Bilgisayar Donanımı: CPU ve Çevre Birimleri

Tamamdır, işte sağlanan metinden oluşturulan çalışma notları:

Bilgisayar Donanımı

• Bilgisayar, programlar aracılığıyla bilgileri saklayan, aritmetik ve mantıksal işlemler yapabilen elektronik bir cihazdır.
• Donanım (hardware) bilgisayarın elektronik kısmını, yazılım (software) ise program kısmını ifade eder.
• Bilgisayarın gelişiminde değişmeyen dört unsur: bilginin girişi, saklanması, işlenmesi ve çıkışı.
• Donanım, Merkezi İşlem Birimi (CPU) ve çevre birimlerinden oluşur.
• Çevre birimleri, giriş (input devices) ve çıkış (output devices) birimleri olarak ikiye ayrılır.

Merkezi İşlem Birimi ( CPU )

• Merkezi İşlem Birimi (CPU), bilgisayarın en önemli parçasıdır, mikro işlemci olarak da bilinir.
• CPU, komutları işler, hesaplamaları yapar, bilgi akışını kontrol eder, kullanıcı komutlarını yorumlar ve yerine getirir.
• Bilgisayarın toplama işlemi için devreleri açıp kapatması gerekir ve bu eş zamanlı işlem CPU'ya bağlı bir saat (Kuarts Kristal) ile yapılır.
• Saatin vuruşları Mega Hertz (Mhz) ile ölçülür; örneğin 33 Mhz, 1 saniyede 33.000.000 işlem demektir.
• Bilgisayar hızı, mikro işlemci hızı ve birim zamanda işlenen sözcük boyuna bağlıdır; sözcük boyu 8, 16 veya 32 bit olabilir.

Mikro İşlemci Türleri

• 8080: 4.77 Mhz, 1 Mb bellek, 8 Bit sözcük boyutu.
• 80286: 6-20 Mhz, 16 bit bellek kontrolü, 16 Bit sözcük boyutu, çoklu işlem yeteneği.
• 80366: 33 Mhz, 4 GB bellek kontrolü, 32 Bit (DX) veya 16 Bit (SX) sözcük boyutu.
• 80486: Matematik işlemci eklenmiş 80386, ön bellek denetleyicisi, 486 SX veya 486 DX.
• 80586: Pentium, Latince 5 anlamına gelir, 60-400 Mhz işlem hızı.

Ana Bellek (RAM)

• Ana bellek (RAM), giriş cihazından okunan veri, program sonuçları ve çıktıların tutulduğu yerdir.
• "Rastgele erişim", bellekteki herhangi bir adrese doğrudan erişimi ifade eder.
• RAM'deki veriler geçicidir, bilgisayar kapanınca silinir.
• RAM, diğer saklama araçlarına göre daha pahalıdır.
• Ana belleğin görevleri:
  • Çalışan programların verilerini tutmak.
  • İşletim sistemi bileşenlerini saklamak.
  • Program sonuçlarını ve çıktıları tutmak.

Bellek Detayları

• Ana bellekteki her bölgenin bir adresi vardır.
• Bellek büyüklüğü, aynı anda çalışabilecek program sayısını ve hızını etkiler.
• 640 KB RAM'e sahip bir bilgisayarda yaklaşık 3 defter dolusu yazı saklanabilir.
• Bellek bölümleri:
  • Ana Bellek (Base Memory): 0 - 640 KB
  • Uzatılmış Bellek (Extended Memory): 641 - 1024 KB
  • Genişletilmiş Bellek (Expanded Memory): 1025 KB'den yukarısı

Ön Bellek (Cache Memory)

• Ön bellek, ana bellekten daha hızlıdır ve CPU ile ana bellek arasında görev yapar.
• Sık kullanılan talimatları ve geçici bilgileri saklar.
• CPU'nun ana belleğe erişim süresini kısaltır.
• CPU, önce dâhili ön belleğe, sonra harici ön belleğe, en son ana belleğe bakar.

