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, grafik programları)
• BIOS/OS sistemi, donanım ve yazılım arasındaki iletişimi sağlar
• Bilgisayarın donanımında ekran, klavye, fare ve kasa bulunur
• Kasa içerisinde mikroişlemci, anakart, bellek kartı, ekran kartı, sabit disk, ses kartı, CD-DVD sürücüler, kablolar ve soketler yer alır
• Ayrıca modem, Ethernet kartı, TV kartı gibi kartlar da bulunabilir

Anakart

• Anakart, bilgisayarın içindeki tüm parçaları üzerinde barındırır ve parçalar arası iletişimi sağlar
• Üzerinde işlemci, RAM, ses kartı, ekran kartı, modem, ethernet kartı, TV kartı yuvaları bulunur
• Klavye, sabit disk ve disket sürücü gibi cihazları kontrol eden chipsetler de bulunur
• Kartlar arası veri akışı "bus" adı verilen elektronik iletişim yolları üzerinden sağlanır
• Buslar, System Bus ve I/O Bus olarak ikiye ayrılır
• System Bus işlemci ve RAM arasındaki veri akışını sağlar
• I/O Bus, çevre kartlarının dış dünya ve işlemci ile iletişimini sağlar
• Genişleme kartlarının takılabileceği yuvalara "slot" adı verilir (VESA, EISA, ISA, PCI, PCI Express, AGP)
• Modern anakartlarda PCI slotları ve PCI-E ekran kartı soketleri kullanılır
• Anakart üzerindeki önemli elemanlar mikroişlemci, kuzey köprüsü ve güney köprüsüdür
• Kuzey ve güney köprüleri sistemin veri yolunu yöneten entegrelerdir

Mikroişlemciler

• Mikroişlemciler, bilgisayarın beyni olarak bilinir ve merkezi işlem birimi (CPU) olarak anılır
• Veriyi bir program dahilinde işleyen elektronik elemanlardır
• Mikroişlemcilerin yapısında milyonlarca transistör bulunur
• Program komutlarını bellekten alır, yorumlar ve sistem elemanlarını devreye sokar veya çıkarır
• Veri yolu, adres yolu ve kontrol yolu denilen iletişim yolları mevcuttur
• Kaydediciler, aritmetik ve mantık birimi (ALU) ve kontrol birimi olmak üzere üç ana birimden oluşur
• Bu birimler, bir program göre iletişime geçerek veriyi işler

Kaydediciler

• Komutların işlenmesi sırasında verinin manevrasında kullanılır
• Genel amaçlı, özel amaçlı ve saklı kaydediciler olmak üzere üçe ayrılır
• Genel amaçlı olanlar veri saklamada kullanılır (A, B, C, D, X, Y)
• Özel amaçlılar program sayıcısı (PC), bayraklar (flags) ve yığın işaretçilerdir (SP)
• PC bellekte hangi komutun çalışacağını gösterir
• SP bellekte geçici verinin atılacağı yeri gösterir
• Bayraklar komutların işlenmesi sırasında gidişatı yönlendirir
• N bayrak biti işlem sonucunun negatif olup olmadığını gösterir
• V bayrak biti, taşma olup olmadığını gösterir
• C bayrak biti eldenin olup olmadığını gösterir
• Saklı kaydediciler gelişen olaylarda yardımcı eleman olarak devreye girerler

Aritmetik ve Mantık Birimi (ALU)

• Mikroişlemcide aritmetik ve mantık işlemlerinin yapıldığı en önemli bölümdür
• Akümülatörle bellekten alınan veri arasında veya akümülatörle kaydediciler arasında işlemler yapılır
• Temel aritmetik işlemler toplama, çıkarma, bölme ve çarpmadır
• Çarpma, akümülatördeki verinin sola kaydırılarak iki ile çarpılmasıdır
• Bölme, sağa kaydırılarak ikiye bölünmesidir
• Mantık kapıları, toplayıcılar, çıkarıcılar ve kaydıran kaydediciler işlemleri gerçekleştirir
• Devreler dahili veri yolu ile birbirlerine, harici veri yolu ve tamponlar ile kaydedicilere ve zamanlama-kontrol birimine bağlanır
• Gerçekleştirilen işlemler ADD (topla), SUB (çıkar), MUL (çarp), DIV (böl), akümülatörü silme, kaydırma, yönlendirme ve mantıksal işlemlerdir (AND, OR, EXOR, NOT)

Kontrol Birimi

• Merkezi işlem biriminin üçüncü bölümüdür, sistemin işleyişinden sorumludur
• Bellekteki komut kodunu alır, çözer, ALU tarafından işlenmesini sağlar ve sonucu belleğe geri saklar
• Gerekli denetim sinyallerini üretir ve elemanların kontrolünü sağlar
• Üç temel işlevi zamanlama denetimi, komut kod çözücüsü ve kesme mantık birimidir

