere iki temel bileşeni vardır.

Kontrol Birimi: Bilgisayar bileşenlerinin birbiriyle uyumlu bir şekilde çalışmasını denetler. Program deyimlerinin nasıl uygulanabileceğini bilgisayar sisteminin diğer bileşenlerine bildirir.

Aritmetik/Mantık Birimi

      Aritmetik işlemler : (4 işlem yapar)

      Mantıksal işlemler : iki veri parçasını Eşitlik (=)

Büyüklük ( > )

Küçüklük ( < )

olarak karşılaştırır.

Bilgisayar işlemcilerinin tanıdıkları rakamlar sadece 0 ve 1 dir.

Bilgisayarın ondalık sayı sistemi ile verilen sayıları işleyebilmesi için, hepsini ikili sayı sistemine dönüştürmesi gerekir.

Günümüz hesaplamalarının teorik temeli;Veri ve/veya deyimlerin ikili sistem yardımıyla temsil edilmesidir.Metin, Ses, Resim ve Video görüntüsü, fiziki ölçüm gibi herhangi bir türde bilgi sayılar yardımıyla temsil edilebilir.

Herhangi bir sayı iki tabanlı bir sayıya ya da ikili sayı sistemine (0’lar ve/veya 1’ler katarına) dönüştürülebilir.Bundan sonra, kullanılan teknoloji; bu 0 ve 1’leri fiziksel durumlar (elektriksel ya da manyetik yükler) biçiminde ifade eder.Bilgisayara iletilen veri elektrik sinyali olarak taşınır devrenin açık ya da kapalı konumuna göre bir çeşit kodlama ile işlevini yerine getirir.

KODLAMA SİSTEMLERİ 1) Binary Coded Decimal- BCD  Her bir karakter 6 bit yardımıyla temsil edilmekteydi. 26=64 karakter 2) Extended BCD Interchange Code- EBCDICHer bir karakter 8 bit ile temsil edilir.  28=256 karakter

3) American Standart Code for Information Interchange –ASCIIHer bir karakter 8 bit yardımıyla temsil edilir. 4) UNICODE Her bir karakter 16 bit yardımıyla temsil ediliyor.

İkili sistemin her bir 0 veya 1’ine Bit denir. (Binary digit’in kısaltması) Sekiz bit birleşerek bir BYTE’ı oluşturur. Bir BYTE kabaca bir karaktere (harf,rakam, özel işaret) veya ana bellekte adreslenebilir en küçük depolama yerine eşdeğerdir.Bellek kapasitesi BYTE cinsinden ölçülür.

8 BIT = 1 BYTE1024 BYTE ≈1000 BYTE =1 KILOBYTE (KB)1024 KB ≈1000 KB= 1 MEGABYTE (MB)1024 MB ≈1000 MB= 1 GIGABYTE (GB)

VEYA

KILOBYTE BİN BYTE

MEGABYTE MİLYON BYTE

GIGABYTE MİLYAR BYTE

TERABYTE TRİLYONBYTE

Bilgisayarda işlem yapmakta kullanılan başka bir birim yoktur. İşlemci bilgisayarın en önemli unsurudur. Bilgisayarda gerçekleştirilen herşey işlemci aracılığıyla gerçekleştirilir.

İşlemcinin bir işi yapabilmesi için iki şeyi bilmesi gerekir. •Hangi işlemin yapılacağını•Bu işlemin hangi sayılar üzerinde yapılacağını

İşlemcinin ne yapacağı ve yapacağı işi hangi veriler üzerinde yapacağı, ana bellek adı verilen bir birimde saklanır.

Ana Bellek: İşlemciye bağlı olan bellek ünitesidir. Bilgisayarın herhangi bir anda işlemek durumunda olduğu bilgilerin saklandığı bellektir.

