Bilgisayar Donanımı: Giriş ve Temel Birimler

Tamamdır, isteğiniz üzerine sağlanan metinden detaylı çalışma notları aşağıda bulunmaktadır:

Bilgisayar Donanımı

• Bilgisayar, önceden yüklenmiş programlara göre bilgileri saklayan, gerektiğinde geri getiren, aritmetik ve mantıksal işlemler yapan hızlı bir elektronik cihazdır.

• Donanım (hardware), bilgisayarın elektronik kısmını; yazılım (software) ise program kısmını ifade eder.

• Bilgisayarın gelişiminde 4 temel unsur değişmemiştir: Bilgi girişi, bilginin saklanması, bilginin işlenmesi ve bilginin çıkışı.

  • Giriş birimleri: Klavye, mouse, kamera, scanner, fax-modem vb.
  • Hafıza birimleri: Hard disk, disket, CD-ROM vb.
  • Merkezi işlem birimi (CPU)
  • Çıkış birimleri: Monitör/ekran, yazıcı, çizici, modem

• Donanım, bilgisayarı oluşturan fiziksel parçaların tümüdür ve merkezi işlem birimi (CPU) ile çevresel birimlerden meydana gelir.

  • Çevresel birimler, giriş birimleri (input devices) ve çıkış birimleri (output devices) olarak ikiye ayrılır.

Merkezi İşlem Birimi (CPU)

• CPU, bilgisayarın en önemli parçasıdır ve mikro işlemci olarak da adlandırılır.
• CPU, komutları işler, hesaplamaları yapar, bilgi akışını kontrol eder, kullanıcı komutlarını yorumlar, programları çalıştırır ve istekleri yerine getirir.
• Bilgisayarın toplama işlemi için devreleri açıp kapatması gerekir ve bu işlemler çok kısa sürede gerçekleşir.
• Bu işlemleri gerçekleştiren CPU'ya bağlı saat (kuartz kristal), Mega Hertz (MHz) biriminde ölçülen darbeler üretir.
  • 33 MHz'lik bir bilgisayar, saniyede 33.000.000 kez çalışır ve MHz değeri arttıkça bilgisayar hızlanır.
• Mikro işlemcisinin hızı ve birim zamanda işlediği sözcük boyu, bilgisayar hızını etkiler ve saniyede yapılan işlem sayısı ile ölçülür.
  • Sözcük boyu 8, 16 veya 32 bit olabilir.

Mikro İşlemci Türleri

• 8080: 4.77 MHz işlem hızı, 1 MB kontrol belleği ve 8 bit sözcük boyu kullanır.
• 80286: 6-20 MHz işlem hızı, 16 bit'e kadar bellek kontrolü ve çoklu işlem yeteneği vardır.
• 80366: 33 MHz'e kadar işlem hızı ve 4 GB'a kadar bellek kontrolü sunar ve 80386DX 32 bit, 80386SX ise 16 bit sözcük boyutu kullanır.
• 80486: 80386'ya matematik işlemcisi eklenmiş ve ön bellek denetleyicisine sahiptir (486 SX/DX).
• 80586 (Pentium): 60-400 MHz işlem hızı ve Latince'de 5 anlamına gelir.

Ana Bellek (RAM)

• RAM (Random Access Memory), giriş cihazından veya ikincil depolama cihazından okunan veri ve programların, sonuçların ve çıktıların tutulduğu yerdir.
  • "Rastgele erişim", bellekteki herhangi bir adrese doğrudan erişme ve bilgi okuma/yazma anlamına gelir.
• Ana bellekteki veriler geçicidir; bilgisayar kapanınca silinirler.
• Görevler
  • Çalışan programların deyimlerini ve verilerini tutar.
  • İşletim sistemi bileşenlerini tutar.
  • Programlar tarafından üretilen sonuçları saklar.
  • Sabit diske veya harici cihaza gönderilecek çıktıları tutar.
• Bellekteki her bölgenin bir adresi vardır.
• Ana belleğin büyüklüğü, aynı anda çalışabilecek program sayısını ve hızını etkiler, örneğin, 640 KB'lık RAM ile yaklaşık 3 defter dolusu yazı saklanabilir
• Bellek bölümleri kapasitelerine göre:
  • 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)

• Ana bellekten daha hızlıdır ve merkezi işlem birimiyle ana bellek arasında yer alır.
• Çok sık kullanılan talimatlar ve bilgiler için "yaz-boz tahtası" görevi görür ve CPU'nun ana belleğe erişim süresini azaltarak bilgisayarı hızlandırır.
• CPU önce dâhili ön belleğe, sonra harici ön belleğe bakar; bulunamayan veriler ana bellekten alınır, bu da daha yavaş bir süreçtir.