BİOS (Basic Input Output System)

• BİOS, bilgisayarın açılışında parçaları kontrol eden bir program içeren yongadır.
• ROM türündeki bellek üzerinde bulunur ve bilgiler silinmez.
• Yeni ana kartlarda Flash ROM'a kaydedilir ve gerektiğinde değiştirilebilir.
• BIOS'un görevi: parçaları kontrol etmek ve sorun varsa uyarmak
• BIOS setup ekranı, sabit disk sürücüleri gibi ayarları değiştirmeye olanak tanır.

Ana Kart (Motherboard)

• Ana kart, bellek, genişleme yuvaları, kartlar ve elektronik parçaların üzerine yerleştirildiği temel parçadır.
• Veri yolu, bilgisayarın içindeki birimler arası bilgi taşıma sistemidir.
• Tüm elektriksel bileşenler ana karta bağlıdır.

Genişleme Yuvaları ve Kartlar

• Genişletme yuvaları, ses, ekran, modem, ağ kartları gibi kartların takıldığı soketlerdir ve bilgisayara yeni yetenekler kazandırır.
• Yuvanın tipini bilgisayarın veri yolu belirler.

Bilgisayar Kasası

• Kasa, bilgisayar parçalarını bir arada tutan metal veya plastik kutudur.
• Mini Tower kasalar yaygınlaşsa da Desktop ve slim kasalar da kullanılır.
• Sunucu bilgisayarlarda genişleme olanakları fazla olan kasalar tercih edilir.
• Kasanın en önemli parçası güç kaynağıdır; şehir elektriğini bilgisayarın kullanabileceği elektriğe dönüştürür.
• Güç kaynağının içinde ve işlemcilerin üzerinde soğutucu fanlar bulunur.
• PC'lerde güç kaynağı kapasitesi ortalama 200-250 watt'tır.

Bilgisayar Kasasının Arkasındaki Portlar

• Seri Port: 9 veya 25 iğneli, fare, modem, tarayıcı ve bazen yazıcı bağlanır, COM etiketleriyle tanınır.
• Paralel Port: 25 delikli, yazıcı ve teyp birimleri takılır, LPT etiketiyle tanınır.
• Monitör Portu: Ekranı bağlamak içindir
• Klavye Portu: Fareyi de bağlamak için kullanılır
• USB Portu (Universal Serial Bus): Fareden Klavyeye bütün cihazları zincir şeklinde bağlar,127 adede kadar cihaz eklenebilir
• Oyun Portu: Joystickleri bağlar.

Ekran ve Grafik Kartları

• Ekran Kartı: Ekrana ait işlemleri gerçekleştirir ve mikro işlemci ile ilişkisini sağlar.
• Grafik Kartı: Oyun, çizim, resim ve mimari çizimler için kullanılır.
• Bazı grafik kartı türleri: MDA, CGA, EGA, VGA, SVGA.
• Ekran grafik özelliğinde çalışırken satır ve sütun yerine piksellerden oluşur.
• Daha fazla piksel sayısı daha net görüntü demektir.
• Ses Kartı: Bilgisayardan seslerin daha kaliteli çıkmasını sağlar.

Sabit Disk (Hard disk) ve Disketler

• Bilgisayar belleğindeki geçici bilgiler manyetik ortama aktarılarak kalıcı hale getirilir.
• Hard diskler sabittir, disketler taşınabilir.
• Hard diskler daha dayanıklı ve hızlıdır.
• Sabit disk sürücü (hard disk), bilgi depolamanın temel birimidir.
• Veriler dönen diskte manyetik olarak saklanır.
• Bilgisayarda birden fazla sabit disk veya bölümleri olabilir.
• İlk sabit disk C sürücüsü olarak adlandırılır.
• Sabit disk kapasitesi MB veya GB ile ölçülür. Günümüzde 200-1000 GB arasıdır.
• D harfi genellikle CD-ROM için kullanılır
• CD sürücülerin hız özelliği belirtmek amacıyla 24x,36x gibi ifadeler kullanılır.

