Bilgisayar Donanımı ve Anakart

• Bilgisayar sistemleri donanım ve yazılımdan oluşur
• Donanım elle tutulabilen fiziksel parçalardır (ekran, klavye, kasa, fare, kablolar)
• Yazılım, donanımı program dahilinde harekete geçiren sanal oluşumdur (işletim sistemleri, ofis yazılımları, Pascal, Fortran, C, Photoshop, AutoCad)
• BIOS/OS sistemi, donanım ve yazılım arasındaki iletişimi sağlayan bağdaştırıcıdır (interface)
• Bilgisayar donanımında temel olarak ekran, klavye-fare ve sistem (kasa) bulunur
• Sistem biriminde mikroişlemci, anakart, bellek kartı, ekran kartı, sabit disk, ses kartı, CD-DVD sürücüler ve bunları bağlayan elemanlar bulunur
• Bunlara ek olarak modem, Ethernet kartı, TV kartı gibi kartlar bulunabilir; bu kartlar bazen anakart üzerindedir, bazen de ek olarak takılırlar

Anakart

• Anakart, bilgisayarın tüm parçalarını üzerinde barındıran ve aralarındaki iletişimi sağlayan elektronik devredir
• Üzerinde işlemci, RAM, ses kartı, ekran kartı, modem, ethernet kartı, TV kartı yuvaları ile klavye, sabit disk denetleyicileri ve chipsetler bulunur
• Anakart üzerindeki kartlara veri akışı "bus" adı verilen elektronik iletişim yolları üzerinden gerçekleşir
• Buslar System Bus ve I/O Busları olarak ikiye ayrılır
• System Bus işlemci ile RAM arasındaki veri akışını sağlar
• I/O Busları çevre kartlarının dış dünya ve işlemci ile arasındaki iletişimi sağlar
• Anakart üzerindeki genişleme kartlarının takılabileceği yuvalara slot adı verilir (VESA, EISA, ISA, PCI, PCI Express ve AGP)
• Günümüz modern anakartlarında PCI slotları ve PCI-E ekran kartı soketleri kullanılır
• Anakartta ilk göze çarpan eleman mikroişlemcidir, ardından kuzey ve güney köprüleri gelir

Mikroişemciler

• Mikroişlemciler bilgisayarın beyni olarak adlandırılır ve sistemin merkezi işlem birimidir (CPU)
• Mikroişlemciler veriyi program dahilinde işleyen elektronik elemanlardır
• Ana yapısı transistörlerden oluşur, bir mikroişlemcide yüz milyonlarca transistör bulunabilir
• Mikroişlemci, program komutlarını bellekten alır, kodunu çözer ve gereğini yapar
• Bu görevi yerine getirirken üç ana bölümden faydalanır (Kaydediciler, Aritmetik ve Mantık birimi ve Kontrol Birimi)
• Bu bölümleri birbirine bağlamak için veri yolu, adres yolu ve kontrol yolu kullanılır
• Mikroişlemciler üç ana birimden meydana gelir: kaydediciler, aritmetik ve mantık birimi (ALU) ve kontrol birimi
• Bu birimler bir program dahilinde iletişime geçerek veriyi işlerler

Kaydediciler

• Kaydediciler, komutların işlenmesi sırasında verinin manevrasında kullanılırlar
• Genel amaçlı, özel amaçlı ve saklı kaydediciler olmak üzere üç gruba ayrılırlar
• Genel amaçlı olanlar genelde veri maverasında kullanılırlar; verinin geçici olarak tutulmasında, bir grup verinin üzerinde işlem yapılmasında sayaç vazifesi görülmesinde, aynı zamanda adreslerin üzerinde çalışmada indişçi olarak çalışmasında ve bunlara benzer işlemlerde kullanılırlar
• Bunlar A (akümülatör), B, C, D ve X, Y olarak adlandırılabilirler. Özel amaçlılar; program sayıcısı (PC), Bayraklar (flags) ve yığın işaretçiler özel kaydediciler olarak adlandırılırlar
• PC, bellekte hangi komutun çalışacağını gösterirken SP, bellekte geçici olarak verinin atılacağı yeri gösterir
• Bayraklar ise, komutların işlenmesi sırasında gidişatın yönlendirilmesine yardımcı olur
• Saklı kaydediciler ise gelişen olaylarda yardımcı eleman olarak devreye girerler; bellek adres tutucuları, bellek veri tutucuları, komut kaydedicisi, ALU'ya girişte ikinci veriyi geçici tutan kaydedici (DR), adres bütünleyen kaydedici gibidir
• Bazen bu kaydediciler tampon olarak adlandırılırlar.