RAM (Random Access Memory): Rassal erişimli bellektir. Ana belleğin kullanıcılara ayrılan kısmıdır. Okuma ve yazma faaliyeti gerçekleştirilir.İşlemci ana belleğin istediği adresine erişebilir, eriştiği adresteki veriyi okuyabilir ve değiştirebilir. Çalıştırılan programlar bu belleğe yüklenir. Bilgisayar kapatıldığında bu bellek üzerindeki bilgiler silinir.

ROM (Read Only Memory):

Salt okunur bellektir. Ana belleğin bilgisayar tarafından kullanılan kısmıdır. Bilgisayarın işleyişinin temel kurallarının kayıtlı olduğu bellektir. ROM işlemci tarafından okunabilir ama ROM daki veriler değiştirilemez. Bilgisayarın kapanması ile bu bellekte yer alan bilgiler silinmez.

Diğer Bellek: PROM, EPROM…

İşlemcinin Hızı : Saniyede yapılan işlem ile ölçülür. Ölçü birimi HERTZ (Hz) Sistem saatinin darbeleri arasındaki süre bilgisayar birimlerinin en basit bir işi gerçekleştirebilmeleri için gerekli olan süredir.1 Hz = Saniyede 1 darbe1 KHz =Saniyede 1000 darbe1 MHz =Saniyede 1 000 000 darbe1 GHz = Saniyede 1 000 000 000 darbe 

İşlemci ve ana bellek, bir arada, bir bilgisayarın temel bileşenlerini meydana getirirler. Bilgisayarların bu kadar basit bir yapıyla çok karmaşık işlemleri hızlı ve doğru biçimde gerçekleştirebilmeleri, işlemcilerinin hızı ve belleklerinin büyüklüğü sayesindedir.

Şekil’de örnek bir ana bellek görülmektedir. İşlemci bilgisayarın ana belleğinden komutları okur. Bu komutlar da bilgisayarın belleğinde diğer herşey gibi aslında 0 ve 1 rakamlarından oluşan diziler halindedir. İzlemede kolaylık açısından komutlar bizim anlayabileceğimiz biçimde ifade edilmiştir. Örnekteki ana bellek 10 hücreden meydana gelmektedir ve her hücrenin başındaki değer, hücrenin adresidir.

Bilgisayarın İşleyişi1 2 2 3 5 adresindeki veri ile 8 adresindeki veriyi

topla sonucu 8 adresine yaz. İzleyen komut 7 adresinde

4 35 5 16 6 7 8 adresindeki veriyi 4 adresindeki veriyle

karşılaştır Eğer 4 adresindeki veri büyük ise dur Aksi halde 9 adresindeki komuta geç

8 21 16+21=37 37-2=35 9 8 adresindeki veriden 2 adresindeki veriyi

çıkar Sonucu 8 adresine yaz İzleyen komut 7 adresinde

10

Veri Yolları :

İşlemci ile ana bellek ya da çevre birimleri ile işlemci ve ana bellek arasında karşılıklı olarak sürekli bir veri transferi vardır. Sözkonusu veri transferi veri yolu adı verilen bağlantılar aracılığıyla sağlanır. Veri yollarının genişliği ve veri transfer hızı, bilgisayarın hızını etkileyen en önemli faktörlerden biridir.

Örnek ana bellek şeklinde de görüldüğü gibi, komutlar işlemciyi bellek hücrelerinin adreslerine yönlendirir. Dolayısıyla sadece hücredeki verilerin değil, hücre adreslerinin de taşınması gerekir. Hücre adreslerinin taşınması amacıyla kullanılan bağlantılar da adres yolu adını almaktadır.

Bilgisayar bileşenlerinin birbiriyle eşgüdümlü çalışabilmesini sağlamak için gereken bilgiler denetim yolu adı verilen bağlantılar aracılığıyla sağlanır.

RAM’deki bilgiler bilgisayar kapanınca silinir. Bu nedenle yeni açılan bir bilgisayarın RAM’inde hiçbir komut ya da veri bulunmaz. Kullanıcının bilgisayara gerekli komut ve verileri verebilmesi , bu komut ve verileri ileride kullanmak üzere saklayabilmesi vb. işler için işlemci ve ana bellek dışında çeşitli birimler gerekir. Bu birimler 3 ana başlık altında incelenir.