Disketler

• Disket (floppy disk), verileri manyetik ortamda saklayan taşınabilir bir araçtır.
• Disket veya sabit disk ilk kullanımdan önce formatlanmalıdır (biçimlendirmek).
• Formatlama, disketi iz (track) ve sektörlere ayırarak kullanıma hazırlar.
• Disketler 3.5” ve 5.25” boyutlarında olabilir.
• 3.5” disketler için yaygın veri saklama standartları:
  • Çift yoğunluklu (Double Density-DD): 720 KB
  • Yüksek yoğunluklu (High Density-HD): 1.44 MB
• Bilgisayarlarda disket sürücü A (ve varsa ikinci sürücü B) diye adlandırılır.
• Günümüzde çoğu bilgisayarda disket sürücü bulunmamaktadır.

DVD (Digital Versatile Disc/Digital Video Disc)

• DVD ilk başta "Digital Video Disk" anlamına gelmekteyken sonradan "Digital Versatile Disk (Çok-yönlü Sayısal Disk)" anlamında kullanılmaya başlanmıştır.
• DVD, görüntü, ses ve bilgiyi aynı ortamda saklar.
• DVD-ROM'lar CD-ROM'ların gelişmiş bir tipidir.
• DVD Video'lar televizyona takılan DVD Player'larda izlenen, ses ve görüntü içeren disklerdir.
• Bilgisayar ortamındaki DVD sürücüleri her iki formatı da okuyabilir, yazabilir.
• DVD Video'larda Mpeg-2 ve PCM veri sıkıştırması kullanılır.
• Mpeg-2 decoder kartı olmayan bir bilgisayarda DVD videoları yazılım yardımı ile izleyebilirsiniz.
• DVD-ROM sürücülerin kapasitesi minimum 4.7 GB’tır ve 17 GB’a kadar çıkarılabilir.
• Hareketli görüntülerden oluşan 481 dakikalık bir veri tek bir medyaya kaydedilebilir.
• DVD Video ile DVD ROM arasındaki farkı anlamak önemlidir,
• DVD Video (sadece DVD diye anılır) video programlarını tutar ve TV'ye takılan DVD player sayesinde çalışır.
• DVD ROM bilgisayar verisi tutar ve DVD ROM sürücü tarafından okunur.

DVD Çeşitleri

• DVD ROM’un kaydedilebilir çeşitleri vardır (DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW).
• DVD-R, bir kez kayıt yapılabilir.
• DVD-RAM, DVD-RW ve DVD+RW binlerce kez kayıt yapılabilir.
• DVD-R organik boya polimer teknolojisini kullanır (CD-R gibi) ve bütün DVD sürücüleriyle ve dvd oynatıcıları ile uyumludur.
• İlk versiyon kapasitesi 3,95 milyar byte’tı. sonra 4.7 milyar byte’a geliştirildi.
• DVD-RW (DVD-R/W veya DVD-ER olarak ta bilinir) silinebilir biçim.
• DVD-RW adres bilgisiyle birlikte yiv açarak kayıt yapar.
• İlk kapasitesi 4,7 milyar byte. DVD-R ve DVD-RW’nın avantajı yüksek kapasitesi ve birçok DVD oynatıcı sürücüsüyle uyumluluğudur.
• DVD-RAM'in ilk kapasitesi 2.58 milyar byte’tır.
• Faz değişim teknolojisini kullanır ve güncel sürücülerle uyumlu değildir.
• titreşimli yiv verinin zamanlamasını sağlamak için kullanır.
• Tek taraf DVD-RAM diskleri kartuşlarıyla beraber geliyor.

Monitör (Ekran)

• Monitör bilgisayarın mikroişlemcisinden gelen sinyalleri görüntüye dönüştürür; bir çıkış aygıtıdır.
• Çözünürlük, monitörlerin en önemli özelliklerinden biridir ve yatay ve dikey eksendeki nokta sayısıyla ölçülür.
• Multisync monitörler birden çok çözünürlüğü destekler.
• Büyüklük ekranın köşegen uzunluğuyla ölçülür. Standart monitörler 14" veya 15" boyutundadır.
• Nokta aralığı (dot pitch), görüntü netliğini etkileyen bir faktördür. Değer ne kadar küçükse görüntü o kadar nettir.
• Ekran tazeleme hızı (refresh rate) en az 60 Hz olmalıdır. Non-interlaced monitörler gözü daha az yorar.
• Monitör ve görüntü kartı birlikte çalışarak görüntülerin oluşmasını sağlar.
• Görüntü kartı, monitörde görüntülenecek renk sayısını ve kalitesini belirler.