Aritmetik ve Mantık Birimi

• ALU mikroişlemcide aritmetik ve mantık işlemlerinin yapıldığı en önemli bölümlerden birisidir
• Bu birimdeki işlemler, akümülatörle bellekten alınan veri arasında veya akümülatörle kaydediciler arasında iki elemana dayalı veya tek elemana dayalı olarak akümülatörde, kaydedicide veya bellekten bir kelime üzerinde olabilir
• Aritmetik işlemler denilince akla başta toplama, çıkarma, bölme ve çarpma gelir
• İşlemcide çarpma, akümülatördeki verinin sola bir bit kaydırılarak iki ile çarpılması demek ve bölme, verinin bir bit sağa kaydırılarak akümülatördeki verinin ikiye bölünmesi demektir.
• Komutlarla birlikte bu işlemleri, mantık kapıları, bu kapıların oluşturduğu toplayıcılar, çıkarıcılar ve kaydıran kaydediciler gerçekleştirirler.
• Bloklaştırılmış bu devreler bir dahili veri yolu vasıtasıyla birbirlerine, bir harici veri yolu ve tamponlar vasıtasıyla kaydedicilere ve zamanlama-kontrol birimine bağlanmışlardır.
• ALU'da gerçekleştirilen ADD (topla) SUB (çıkar), MUL (çarp) ve DIV (böl) işlemlerine ilave olarak akümülatörü silme, tamlama veya tersleme, sağa-sola kaydırma ve yönlendirme, indis kaydedicileri artırma ve azaltma işlemleri örnek verilirken, mantıksal olarak gerçekleştirilen işlemlere AND, OR, EXOR ve NOT komutları örnek verilebilir.

Kontrol Birimi

• Merkezi İşlem Biriminin üçüncü bölümünü meydana getiren bu kısım, sistemin tüm işleyişinden ve işlemin zamanında yapılmasından sorumludur
• Kontrol birimi, bellekte program bölümünde bulunan komut kodunun alınıp getirilmesi, kodunun çözülmesi, ALU tarafından işlenmesi ve sonucun alınıp geri bellekte saklanması için gerekli olan denetim sinyallerini üretir
• Bilgisayar sisteminde bulunan dahili ve harici bütün elemanlar bu kontrol sinyalleri ile denetlenir
• Mikroişlemcisinin kontrol birimi üç değişik işlevi yerine getirir (Zamanlama denetimi, Komut kod çözücüsü, Kesme mantık birimi)
• Zamanlama denetimi: işlemci harici bir saat sinyali üreten birimden giriş alan iç-saat devresine sahiptir. Bu sinyal alınarak sistemin talebine göre zamanlama sinyallerine çevrilir ve komut kod çözücüsüne gönderilir.
• Komut kod çözücüsü: Bu devre komut kaydedicisinde (IR) tutulan komutları yorumlar ve ALU'ya kaydedicilerle birlikte çalışması için uygun sinyaller gönderir (kastedilen zamanlama ve kesme sinyalleri)
• Kesme mantık birimi: Program komutları çalıştırılırken dış dünyadan ya da içeriden gelebilecek kesme sinyaline göre programı durdurarak kesme talebine cevap verir ve tekrar ana programa dönerek yoluna devam eder. Mesela, bir program çalışırken herhangi bir anda ekrana cevaplanmak üzere yazı çıkması.