BIOS (Basic Input Output System)

• BIOS, bilgisayarın açılışında parçaları kontrol eden ve hazır duruma getiren bir programı içerir.
• ROM (Read Only Memory) türündeki belleğe kaydedilir, bilgiler kalıcıdır(bilgisayar kapanınca silinmez).
  • Yeni ana kartlarda Flash ROM kullanılır ve hatalar giderilebilir.
• Bilgisayar açılışında parçaları kontrol eder ve hata varsa kullanıcıyı uyarır.
• Açılışta özel tuşla (genellikle DEL) BIOS setup ekranına girilebilir ve sabit disk sürücü ayarları değiştirilebilir.

Ana Kart (Motherboard)

• Bilgisayarın en önemli parçalarından olup bellek, genişleme yuvaları, kartlar ve diğer elektronik parçaları üzerinde barındırır.
• Bilgisayarın temel devre kartıdır ve tüm elektriksel bileşenler buraya bağlanır.
• Veri yolu, bilgisayarın içindeki değişik birimler arasında bilgileri taşır.

Genişletme Yuvaları

• Genişletme kartlarının (ses, görüntü, modem, ağ kartları) takıldığı soketlerdir ve bilgisayara yeni özellikler eklerler.
• Bilgisayarın veri yolu, yuvaların tipini belirler.

Bilgisayar Kasası

• Bilgisayar parçalarını bir arada tutan metal veya plastik kutudur.
• Önceden yatık (desktop ve slim) kasalar kullanılırken, günümüzde dik (mini tower) kasalar yaygınlaşmıştır.
• Güç kaynağı, kasanın en önemli bileşenidir ve şehir elektriğini bilgisayarın kullanabileceği enerjiye çevirir.
  • Parçaların ısınmasını önlemek için soğutucu fan içerir ve PC'lerde ortalama 200-250 watt kapasiteye sahiptir.

Bilgisayar Kasasının Arkasındaki Portlar

• Seri Port: 9 veya 25 iğneli erkek konnektör olup fare, modem, tarayıcı veya yazıcı bağlanır ve bilgisayar her seri portu COM etiketiyle tanır.
• Paralel Port: 25 delikli dişi konnektör olup yazıcı ve teyp bağlanır ve bilgisayar her paralel portu LPT etiketiyle görür.
• Monitor (Ekran) Portu: Görüntü kartı üzerinde bulunur ve monitörü bağlamak içindir.
• Klavye Portu: Fareyi ve klavyeyi bilgisayara bağlar.
• USB (Universal Serial Bus) Portu: Yeni bir standart olup fareden klavyeye tüm cihazları zincirleme bağlar ve 127 adede kadar cihaz eklenebilir.
• Oyun Portu: Joystick'leri bağlar ve genellikle ses kartının üzerinde bulunur.

Ekran Kartı

• Ekrana ait işlemleri gerçekleştirir ve mikro işlemci ile ilişki kurar.

Grafik Kartı

• Oyun, çizim, resim ve mimari çizimler için kullanılır.
• Çeşitli grafik kartları mevcuttur: MDA, CGA, EGA, VGA, SVGA
  • Ekran, satır ve sütun sayısı yerine piksellerden (Pixel) oluşur.
  • Piksel sayısı arttıkça görüntü netleşir.

Ses Kartı

• Bilgisayardan seslerin daha kaliteli alınmasını sağlar.

Sabit Disk (Hard Disk) ve Disketler

• Bilgisayarın belleğinde işlenen bilgiler geçicidir.
• Bilgileri kalıcı saklamak için manyetik ortama aktarılmaları gerekir.
• Hard diskler ve disketler, en çok kullanılan manyetik ortamlardır.
  • Disketler taşınabilirken, hard diskler sabittir.
  • Hard diskler daha dayanıklıdır, uzun ömürlüdür ve daha hızlıdır.
• Veriler, dönen disklerde manyetik olarak saklanır.

Bölümler

• Her disk, birden fazla bölüme ayrılabilir.
• İlk sabit disk, C sürücüsü olarak adlandırılır, sonra D, E, F şeklinde devam eder (D genellikle CD-ROM içindir).
• Sabit disk kapasitesi MB (MegaByte) veya GB (GigaByte) ile ölçülür(Kapasiteler 200-1000 GB arasındadır).