Klavye (Keyboard)

• Klavye, harf, rakam, karakter ve fonksiyon tuşlarını içeren bir giriş cihazıdır.
• Tuşlara basıldığında, kod CPU'ya aktarılır ve ekranda yankısı oluşur.
• Klavyeler F veya Q tipi olabilir.
• Q KLAVYE, İngiliz klavyesi olarak da adlandırılır
• F KLAVYE Türkçe klavye olarak bilinir.
• Q TÜRKÇE KLAVYE Q klavyede Türkçe karakterler yerleştirilmiştir.
• Bazı tuşlar ekrana karakter yazmaz, farklı etkiler oluşturur. Örneğin, F1 genellikle yardım bilgisini getirir.

Klavye Tuşları ve İşlevleri

• Enter tuşu: Komut çalıştırma ve kelime işlemcilerde yeni paragrafa geçmeyi sağlar.
• Esc (Escape) tuşu: İşlemi yarıda kesmek veya vazgeçmek için kullanılır. Windows'ta iptal düğmesini temsil eder.
• Fonksiyon tuşları: Belirli işlemleri çabuk yapmayı sağlar, örneğin F1 yardım bilgisini açar.
• Tab tuşu: DOS'ta imleci sağa kaydırır, kelime işlemde paragraf girintisi, Windows'ta iletişim kutularında geçiş sağlar.
• Caps Lock tuşu: Sürekli büyük harf yazmayı sağlar.
• Shift tuşu: Harf tuşlarıyla birlikte basıldığında büyük harf, rakam tuşlarıyla ise özel karakterleri yazdırır.
• Ctrl ve Alt tuşları: Başka tuşlarla birlikte kullanılarak özel işlemleri gerçekleştirir; örneğin Ctrl+S dosyayı kaydeder.
• Alt Gr tuşu: Q klavyelerde Türkçe karakterler için üçüncü bir görev sağlar.
• Windows tuşu: Başlat menüsünü açar ve kısa yol tuşu olarak kullanılır.
• Sağ fare tuşu: Windows'ta sağ fare tuşu ile aynı görevi görür.
• Back Space (Geriye Silme): İmlecin solundaki karakteri siler.
• Del (Delete) tuşu: İmlecin sağındaki karakteri siler.
• İns (İnsert) tuşu: Açıkken yazılan karakterler sağdaki karakteri iter, kapalıyken üzerlerine yazar.
• Home tuşu: Satırın başına gider.
• End tuşu: Satırın sonuna gider.
• Page Up tuşu: Bir sayfa yukarı çıkarır.
• Page Down tuşu: Bir sayfa aşağı indirir.
• Pause tuşu: İşlemi durdurur.
• Print Screen tuşu: Ekranın görüntüsünü yazıcıya gönderir veya panoya kopyalar.
• İmleç tuşları: İmleci hareket ettirir.
• Nümerik klavye: Sayıları girmeyi veya imleci kontrol etmeyi sağlar.

Mouse (Fare)

• Mouse, klavyeden farklı olarak sadece komut girişinde kullanılır.
• Bilgisayar ortamında kullanılabilmesi için çalışan programın, mouse kullanımına uygun şekilde yazılmış olması gerekir.
• Mouse altındaki yer alan bilye, mouse göstergesinin ekranda istenilen yere hareket etmesini sağlar.
• Mouse, üzerinde yer alan tuşlardan genellikle sol taraftaki kullanılır.