Temel Mikroişlemci Özellikleri

• Mikroişlemcileri birbirinden ayırt eden en önemli unsurlar onların işlevleri ve özellikleridir
• Mikroişlemcinin bir defada işleyebileceği kelime uzunluğu
• Mikroişlemcilerde kelime uzunluğu veya bit uzunluğu, paralel olarak işlenen veri bitlerinin sayısıdır
• Kelime, işlemcideki genel amaçlı kaydedicilerin büyüklüğü ve aynı zamanda her bir bellek alanı kapasitesidir
• Büyük kelime uzunluğu, aynı anda birçok işlemin birlikte yapılması demektir
• Bilgi bitleri mikroişlemcinin tipine göre sekizlik, onaltılık, otuzikilik veya günümüzde altmışdörtlük gruplar halinde işlenir
• Normal bilgisayarlarda bütün bilgiler sekiz bit (Bayt), onaltı bit (Word) veya otuziki bit (Doubleword) olarak işlenirler
• Mikroişlemcinin tek bir komutu işleme hızı
• Bir mikroişlemcinin hızı saat frekansıyla doğrudan ilgilidir
• Mikroişlemcinin doğrudan adresleyebileceği bellek büyüklüğü
• Bilgisayar sistemlerindeki ana bellek mikroişlemci tarafından adres yolu vasıtasıyla adreslenir
• Adres yolu hattı ne kadar çoksa adresleme kapasitesi de ona göre büyük olur
• Programcının üzerinde çalışabileceği kaydedici çeşitleri
• Programcı verileri bu kaydediciler üzerinde oynatır, kaydedici sayısının fazla olması manevra kolaylığı ve esneklik sağlar
• Programcının kullanabileceği değişik türdeki komutlar
• Mikroişlemci hızını etkileyen komutlar, veri manevra komutları, giriş/çıkış komutları, aritmetik komutlar, mantık komutları ve test komutlarıdır
• Programcının bellek adreslerken gerek duyacağı farklı adresleme modları
• Doğrudan adresleme, dolaylı adresleme ve indeksli adresleme gibi adresleme türleri programcıya ekstra kolaylıklar sağlar
• Ön-bellek sistemleri
• Ana bellek bir transistör ve bir kondansatör yapısında olduğundan yavaş çalışır
• Kondansaötürün dolmasının mantıksal 1, boşalmasının mantıksal 0 olduğu düşünülürse dolma ve boşalma zaman alacaktır
• İş-hattı tekniği ve süperölçekli mimari
• Komutlar eskiden; bellekten algetir-kodunu çöz ve çalıştır şeklinde sırası ile çalıştırılmaktayken yavaşlık meydana gelmekteydi
• Dallanma tahmini
• Program komutlarının aslında sıralı olarak işlenmesi istenir fakat, bu gerçekte böyle olmamaktadır
• Mikroişlemciler dış dünyaya pin adı verilen ayakların soketlere temas ettirilmesi vasıtasıyla bağlanırlar
• Mikroişlemcilerin torunları olarak üretilen bazı entegreler vardır (mikrodenetleyiciler (MCU) ve digital sinyal işemcilerdir (DSP))
• PCI 1990'larda Intel tarafından geliştirilen en yaygın ve oturmuş veri yoludur

Chipsetler

• Çipsetler anakartın üzerinde yer alan bir dizi gelişmiş işlem denetçileridir (trafik polisleri gibi)
• Kuzey köprüsü ve güney köprüsü olarak adlandırlan bu çipsetlerin görevleri birbirinden farklıdır
• Kuzey köprüsü; işlemcinin ekran kartı ve bellek ile iletişimini denetlemekten sorumludur
• Güney köprüsü, genelde sistemin geri kalanıyla ilgilidir
• Kuzey köprüsünden gelen adres ile 1/0 sistemlerinden gelen adreslerin denetlenmesini yapar
• BIOS, USB, seri ve paralel portlar, sabit disk, kalvye-fare, PCI slotlar, Ethernet kartı ve benzeri cihazların denetiminden sorumludur