HDD Üreticileri

• Bazı üreticiler 1 GB'ı 1000 MB olarak tanımlarken, normalde 1 GB 1024 MB'tır.
• Disket (floppy disk), taşınabilir bir manyetik ortam aracıdır ve kullanılmadan önce formatlanmalıdır (iz ve sektörlere ayırarak).
• Disketler 3.5" ve 5.25" olmak üzere boyutlara göre ayrılır.
  • Bugün 3.5" disketler yaygındır ve veri saklama kapasiteleri 720 KB (çift yoğunluklu) veya 1.44 MB (yüksek yoğunluklu) olabilir.
• Disket sürücüler A (ve varsa ikinci sürücü B) diye adlandırılır ancak günümüzde kullanımı azalmıştır.

DVD (Digital Versatile Disc ya da Digital Video Disc)

• Başlangıçta "Digital Video Disk" anlamındaydı, ancak daha sonra "Digital Versatile Disk (Çok-yönlü Sayısal Disk)" olarak kabul gördü.
• Görüntü, ses ve bilgiyi aynı ortamda saklar.
• DVD-ROM'lar CD-ROM'ların gelişmiş versiyonudur.
  • DVD Video'lar, DVD oynatıcılarda izlenen ses ve görüntü içeren disklerdir.
• DVD sürücüleri her iki formatı da okuyabilir, yazabilir ve DVD Video'larda Mpeg-2 ve PCM sıkıştırması kullanılır (Mpeg-2 decoder kartı olmayan bilgisayarlarda yazılım ile izlenebilir).
• Hızla ilerleyen bilgisayar sektöründe geliştirilen yazılımların giderek daha fazla kapasiteye ihtiyaç duymaları etkili olmuştur.
  • DVD-ROM’lar minimum 4.7 GB kapasitededir ve 17 GB’a kadar çıkarılabilir; 481 dakikalık hareketli görüntü kaydedilebilir.
• DVD video ile DVD ROM arasındaki fark: DVD Video, video programlarını tutar ve TV'ye takılan DVD player sayesinde çalışır, DVD ROM bilgisayar verisi tutar ve DVD ROM sürücü tarafından okunur
• DVD ROM'un kaydedilebilir çeşitleri vardır: DVD-R, DVD-RAM, DVD-RW,DVD+RW
• DVD ROM’un 4 tane kaydedilebilir çeşitti vardır.
• 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 bir çok DVD oynatıcı sürücüsüyle uyumluluğudur.
• DVD-RAM: İlk kapasitesi 2.58 milyar byte’tır. Faz değişim teknolojisini kullanır ve güncel sürücülerle uyumlu değildir (kusur yönetimi, yansıtma farkları ve küçük biçim farkları yüzünden).titreşimli yiv verinin zamanlamasını sağlamak için kullanır. Yivler ve kabartılmış sektör kafaları diskin içine imalat aşamasında yerleştirilir. Tek taraf DVD-RAM diskleri kartuşlarıyla beraber geliyor. kartuşun iki tipi var:1 mühürlenmiş, 2 diskin silinmesine izin verir. Diskler sadece kartuş içindeyken yazılabilir. İki taraflı DVD-RAM diskleri sadece mühürlenmiş kartuş halinde elde edilebiliyor. Kartuş boyutları 124,6mm x 135,5mm x 8mm.

DVD Teknolojisi

• DVD+RW, DVD-ROM'larla, CD'lerle, DVD-R ve DVDRW'lerle uyumludur ve fakat yansıtma farkları nedeniyle DVD-RAM'lerle uyumlu değildir ve DVD video playerlar ve DVD-ROM sürücülerle okunamaz.

Monitör (Ekran)

• Bilgisayarın mikroişlemcisinden gelen sinyalleri görüntülenebilir hale dönüştürür ve bir çıkış birimidir.
• Ekrandaki görüntülerin netliği (çözünürlük), yatay ve dikey olarak ekrandaki nokta (piksel) sayısıyla ölçülür.
  • Çözünürlük arttıkça görüntü netleşir ve monitörler değişik çözünürlüklerde çalışabilir (multisync).
• Ekranın köşegen uzunluğu monitör büyüklüğünü ifade eder (standart monitörler 14" veya 15"tir.
  • Yüksek çözünürlük için daha büyük monitörler tercih edilmelidir.
• Nokta aralığı (dot pitch), görüntü netliğini etkiler, küçük nokta aralığı daha net görüntü demektir (eski monitörlerde 0.39 mm, şimdi 0.28 mm veya daha azdır).
• Ekran tazeleme (yenileme) hızı, görüntünün saniyede kaç kez tazelendiğini gösterir.
  • Yüksek tazeleme frekansı daha sabit bir görüntü sağlar ve "non-interlaced" (titreşimsiz) monitörler gözü daha az yorar.
• Monitör ve görüntü kartı, ekranda görüntülerin sergilenmesi için birlikte çalışır.
  • Görüntü kartı, ana karta bağlanan bir genişleme kartıdır ve renk sayısı görüntü kartındaki bellek miktarıyla sınırlanır.