Temel Mikroişlemci Özellikleri

• Mikroişlemcileri ayıran en önemli unsurlar işlevleri ve özellikleridir
• Bir defada işleyebileceği kelime uzunluğu (bit sayısı, 8, 16, 32, 64 bit)
• Tek bir komutu işleme hızı (GHz, MIPS)
• Doğrudan adresleyebileceği bellek büyüklüğü
• Üzerinde çalışabileceği kaydedici çeşitleri
• Kullanabileceği türdeki komutlar
• Bellek adreslerken ihtiyaç duyacağı adresleme modları

İşlemci Ek Özellikleri

• Ön-bellek (cache) sistemleri
• İş-hattı (pipeline) tekniği ve süperölçekli mimari
• Dallanma tahmini

Mikroişlemci Bağlantısı ve Soğutma

• Pin adı verilen ayaklar ile soketlere temas ettirilerek bağlanırlar
• Yüz milyonlarca transistör barındırdığından ısınma sorunları beraberinde gelir
• Soğutma sistemleri kullanılır (fanlı alüminyum levhalar, sulu sistemler)

Mikroişlemcinin Akrabaları

• Mikrodenetleyiciler (MCU) ve dijital sinyal işlemciler (DSP)
• Üzerlerinde RAM ve ROM tipi bellek bulundururlar

PCI ve PCI-E Portları

• PCI (Peripheral Component Interconnect) 1990'larda Intel tarafından geliştirilen bir veri yoludur
• Tüm PCI kartlar tak ve çalıştır özelliğine sahiptir
• Güncel anakartlarda 3-4 PCI slotu bulunur (Ses, Modem, Ethernet, TV-Radyo kartları)
• PCI Express (PCIe), PCI slotların eksikliklerini giderir
• Daha fazla bant genişliği ve güncel işletim sistemleriyle uyumluluk sağlar
• PCI-E, ekran kartlarıyla kullanım için geliştirilmiştir

Chipsetler

• Anakart üzerinde bulunan işlem denetçileridir (kuzey köprüsü ve güney köprüsü)
• Kuzey köprüsü işlemci, ekran kartı ve bellek ile iletişimini yönetir
• Güney köprüsü ise sistemin geri kalanıyla ilgilenir (BIOS, USB, portlar, diskler, klavye, fare, Ethernet)
• Anakart üreticilerinin kullandığı çipsetler farklı firmalara ait olabilir, güncel sürücüler indirilmelidir

Giriş/Çıkış Portları

• Bilgisayara bağlanan birimlerin arabirim kabloları ile bağlandığı soketlerdir
• Paralel ve seri portlar bulunur
• Standart bilgisayarda 1 paralel ve 2 seri port bulunur
• USB kullanımı da artmaktadır

Paralel (LPT) Port

• Çoğunlukla yazıcıları bağlamak için kullanılır

Seri (COM) Port

• Veriler seri bir biçimde gönderilir
• Modemler, fare, yazıcı ve çiziciler gibi aygıtlar bağlanır

USB (Universal Serial Bus)

• Çevre birimleri (joystick, klavye, telefon, tarayıcı, yazıcı) arasındaki arabirimdir
• Tak ve çalıştır özelliği vardır
• Saniyede 12 Mbitlik veri transfer hızı sağlar
• Tek bir USB portu ile 127 çevre aygıtı kullanılabilir

Diğer Bağlantı Noktaları

• IDE (Sabit Disk-CD/DVD ROM Sürücü) bağlantı noktaları
• Floppy (Disket Sürücü) bağlantı noktası
• İşlemci yuvası
• RAM yuvaları

BIOS-ROM Bellek

• Bilgisayarın kalbi sayılır
• POST (power on self test) program parçasına sahiptir
• Sistem açılışında testler yapar
• Hangi aygıttan açılacağını, disk eklemelerini, ön-bellek desteklerini ayarlar
• Donanım ve yazılım arasında arayüz oluşturur
• POST ile sistemdeki eleman ve cihazların denetlenmesini sağlar
• ROM-BIOS'un kesmelerinin (interrupts) adreslerini oluşturur
• İşletim sistemini arar ve ana belleğe kopyalar