Giriş ve Çıkış Portları

• Bilgisayara dışarıdan bağlanan tüm birimler bilgisayarın üzerindeki soketlere özel arabirim kabloları ile bağlanırlar
• Bu soketlere kapı ya da port adı verilmektedir
• Bu soketler paralel ve seri olmak üzere iki çeşittir
• Paralel (LPT) portu yazıcıları bağlamak için kullanılır
• Seri (COM) port veri seri bir biçimde gönderilmesi ile anılır; modemler, fare, yazıcı ve çiziciler gibi seri yazdırma aygıtları için kullanılır
• USB, bilgisayar ile herhangi bir çevre aygıtı (joystick, klavye, telefon, tarayıcı, yazıcı gibi) arasındaki tak ve çalıştır özelliğine arabirimdir
• IDE (Sabit Disk-CD/DVD ROM Sürücü) Bağlantı Noktaları ; bilgisayaradaki sabit disk ve CD-ROM sürücüler arasında iletişimi sağlayan bölümlerdir
• Floppy(Disket Sürücü) Bağlantı Noktası; bilgisayaradaki disket sürücünün diğer aygıtlarla iletişimini sağlayan bağlantı noktasıdır
• İşlemci Yuvası; CPU(İşlemci) elemanının anakarta bağlanmasını sağlayan bağlantı noktasıdır
• RAM Yuvaları ; RAM belleklerin anakarta bağlanmasını sağlayan bağlantı noktalarıdır

BIOS ROM BELLEK

• BIOS (Temel Giriş-Çıkış Sistemi) bilgisayarın kalbi sayılabilir
• Bilgisayarın açılmasını sağlayan ve adına POST denilen bir program parçasına sahiptir
• Ayrıca bu bellek üzerinde sistemin kullanacağı kesmelerin adresini tuttuğu bir bölüme sahiptir
• Buradaki bilgiler kalıcı olup silindiği takdirde sistem çalışmaz
• Bilgisayar kapatılsa bile üzerindeki bilgiler kaybolmayacaktır
• Bilgisayarın hangi aygıttan açılacağı, sabit disk eklemeleri, ön-bellek destekleri, bazı cihazların devreye sokulup bazılarının devreden çıkarılması gibi bazı bilgiler değiştirilebilmektedir
• BIOS, işletim sistemi ile birlikte sistemde önemli görevler yapar; buna bağdaştırıcılık \interfacing) denir
• BIOS yazılımla donanım arasında donanım tarafında yani fiziksel tarafta yer alırken, OS (işletim sistemi) yazılım, yani mantık tarafında yer alır

RAM Bellek

• Bilgisayarda çalışır haldeki programların içerdiği komut dizilerinin, aygıtlara ait yapısal bilgilerinin depolandığı, işlem sırasında oluşan ara değerlerin ve ileride kullanılmak üzere saklanmış verilerin depolandıkları kayıt ortamlarıdır
• Bilginin depolandığı bellek alanı ne kadar büyük olursa o kadar rahat işlem yapılır
• RAM; işletim sisteminin, çalışan uygulama programlarının veya kullanılan verinin işlemci tarafından hızlı bir biçimde erişebildiği yerdir
• Bilgisayar, çalıştığı sürece RAM faaliyetini devam ettirir; bilgisayar kapandığı zaman ise RAM'de o an depolanmış olan veriler silinir
• Bellek Hızı ; bilgisayar performansına etki eden önemli özelliklerden bir tanesinin bellek kapasitesinin (miktarı) olduğu daha önce yazılmıştı