Klavye (Keyboard)

• Harf, rakam, karakter ve fonksiyon tuşlarını içeren bir giriş birimidir ve bilgisayarın temel kontrol aracıdır.
• Tuşlara basıldığında, kodlar CPU tarafından değerlendirilmek üzere belleğe aktarılır.
• F veya Q tipi olabilirler ve Q klavye İngiliz klavyesidir (Q harfi sol başta yer alır).
  • F klavye Türkçe klavyedir ve Q Türkçe klavyede Türkçe karakterler sağ tarafta yer alır.
• Bazı tuşlar ekrana karakter yazmaz, fakat farklı etkiler oluşturur ve işlevleri programdan programa değişebilir.
  • Örneğin, F1 tuşu çoğu programda yardım getirir.
  • Enter: İşi başlatır veya kelime işlemcilerde yeni paragrafa geçer.
  • Esc (Escape): İşi yarıda keser veya iptal eder.
  • Fonksiyon Tuşları: Belirli işleri hızlıca yapar (F1 yardım vb).
  • Tab: DOS'ta imleci sağa kaydırır, kelime işlemcilerde paragraf girintisi yapar.
  • Caps Lock: Sürekli büyük harf yazmayı sağlar. Shift: Harf tuşuyla basıldığında büyük harf, rakam tuşuyla basıldığında özel karakter yazar.
• Ctrl ve Alt: Diğer tuşlarla birlikte kullanılarak özel işlemler yapılır (Ctrl+S kaydetme, Ctrl+Alt+Del resetleme).
• Alt Gr: Q klavyelerde Türkçe karakterler için kullanılır.
• Windows Tuşu: Başlat menüsünü açar ve diğer tuşlarla kısayol oluşturur.

Klavye Kısayolları

• Sağ Fare Tuşu: Windows'ta sağ fare tuşu işlevi görür.
• Back Space (Geriye Silme): İmlecin solundaki karakteri siler.
• Del (Delete): İmleçin sağındaki karakteri siler.
• Ins (Insert): Açıkken karakterler araya eklenir, kapalıyken üzerine yazılır.
• Home: Satırın başına gider.
• End: Satırın sonuna gider.
• Page Up: Bir sayfa yukarı gider.
• Page Down: Bir sayfa aşağı gider.
• Pause: İşlemi durdurur/devam ettirir.
• Print Screen: Ekranın görüntüsünü yazıcıya gönderir veya panoya kopyalar.
• İmleç Tuşları: İmleci hareket ettirir.
• Nümerik Klavye: Num Lock ile rakam girişi veya imleç kontrolü sağlar.
• Yeni klavyelerde Sleep (Bekleme), Power (Açma-kapama) gibi ek tuşlar bulunur.

Mouse(Fare)

• Sadece komut girişinde kullanılır ve programın fare kullanımına uygun olması gerekir.
• Mouse altındaki bilye, imleci hareket ettirir.
• Genellikle sol tuşu kullanılır, bilekten hareket ettirilir.

Yazıcı (Printer)

• Bilgisayardaki bilgileri kağıda yazdırır.
• Çeşitli tür ve markalarda bulunur ve karakterleri yazış şekillerine göre gruplandırılır.
  • Nokta Vuruşlu (Dot Matrix) Yazıcılar:
  • Satıra yazılan karakter sayısına (80 veya 136 sütun) ve iğne sayısına (9 veya 24) göre değişir ve hız birimi CPS (Character Per Seconds)'dir.
  • Lazer Yazıcılar (Laser Printer):
  • Yüksek kalitede ve hızlıdır.
    • Satır satır değil, sayfa sayfa yazarlar ve hız birimi PPM (Page Per Minute)'dir.
• Mürekkep Püskürtmeli Yazıcılar (İnkjet Printer):
  • Karakterleri mürekkep püskürterek yazar
  • Renkli ve grafik baskıda iyidir.
• Çizici (plotter) :
• Grafik çıktıları alır ve mimarlık/mühendislikte kullanılır. -* Tarayıcı (scanner):*
• Fotoğraf, grafik ve yazıları bilgisayara aktarır ve kelime işlem programları ile değiştirilebilir ve SCSI veya paralel çıkışa bağlanır.