RAM Bellek

• Çalışır haldeki programların komut dizilerinin, aygıtlara ait yapısal bilgilerin depolandığı yerdir.
• Ara değerlerin ve ileride kullanılmak üzere saklanmış verilerin depolandıkları kayıt ortamlarıdır
• İşlemcide ele alınacak veriler sabit diskten belleğe yüklenir
• RAM, bilgisayarlardaki CD-ROM veya sabit disk gibi depolama birimlerinden daha hızlıdır
• Bilgisayar kapandığı zaman RAM'de depolanmış olan veriler silinir
• Kapasiteleri MB (Megabayt) olarak ifade edilir
• Hız, performans üzerinde etkilidir
• İşlemci frekansı 1MHz ise çalışma hızı (t=1/f) 1mikro saniyedir
• İşlemci frekansı 1GHz ise çalışma hızı 1nano saniyedir
• Bilgisayar işlemcisi (CPU) RAM'i bir karatahta gibi kullanır
• RAM'e veri yükler, siler ve yenisini yazar
• Sabit disk'teki programlar RAM'a yüklenerek çalıştırılır
• BIOS RAM belleğe yüklenir

RAM Bellek Çeşitleri

• SDRAM (Sistem veriyolu hızı ile aynı hızda çalışan RAM, 512 MB/s - 1100 MB/s)
• DDR SDRAM (SDRAM'in bant genişliğinin iki katını sunar)
• RD RAM (16 bitlik seri veri yoluna sahiptir, 1,6 GB/s veri aktarım hızı)

Ekran Kartı

• İşlemciden aldığı bilgiyi ekrana aktarır
• Görüntü kalitesi kartın tip ve özelliklerine bağlıdır (renk desteği, çözünürlük, tazeleme hızı, bellek miktarı, 3D desteği)
• AGP ya da PCI-E slotları ile bağlanır
• Grafik İşlemcisi (GPU) görüntü hesaplamalarını yapar
• Görüntü Belleği (Video RAM) görüntü ile ilgili hesaplamaların tutulduğu bellektir
• Dijital Analog Çevirici (RAMDAC) dijital verileri monitörde görüntülenecek analog sinyallere dönüştürür
• Ekran Kartı Çıkış Bağlantıları:
  • VGA-OUT: CRT monitörler ve projeksiyon aygıtları
  • DVI-OUT: Dijital cihazlar ve LCD ekranlar
  • VİDEO-IN/OUT: Televizyon, video, VCD player, DVD

Ses Kartı

• Dijital ses verilerini analog sese, analog ses sinyallerini de dijital sese dönüştürür
• Ses işleme chipleri ile müzik dinleme, ses kaydı yapabilme ve Midi aygıtları kullanabilme işlevleri vardır
• Anakartla bütünleşik olabilir ya da PCI/ISA slotuna takılır
• Analog ses sinyalleri ses kartına aktarılır ve dijital sinyallere dönüştürülür
• Ses Kartı Çıkış Bağlantıları:
  • Line In: Teyp, Mp3 Player, CD player sesleri
  • Microphone In: Ses kartın mikrofon girişi
  • Line Out: Hoparlör ve kulaklık çıkışı
  • Rear Out: 3D ses sistemlerindeki arka hoparlör çıkışı
  • Joystick/MIDI port: Joystick ve MIDI aygıtları

Faks-Modem Kartı

• Analog sinyalleri dijital verilere, dijital verileri analog sinyallere çevirir (modülasyon ve demodülasyon)
• Kiralık veya normal telefon hatları üzerinden veri iletir
• ADSL modemler, telefon kabloları üzerinden yüksek hızlı veri, ses ve görüntü iletimi sağlar
• İşleyişi: Telefon hatları sadece ses iletebilir, modemler dijital veriyi analog sinyale dönüştürür
• Karşı taraftaki modem analog sinyali dijitale çevirir
• Fax-Modem Kartı Çıkış Bağlantıları:
  • Phone (Telefon): telefon cihazı bağlantı portu
  • Line (Telefon Hattı): telefon hattı bağlantı portu
  • Mic (Mikrofon): Mikrofon bağlantı portu
  • SPK(Hoparlör): Hoparlör bağlantı portu

Ethernet Kartı

• Bilgisayarlar arasında iletişimi ve ağ paylaşımını sağlar
• Network kartı veya ağ arabirim kartı olarak da bilinir
• PCI yuvalarına takılır
• MAC (Media Access Control) Adresi: Her ethernet kartında bulunan 48 bitlik adrestir ve değiştirilemez
• Ethernet Kartı İşleyişi: Veriler paketlere bölünür, alıcının MAC adresi, göndericinin MAC adresi, veri ve CRC kodu eklenir
• RJ-45 Ethernet Kartı (çift bükümlü kablolar), BNC Ethernet Kartı (koaksiyel kablolar)
• Ethernet Kartı Çıkış Bağlantıları:
  • RJ-45 Bağlantı Noktası: Ağ kablosunun bağlandığı porttur