Yazıcı (Printer)

• Yazıcılar, bilgisayardaki bilgilerin kağıda yazdırılmasını sağlayan elektronik ve mekanik parçalardan oluşmuş yan ünitedir.
• Karakterleri yazış şekillerine göre aşağıdaki şekilde gruplandırılabilir:
  • Nokta Vuruşlu (Dot Matrix)Yazıcılar:
    • Nokta vuruşlu yazıcılar, bir satıra yazdıkları karakter sayısına göre iki gruba ayrılırlar.
    • 80 sütunluk yazıcılar, bir satıra normalde 80 karakter yazarlar ve CPS (Character Per Seconds) ile ifade edilir.
  • Lazer Yazıcılar (Laser Printer):
    • Nokta vuruşlu yazıcılara göre bu yazıcıların yazım kalitesi ve hızı mükemmeldir.
    • PPM (Page Per Minute) ile ifade edilir
  • Mürekkep Püskürtmeli Yazıcılar (İnkjet Printer):
    • Karakterleri mürekkep püskürterek yazarlar ve Renkli ve grafik basımında diğer yazıcılara göre daha iyi olduğu söylenebilir.
  • Çizici (plotter)
    • Çiziciler özellikle grafik çıktıların alınmasında kullanılan aygıtlardır.
    • Renkli kalemler kullanılmak suretiyle renkli çıktılar alınabilir.

Tarayıcı (scanner)

• Tarayıcı fotoğraf, grafik ve düz yazıları okuyup bilgisayara aktaran aygıtlardır.
• Bilgisayara aktarılan resim ve grafikler üzerinde değişiklik yapılabilmektedir.
• Düz yazılar ise kelime işlem programları(OCR optik karakter tanıma programı) ile değiştirilebilmektedir.
• Tarayıcılar bilgisayara ya SCSI bir kartla bağlanmakta ya da yazıcının takıldığı paralel çıkışa bağlanır.

Modem

• Bilgisayar telefon hatlarını kullanarak iletişim kurmasını sağlar.
• Modem terimi, Modulation- demodulation kelimelerinin kısaltılması ile oluşturulmuştur.
• Modem, bilgisayardan aldığı digital(sayısal) veriyi analog veriye çevirerek göndermek ve aynı şekilde karşı taraftaki bilgisayardan gelen analog veriyi tekrar digital veriye çevirerek bilgisayara iletmektir.
• İnternal (dahili) ve External (harici) Modem olarak iki kısımda incelenebilir.

İşletim Sistemleri

• İşletim sistemleri, bilgisayar sistemlerini yönetir ve kullanıcı ile bilgisayar arasında köprü görevi görür.
• Bilgisayar sisteminin bileşenleri:
  • Donanım (İşlemci, bellek, I/O üniteleri)
  • Sistem Yazılımları (İşletim sistemi, Aygıt Sürücüler, uygulama ve kullanıcı yazılımları)

Yazılım Türleri

• Yazılım(software) donanım birimlerinin yönetimini ve kullanıcı programlarını içerir.
• Sistemi oluşturan donanım(hardware) olmadan yazılım bir işe yaramaz.
• Bilgisayar yazılımları iki ana grupta incelenebilir:
  • Sistem yazılımları: İşletim sistemi, derleyiciler (compilers).
  • Uygulama yazılımları: Uygulamalar (application), stok kontrol, bordro programları vs.

İşletim Sistemi

• İşletim sistemi bilgisayarın bütün donanım ve yazılım kaynaklarını kontrol eder ve uygulama yazılımlarının çalıştırılmasını sağlar.
• Modern bir bilgisayar sistemi: birden fazla işlemci, bellek, saatler, terminaller, diskler, network birimleri, yazıcılar, CD sürücüsü, disket ve teyp ünitelerinden oluşmaktadır.
• Programcıları, donanımın karmaşık yapısından etkilenmemesi için donanımın üzerine yazılımlar eklenir (katmanlar şeklinde).
• En alttaki katmanı donanım oluşturur ve sistem operatörüne teslim eder.

İşletim Sistemi Devamı

• Ayrıca İstemci, sunucu(client process) ve dosya sunucusuna (file server) bir istem gönderir.
• İstem aynı zamanda donanım üreticisi olan veya yalnızca yazılım geliştiren özel bir firma tarafından yazılıp pazarlanan bir yapıdır.
• Bilgisayar çalışmaya başladığında harekete geçen ilk program, sistem donanımlarının uygun olup olmadığını kontol eder.