1.Giriş-çıkış birimleri

2.Yardımcı bellek birimleri

3.Diğer çevre birimleri

GİRİŞ-ÇIKIŞ BİRİMLERİ

Kullanıcının bilgisayara komut ve veri girişi yapmasını, bilgisayarın da kullanıcıya uyarı ya da sonuçları iletmesini sağlayan birimlerdir.

•Klavye

•Fare

•Yazıcı

•Ekran

Klavye: En klasik ve yaygın kullanılan giriş birimidir. Klavye bir tuş takımıdır.

•Karakter tuşları (A-Z, 0-9, !,?,*)•Fonksiyon tuşları (F1, F2,…F12)•Sayısal Tuşlar•Özel Amaçlı Tuşlar ve İmleç Denetim Tuşları

(Kullanılan dile göre Q veya F klavye vardır.)

Yazıcı: Kalıcı çıktı almak için kullanılan çıkış birimidir.

Satır Yazıcı: Bir satırı dizen ve bir kerede basan yazıcılardır. Çok hızlı çıktı üretebilir. Günümüzün satır yazıcıları dakikada onbinlerce satır yazabilmektedirler. Ancak yeterince esnek değillerdir. Yalnızca kendi karakter setlerinde var olan karakterleri basabilirler ve satır aralarına herhangi bir işaret koyamadıklarından örneğin kesintisiz grafik çizemezler. Kişisel bilgisayarlarda kullanılmaz.

Nokta Vuruşlu Yazıcılar: Bu tür yazıcılarda bir sütun halinde dizilmiş olan iğnelerin mürekkepli bir şeride vurması yardımıyla kağıt üzerinde noktalar oluşturulur. Her harf farklı nokta kombinasyonlarından oluşur. Bu yazıcılar son derece yavaştır ama satır yazıcılara kıyasla son derece ucuz olduğu için, birçok uygulamada kullanılır. Örn: Belediye faturaları,KDV fişleri

Sayfa Yazıcılar: Sayfanın tamamını hazırlayıp bir kerede basan yazıcılardır. Kitap, gazete, dergi. Sayfa yazıcılar lazer, termal ya da mürekkep püskürtmeli olmak üzere farklı teknolojiler kullanabilirler.

Ekran: Kalıcı çıktı istenmediği durumlarda kullanılan çıktı birimidir.

Ekranlardaki görüntüyü meydana getiren küçük noktalara piksel denir. Günümüz kişisel bilgisayarlarının ekranlarında düşeyde 768, yatayda 1024 dilim olması olağandır. Böyle bir ekran 768x1024=786432 pikselden meydana gelmektedir ve ekran çözünürlüğü 768x1024’tür.

Günümüz bilgisayarlarında her piksel milyarlarca farklı renkten herhangi birini alabilir. Ekranların çok sayıda pikselden meydana gelmesi ve piksellerin çok farklı renkler alabilmeleri yüzünden, ekranları doğrudan işlemci aracılığıyla kontrol etmek sakıncalıdır. Bu işi kişisel bilgisayarlarda ekran kartı adı verilen özel donanım birimleri üstlenir. Bu nedenle ekran performansı ekran ile birlikte ekran kartının kapasitesine de bağlıdır.

Ekran kartları bilgisayarın ana kartı üzerine monte edilmiştir. Ekran kablosu bilgisayarın kasasının arkasında ekrana ait olan yere bağlanır ve ekran bu kablo aracılığıyla ekran kartı ile haberleşir. Ekran kartı da ana kart üzerindeki veri yolları aracılığıyla işlemci ile bağlantılıdır.

Fare: Ekranda çeşitli noktaları çeşitli biçimlerde uyararak bilgisayara bilgi ya da tercihlerimizi ulaştırmamızı sağlayan giriş cihazıdır. Dolayısıyla farenin kullanımı ancak ekran teknolojisi kabul edilebilir düzeyde geliştikten sonra mümkün olmuştur.