Modem

• Telefon hatlarını kullanarak bilgisayarın iletişim kurmasını sağlar.

• Modulation-demodulation kelimelerinden türetilmiştir.

• Dijital veriyi analog veriye çevirerek gönderir ve analog veriyi dijitale çevirerek alır.

• İnternet ve BBS gibi ağlara erişimi sağlar.

• Faks ve telesekreter özelliklerine sahip olabilir.

• Harici modemler seri port ile bağlanır.

  • İnternal (Dâhili) Modem: Bilgisayarın içine takılır (kart şeklinde).
  • External (Harici) Modem: Dışarıdan bağlanır (kablo ile).

İşletim Sistemleri ve Uygulamaları

• İşletim sistemleri, bilgisayar bilimlerinin temel konularındandır ve bilgisayar sistemlerinin gelişimiyle paralel gelişmiştir.
• Kullanıcı ve donanım arasında köprü görevi görür ve bir bilgisayar sisteminin yapısını anlamak önemlidir.
• Bir bilgisayar sisteminin 4 bileşeni: Donanım, sistem yazılımları, programlar ve kullanıcı yazılımları.
  • İşletim sistemi (Windows, Linux, Unix, Mac OS)
  • Aygıt sürücüleri
  • Derleyiciler, uygulama yazılımları
  • Kullanıcıların geliştirdiği yazılımlar
• CPU temel bileşen olup disk, yazıcı, terminal gibi I/О üniteleri donanımdır.
• Yazılım (software) donanım birimlerini yönetir ve kullanıcıların işlerini yapmak için gereklidir.

Yazılım Grupları

• Sistem Yazılımları (System Software):Bilgisayarın işletilmesini sağlar(işletim sistemi, derleyeciler).

• Uygulama Yazılımları (Application Software): Kullanıcıların işlemlerine çözüm sağlarlar(çek,senet programları).

• İşletim sistemi, bilgisayarın donanım ve yazılım kaynaklarını kontrol eder ve kullanıcılara ait uygulama yazılımlarını da çalıştırır, ve denetler.

• Modern bir bilgisayar sisteminde işlemci (CPU), bellek (RAM), saatler, terminaller, diskler, ağ (network) birimleri, yazıcı ve teyp üniteleri gibi I/O üniteleri bulunur.

• Donanımın karmaşık yapısından programcıları etkilenmemesini ve disk gibi donanım ünitelerinin nasıl çalıştıklarını anlamak zorunda bırakılmamaları için yazılımların sistemli oluşturulması önemli

  • Bu yapıda en alttaki katman donanımı oluşturur (elektronik mühendislerinin işi).

İşletim Sistemi Fonksiyonu

Bir katmanın sistemde yer alan işletim sisteminin temel işlevi ise donanımın karmaşıklığını kullanıcıya yansıtmamak ve daha elverişli ortam hazırlayıp, kullanıcının kolayca işini yapmasını sağlamaktır. Eğer, işletim sistemi olmasaydı, bilgisayar kullanıcısının bir disket sürücüsündeki ZIPZIP isimli oyun programını çalıştırmak için vermesi gereken komutlar son derece karmaşık olurdu.

Örneğin

• İşletim sistemi kullanıcıların programlarını çalıştırma ve denetleme, donanım yönetimi ve elverişli ortam hazırlığı gibi pek çok görevi vardır.
• İşletim sistemi olan bir bilgisayarda, örneğin, klavyeden program adını yazıp ENTER'e basmak yeterlidir.
• Bu durumda, Program dosyasının disket sürücüdeki yerini bulmak, sürücüyü denetleyen kontrol devreleriyle gerekli görüşmeleri yapıp kafanın gerekli hareketleri yapmasını sağlayarak kayıtların belleğe aktarılması tamamen işletim sisteminin sorumluluğundadır.
• İşletim sistemi; aynı zamanda donanım üreticisi olan veya yalnızca yazılım geliştiren özel bir firma tarafından yazılıp pazarlanan ve bir bilgisayar sisteminin donanım ve yazılım kaynaklarını