İşletim Sistemi Tanımı

• Bilgisayarda çalıştırılan tüm programlar bir işletim sistemine gereksinim duyar.
• İşletim Sistemi ve programların ana belleğe (RAM) yerleştirilmeleri gerekir ve bu işlem genellikle bilgisayar ilk açıldığı zaman otomatik olarak yapılır HD'de İşletim Sistemi ana belleğe yüklenir.
• Kullanıcı Cobol veya Pascal dili ile geliştirdiği uygulama programını sistemde çalıştırabilmesi için, uygulama programı ve verilerini yazabileceği bir disk ünitesine de ihtiyaç vardır.
• Bir bilgisayar sisteminde kullanıcı ile iletişim kurarak kullanılan kaynakların arasında adil bir biçimde paylaştırılmasını sağlayan sistem programları topluluğuna verilen isimdir.Olmassa

İşletim Sistemi Özellikleri

• İşletim sistemi kullanıcı ve donanım arasında bir köprüdür.
• Karmaşık işlemlerin bilgisayarda düzenli yapılmasını sağlar.
• Merkezi işlem birimi, ana bellek ve giriş-çıkış paylaştırıcısıdır.
• Yetkisiz girişleri engelleyerek sistemi korur.
• Kaynak kullanım oranlarını izler .
• Kullanıcıya arkadaşça bir ortam sunar.

Bilgisayar Sistem Yapısı

• Omurgaya bağlı olan işlemci (CPU) ve bellek gibi bölümlerden oluşur.
• Bilgisayar açılınca bir başlatma programına ihtiyaç duyar.
• İşletim sistemi ilk işi (proses) işletmeli ve bazı işlevlerin tamamlanmasını beklemeye başlamalıdır.
• Beklediği böyle bir işlev (olay) donanım veya yazılımdan kaynaklanacak bir kesinti (interrupt ) olabilir.
• İşletim sisteminin o sırada yapmakta olduğu işi bırakıp, kesintiyi yaratan işe (proses) anahtarlanmasıdır.

İşletim Sistemlerinde Temel Kavramlar

• Proses (Process): İşletim sisteminde anahtar kavramdır ve çalıştırılmakta olan bir programı ifade eder.
• Proses, “programın işletimi”ne verilen isimdir.
• Kişisel bilgisayarlarda çalışan işletim sistemlerinin bazılarının (MS-DOS) gibitek işd üzeni (monoprogramming), bazıları ise kullanıcının kendisine ait farklı programları aynı anda işletimealabilmeleri nedeni ile (Windows işletim sistemi gibi) çok görevli (multitasking) özelliği taşıdığısöylenebilir.

Devamı

• Dosyalar (Files): İşletim Sisteminin temel bir fonksiyonu, disklerin, çevre üniteleri vs. ile ilgili özelliklerini tutmaktır.
• İş (Job): Kullanıcıların bilgisayar sisteminde bağımsız bir bütün olarak ve belli bir sıra dahilinde işlenmesiniistedikleri hizmetler kümesine veriler isimdir.
• İstemci / Sunucu (Client/Server): işletim sistemlerinde de genel eğilim, Çekirdek (kernel) en düşük düzeye indirip kullanıcıları etkileyen utilityleri zenginleştirmektir.

Devamı 2

• Sunusular arasında iletişimi sağlar. Sistemi yönetimi kolaylaştırmak amacıyla “file server”, “proses server”, “memory server” gibi parçalara bölmek yönetimi kolaylaştırmıştır.
• Terminal (Sonda Bulunan): İstemci konumunda olan ve son uç olarak bulunan sistemlerdir.
• Boot (Yeniden Başlatma): İşletim sisteminin yaptığı veya kayıtları tutularak yeniden başlatılmasıdır.
• Uyandırma çağrısı:Disk sürücülerini etkinleştirmeye başlayacaktır.

Linux Özellikleri

• Paylaşımlı kullanıma uygun olmayan çevre ünitelerini kullanabilir.
• Hız bakımından birbirinden çok farklı üniteleri arasındaki bilgi transferinin.
• En büyüğünden en küçüğüne.
• Babbage’ ın başarısızlıkla sonuçlanan çalışmalarından sonra olmuştur ve geliştirilen makineler.

Dosya Sistemleri

• Dosya: İşletim sisteminde programlama,kullanıcı ve kodları depolayan birimlerdir Dosyaların bazı türleri arasında TXT,DOC,EXE bulunmaktadır.