Ekran Kartı

• VGA video görüntü bağdaştırıcısı olarak adlandırılan bu kartların görevi işlemciden aldığı bilgiyi ekranda göstermektir
• Ekran görüntüsünün kalitesi kullanılan kartların tip ve özelliklerine göre değişebilmektedir
• Ekran kartları bilgisayar sistemine anakart üzerinde bulunan AGP ya da PCI-E slotları ile bağlanırlar
• Grafik İşlemcisi (GPU); Grafik işlemcisi görüntü hesaplamalarını ve görüntü işlemlerini ekran kartında gerçekleştiren bir yongadır (Graphics Processing Unit Grafik İşlemci Birimi)
• Görüntü Belleği (Video RAM); Görüntü ile ilgili hesaplamaların tutulduğu bellektir. Bilgisayar sistemindeki ana bellek gibi çalışır
• Dijital Analog Çevirici (RAMDAC); Ekran kartının görüntü belleğindeki dijital (sayısal) verileri monitörde görüntülenecek analog sinyallere dönüştürerek ekran kartının monitör çıkışına gönderir
• Ekran Kartı Çıkış Bağlantıları
• VGA-OUT: CRT monitörlerin ve projeksiyon aygıtlarının bağlandığı ve bu aygıtlara görüntü aktarıldığı çıkış portudur
• DVI-OUT: Dijital cihazlara ve LCD ekranlara görüntü aktaran çıkış portudur
• VİDEO-IN/OUT: Televizyon, video, VCD player, DCD gibi aygıtlardan görüntü alan veya aktaran porttur

Ses Kartı

• Ses kartı bilgisayardaki dijital ses verilerini analog ses sinyallere, analog ses sinyallerini de bilgisayarda işlenebilecek dijital sinyallere dönüştürür
• Günümüzde anakartların çoğunda ses kartları anakartla bütünleşiktir(onboard)
• Mikrofon ya da bir müzik aygıtından girilen sesler, bilgisayar ortamında ses kartı ile işlenmektedir
• Ses Kartı Çıkış Bağlantıları
• Line In: Teyp, Mp3 Player ya da CD player'daki sesleri bilgisayar ortamına akarır
• Microphone In : Ses kartın mikrofon girişidir. Dış ortamdaki seslerin mikrofon bilgisayara gönderilmesini sağlar
• Line Out: İki hoparlörün ya da kulaklığın kullanılmasını sağlayan çıkıştır. 3D ses sistemlerinde buraya front (ön) hoparlörler bağlanır
• Rear Out: 3D ses Rear (arka) hoparlörler buraya bağlanır
• Joystick/MIDI port: Joystick ve MIDI aygıtlarının bağlanmasını sağlar

Fax-Modem Kartı

• Modemler, telefon hatlarından gelen analog sinyalleri dijital verilere ve bilgisayardaki dijital verileri telefon hatlarından iletilebilecek analog sinyallere çevirirler
• Dijital sinyallerin analog sinyallere çevrilmesine modülasyon, analog sinyallerin dijital sinyallere çevrilmesine de demodülasyon denir
• Günümüzde çoğunlukla ADSL (Asimetrik sayısal abone hattı ) adı verilen, mevcut telefonlar için kullanılan bakır teller üzerinden yüksek hızlı veri iletişimini aynı anda sağlayabilen bir modem teknolojisi kullanılmaktadır
• Fax-Modem Kartı Çıkış Bağlantıları
  • Phone(Telefon): Telefon cihazı bağlantı portudur. Buraya takılan kablo telefon cihazına bağlanır
  • Line(Telefon Hatti): Telefon hattının bağlandığı portdur. Telefon şebekesinden gelen hat doğrudan bu porta bağlanır
  • Mic(Mikrofon): Mikrofan bağlantı portudur
  • SPK(Hoparlör): Hoparlör bağlantı portudur

Ethernet Kartı

• Ethernet kartı, bilgisayar ağlarında bilgisayarla ağ arasında iletişimi sağlar
• Ethernet kartlarına network kartı, ağ arabirim kartı gibi isimlerde verilmektedir
• Anakartın PCI genişleme yuvalarına takılır
• Her bir ethernet kartında sadece o karta ait olan bir 48 bitlik numara vardır Buna MAC adresi denir
• Ethernet kartı iletilecek verileri paketlere böler ve kart çıkışına bağlı ağ kablosuna gönderir