Yol Faresi: Günümüzde en yaygın kullanılan fare türüdür. Masanın üzerinde kullanıcı tarafından hareket ettirildikçe, bu hareketi bilgisayara aktarır. Bilgisayar farenin hareketine paralel olarak, ekrandaki fare imlecini hareket ettirir. Farenin hareket ettirilmesi sırasında masaya temas eden top döner. Topun dönmesi mekanik olarak, bu dönmeyi algılayan silindirler aracılığıyla bilgisayara aktarılır.

Optik Fareler: Bu tür farelerde mekanik unsurlar yoktur. Optik fare özel altlığı üzerinde hareket ettirilir ve farenin hareketi bu özel altlık yardımıyla optik olarak algılanıp bilgisayara aktarılır.

İz Topu: Yaygın olarak dizüstü bilgisayarlarda kullanılan fare türüdür.

İz topunun prensipleri yol faresi ile aynıdır.Farkı, fare topunun bir yuva içinde bilgisayara yerleştirilmiş olmasıdır. Bu top parmaklar ya da avuç içi ile döndürülüp ekrandaki fare imleci hareket ettirilir.

YARDIMCI BELLEK BİRİMLERİ

Bilgisayarda veri ve programların saklandığı ortamlar yardımcı bellek ortamlarıdır.

Günümüzde en yaygın olarak kullanılan yardımcı bellek ortamları sabit diskler, disketler, CD’ler ve DVD’lerdir. Bunların dışında büyük miktarlı verileri yedeklemek amacıyla başvurulan teyp ya da kartuş gibi birimler de bulunmaktadır.

Sabit Diskler:Kısaca disk olarak adlandırılırlar. Doğrudan ana bellek ve işlemci ile bağlantılıdır. Okuma-yazma faaliyetinin her ikisi de gerçekleştirilebilir. Çok sayıda manyetik plaktan meydana gelmektedir. Disklerin kapasiteleri GB mertebesindedir.

Diskin hızı, diskte belirli bir adrese erişim hızıdır.

Disketler:Kapasitesi çok düşük, taşınabilir bellek birimidir. Disketler bir tek manyetik plaktan meydana gelir. Erişim hızları diğer ortamlara göre hala çok düşüktür. Kapasiteleri 1.44 MB tır.

CD’ler:(Compact Disc). Fonksiyonel olarak daha hızlı, güvenli ve daha yüksek kapasiteli birer disket olarak düşünülebilirler. Daha güvenlidirler, çünkü verileri okumak için fiziksel temas gerçekleşmez, sürücü verileri lazer ışınları yardımıyla okur.

Kapasiteleri 700 MB civarındadır.

DVD’ler:(Digital Video Disc) CD’lerin 20 katı kadar veri depolayabilirler. Bu yüzden günümüzde DVD’ler genellikle sinema filmlerinin sayısal ortamda saklanması amacıyla kullanılır.

DİĞER ÇEVRE BİRİMLERİ

Tarayıcılar :Çizim ve fotoğrafların sayısallaştırılarak bilgisayar ortamına aktarılmasını sağlayan cihazlardır.

Ses Araçları:Ses işlemek amacıyla kullanılan donanım birimleridir. Örn: Ses kartı, hoparlör, mikrofon.

Sayısal Kameralar: Bilgisayarın hareketli görüntüleri işleyebilmesi için bu görüntüleri sayısallaştıran ve bilgisayar ortamına aktarılmasını sağlayan donanım biriminin başında sayısal kameralar gelmektedir.

Televizyon Kartı: Hareketli görüntünün bir kaynağı da TV yayınlarıdır. Bilgisayara takılacak bir TV kartı yardımıyla TV yayınları da bilgisayar ortamına aktarılabilir.

Modemler: Günümüzde hemen her türlü iletişim sayısallaştırılmıştır.

Modemler telefon hatlarını kullanarak bilgisayarlar arasında iletişimi ve dolayısıyla veri transferini sağlayan cihazlardır.