TV-Radyo Kartı

• Televizyon yayınlarının bilgisayarda seyredilmesini sağlar
• PCI slotuna takılır
• Anten girişi ile TV kanallarındaki, S-Video girişi ve videodaki kamera girişi ile kameradaki görüntüler aktarılır
• Uzaktan kumanda ile kontrol edilebilir
• FM radyo alıcısı ile radyo dinleme imkanı vardır

Güç Kaynağı

• Elektiriği doğru akıma çevirerek bilgisayar sistemine enerji sağlar
• Voltajı dengeleme görevi de vardır
• Çalışma voltajı 110-220 Volt ve gücü 200-350 Watt civarındadır
• 12 volt ve 3-5 volt seviyelerinde gerilim sağlar
• Güç Kaynağı Kablo Bağlantıları:
  • 24 Pin Main Connector: anakarta elektirik taşıyan bağlantı noktası. (1 adet)
  • 4 Pin Power Connector: anakarta elektrik sağlayan bağlantı noktası. (1 adet)
  • 4 Pin Peripheral Power Connector: Sabit Disk, CD Sürücü, DVD Sürücü gibi elemanlara elektrik sağlayan bağlantı noktası. (10 adet)
  • 4 Pin Floppy Drive Connector: Disket Sürücü'ye elektrik sağlayan bağlantı noktası. (1 adet)
  • 5 Pin SATA Connector: SATA Sabit Disk‘lere elektrik sağlayan bağlantı noktası. (4 adet)
  • 6 Pin PCI Express Connector: PCI kartlara elektrik sağlayan bağlantı noktası. (2 adet)

Giriş Birimleri

• Dış ortamdan bilgisayar ortamına veri girişi yapmak için kullanılır

Klavye (Keyboard)

• Bilgi girişi yapılan en yaygın girdi aygıtıdır
• Kullanıcı ile bilgisayar arasında iletişim kurmayı sağlar (daktiloya benzetilir)
• Tuşlar vasıtasıyla kullanıcının bilgisayara sinyaller göndermesini sağlar
• İçerisinde mikroişlemci ve tampon bellek bulunur
• Q ve F tipi klavyeler kullanılır.
• F klavye Türkçe yazım diline uygun olarak harfleri sıralar
• Tuş Takımı Tasarımları: Metal kontaklı, Köpük elemanlı, Kauçuk kubbeli, Zarlı, Kapasitif temelli
• Bağlantı şekilleri: USB, AT ve PS/2

Fare (Mouse)

• Klavyeden sonra en yaygın girdi aygıtıdır, grafik arayüz ile yaygınlaşmıştır
• Fare Çeşitleri:
  • Bağlantı Çeşitlerine Göre: Seri, PS/2 ve USB
  • Çalışma Sistemine Göre: Standart (Mekanik), Optik, Kablosuz (Kızılötesi, Radyo Dalgalı)
• Standart (Mekanik) Fareler: Altında bulunan top yardımı ile fare işaretçisini hareket ettirir
• Optik Farelerde: Altında top yoktur, ışık kaynağı ve küçük bir kamera bulunur
• Kablosuz Farelerde: Kızılötesi, radyo dalgaları veya bluetooth kullanılır

Farenin İçyapısı ve Çalışma Prensibi

• İki türdür Mekanik ve Optik
• Mekanikte topun hareketi çarkları çevirir
• Optik farede yüzeyi aydınlatacak ışık kaynağı (LED) ve küçük bir kamera bulunur, ve hareketi algılar

Diğer Giriş Birimleri

• Mikrofon (Ses kartı takılan bilgisayarlar için ses kaydetmek için kullanılır)
• PC Kamera (Webcam) Karşılıklı görüntülü sohbet imkânı sağlar
• Tarayıcı (Scanner) Kağıt üzerindeki resim, fotoğraf ve yazıları bilgisayara aktarır
• Tarayıcı İşleyişi: Kağıt üzerindeki şekiller sayısallaştırılmış ve bilgisayarda kullanılabilir hale gelmiş olur
• Tarayıcı Çeşitleri:
• Elle tutulan (Handheld)
• Yaprak Beslemeli (Sheet-fed)
• Tambur (Drum)
• Düzyataklı-Masaüstü (Flatbed)

Tarayıcı Özellikleri

• Çözünürlük (Optik ve İnterpolated çözünürlük)
• Bit Derinliği (Dahili ve harici bit derinliği)
• Dinamik Sınır veya Optik Yoğunluk

Yazılım

• Tarayıcı için genelde TWAIN yazılımı bulunur
• OCR (Optical Character Recognition) Optik Karakter tanıma Görüntüleri metin dosyalarına çevirir
• Oyun Çubuğu (Joystick) Bilgisayarın hareketleri veya farklı konumları algılamasını sağlar
• Barkod Okuyucu Sayılar ve harflerin kodlanmış şeklini okur