TV-Radyo Kartı

• TV kartları televizyon yayınlarının bilgisayarda seyredilmesini sağlayan kartlardır
• günümüzdeki TV kartları anakartın PCI slotuna uygun olarak üretilmektedirler
• Anten girişi ile TV kanallarındaki S-Vidou girişi ve videodaki kamera girişi ile kameradaki görüntüler bilgisayara aktarılır

Güç Kaynağı

• Güç kaynağının görevi, elektiriği doğru akıma çevirerek, bilgisayar sisteminin çalışması için gerekli elektirik enerjisini sağlamaktır
• Normal bir kişisel bilgisayarında güç kaynağının çalışma voltajı 110-220 Volt ve gücü 200-350 Watt civarındadır
• Güç Kaynağının'nın Kablo Bağlantıları
• 24 Pin Main Connector: Güç kaynağında anakarta elektirik taşıyan bağlantı noktasıdır
• 4 Pin Power Connector : Güç kaynağında anakarta elektrik sağlayan bağlantı noktasıdır
• 4 Pin Peripheral Power Connector : Sabit Disk, CD Sürücü, DVD Sürücü gibi elemanlara elektrik sağlayan bağlantı noktasıdır
• 4 Pin Floppy Drive Connector: Disket Sürücü'ye elektrik sağlayan bağlantı noktasıdır
• 5 Pin SATA Connector: SATA Sabit Disk'lere elektrik sağlayan bağlantı noktasıdır
• 6 Pin PCI Express Connector: PCI kartlara elektrik gerekmesi durumunda kullanılan bağlantı noktasıdır

Giriş Birimleri

• Dış ortamdan bilgisayar ortamına veri girişi yapmak için kullanılan birimlerdir
• Klavye, bilgi girişi yapılan en yaygın girdi aygıtıdır
• F Klavye: Bilgisayarda F klavye kullanımı Türkçe doküman yazanlar için çok uygundur
• Klavyelerin tuş takımları tasarlanırken metal kontaklı tuşlar, köpük elemanlı tuşlar, kauçuk kubbeli tuşlar, zarlı tuşlar, kapasitif temelli tuşlardır
• Klavyeler USB, AT, PS/2 Bağlantı Noktaları ile bilgisayara bağlanabilirler
• Fare (Mouse), klavyeden sonra bilgisayarda kullanılan en yaygın girdi aygıtıdır ve klavyeye nazaran daha basittir
• Bağlantı Çeşitlerine Göre Fareler; Seri soketli fareler, PS/2 soketli fareler ve USB Soketli fareler olmak üzere üç türlüdür
• Optik Fareler; Kullanıcıların en çok kullandıkları fare türü olan standart fareler günümüzde yerlerini optik farelere bırakmaktadırlar
• Mikrofòn, ses kartı takılan bilgisayarların sabit aksesuarlarından biri olan mikrofon, ses kaydetmek için kullanılır
• PC Kamera (Webcam); Karşılıklı olarak görüntülü şekilde sohbet imkânı sağlayan cihazlara PC Kamera veya Web Kamera denmektedir
• Tarayıcı (Scanner); Kağıt üzerinde bulunan resimleri, fotoğrafları, yazıları bilgisayara aktarmak için kullanılan cihazdır
• Yapısal Bakımından Tarayıcı çeşitleri; Handled, Sheet-fed, Drum ve Flatbed tarayılardır
• Elle tutulan (Handheld) Tarayıcılar; Bu model tarayıcıların bir okuma kafası denilen bölümü ve bir de bilgisayara bağlanan kablosu vardır

Çıkış Birimleri

• Ekranlar, temel işlevi olarak ekran kartından gelen görüntü bilgisini kullanıcıya yansıtmakla görevlidir
• sadece ekran kartının emirleri doğrultusunda görüntüyü oluşturmaktadır
• Bilgisayarların çoğunda katot ışınlı (CRT-Cathod Ray Tube) monitör kullanılır