Bilgisayar Donanımı ve Merkezi İşlem Birimi (CPU)

Bilgisayar Donanımı

• Bilgisayar, programlar aracılığıyla 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 değişmeyen 4 unsur şunlardır:
  • Bilginin girişi (klavye, mouse vb. ile)
  • Bilginin saklanması (hard disk, disket vb. ile)
  • Bilginin işlenmesi (merkezi işlem birimi ile)
  • Bilginin çıkışı (monitör, yazıcı vb. ile)
• Donanım, bilgisayarı oluşturan fiziksel parçaların tümüdür ve merkezi işlem birimi (CPU) ile çevre birimlerinden oluşur.
• Çevre birimleri, giriş birimleri (input devices) ve çıkış birimleri (output devices) olarak ikiye ayrılır.

Merkezi İşlem Birimi (CPU)

• Merkezi işlem birimi (CPU), bilgisayarın en önemli parçasıdır ve mikro işlemci olarak da bilinir.
• CPU, komutları işler, hesaplamaları yapar, bilgi akışını kontrol eder, kullanıcı komutlarını yorumlar ve programları çalıştırır.
• Bilgisayarın toplama işlemi yapabilmesi için devreleri açıp kapatır. Eş zamanlı işlemler, CPU'ya bağlı bir saat (kuartz kristal) tarafından yapılır.
• Saatin vuruşları Mega Hertz (MHz) ile ölçülür; MHz değeri arttıkça bilgisayar hızlanır.
• Bilgisayarın hızı, mikro işlemcisinin hızına ve birim zamanda işlediği sözcük boyuna bağlıdır. Mikro işlemci hızı, işlem sayısıyla; sözcük boyu ise, işleyebildiği bit sayısıyla ölçülür (8, 16, 32 bit olabilir).
• Mikro işlemciler belirli numaralarla ifade edilir.

Mikro İşlemci Türleri

• 8080: 4.77 MHz hız, 1 MB bellek kontrolü, 8 Bit sözcük boyu.
• 80286: 6-20 MHz hız, 16 bite kadar bellek kontrolü, 16 Bit sözcük boyu, çoklu işlem yeteneği.
• 80366: 33 MHz'e kadar hız, 4 GB'a kadar bellek kontrolü, 80386 DX 32 Bit, 80386 SX 16 Bit sözcük boyutu kullanabilir.
• 80486: 80386 üzerine matematik işlemci eklenmiş, ön bellek denetleyicisine sahip işlemcidir (486 SX veya 486 DX).
• 80586: Pentium olarak bilinir, Latince'de 5 anlamına gelir, 60-400 MHz işlem hızı.

Ana Bellek (RAM)

• RAM (Random Access Memory), giriş cihazlarından okunan veri ve programların, program sonuçlarının ve çıktıların tutulduğu geçici bellektir.
• "Rastgele erişim", bellekteki herhangi bir adrese doğrudan erişimi ifade eder. Bilgisayar kapatıldığında veriler silinir.
• Çok kullanıcılı sistemlerde, bir kullanıcının işi bitince aynı RAM alanına diğer kullanıcıların verileri yerleşir. RAM, diğer saklama araçlarından daha pahalıdır.
• RAM'in temel görevleri:
  • Çalışan programların verilerini tutmak
  • İşletim sistemi bileşenlerini tutmak
  • Program sonuçlarını saklamak
  • Çıkış bilgilerini tutmak
• RAM'deki her bölgenin, verilere ulaşmak için bir adresi vardır.
• RAM büyüklüğü, çalışabilecek program sayısını ve çalışma hızını etkiler. Program, RAM kapasitesinden büyükse çalışamaz.
• 640 KB RAM'e sahip bir bilgisayar yaklaşık 3 defter dolusu yazı saklayabilir.

Bellek Bölümleri

• Ana Bellek (Base Memory): 0 - 640 KB
• Uzatılmış Bellek (Extended Memory): 641 - 1024 KB
• Genişletilmiş Bellek (Expanded Memory): 1025 KB'tan yukarısı

Ön Bellek (Cache Memory)

• Cache bellek, ana bellek ve merkezi işlem birimi (CPU) arasında yer alır ve ana bellekten daha hızlıdır.
• Sık kullanılan talimatlar ve geçici bilgiler için "yaz-boz tahtası" olarak kullanılır, CPU veri alma süresini azaltır ve bilgisayarı hızlandırır.
• CPU, veri almak için önce dâhili ön belleğe, sonra harici ön belleğe bakar, bulunamazsa ana bellekten alır (daha yavaş).

BIOS (Basic Input/Output System)

• BIOS yongası, bilgisayar açılırken parçaları kontrol eden ve hazır hale getiren programı içerir. ROM türündeki bu bellek üzerindeki bilgiler silinmez.
• Yeni ana kartlarda BIOS, Flash ROM'a kayıtlıdır ve hatalar giderilebilir.
• BIOS'un görevi, açılışta parçaları kontrol etmek ve sorun varsa kullanıcıyı uyarmaktır.
• Açılışta özel bir tuşa basarak BIOS setup ekranına girilebilir ve disk sürücülerinin tipi gibi ayarlar değiştirilebilir.

Ana Kart (Motherboard)

• Ana kart, bilgisayarın en önemli parçalarından biridir.
• Bellek, genişleme yuvaları/kartları, RAM ve diğer elektronik parçalar üzerine yerleştirilir.
• Veri yolu, birimler arası bilgi taşır.
• Temel devre kartıdır ve tüm elektriksel bileşenler bağlanır.

Genişletme Yuvaları

• Genişletme kartlarının (ses, ekran, modem, ağ kartı) takıldığı soketlerdir.
• Bilgisayara yeni yetenekler kazandırır (grafikler, ses, iletişim, ağ bağlantısı).
• Yuva tipi, veri yolunu belirler.

Bilgisayar Kasası

• Parçaları içine alan metal veya plastik kutudur
• Önceleri yatay (desktop, slim), şimdi dik (mini tower) kasalar kullanılır. IBM, HP, Compag desktop kasaları tercih ederler.
• Sunucu bilgisayarlarda genişleme imkanları fazla olan kasalar kullanılır.
• Güç kaynağı, elektrik enerjisini bilgisayarın kullanabileceği hale çevirir ve soğutucu fan içerir.
• Mikroişlemcilerde de soğutucu fan bulunur
• PC lerde ortalama 200-250 watt’tır

Bilgisayar Kasasının Arkasındaki Portlar

• Seri Port: 9 veya 25 iğne(pin) bulunur; fare, modem, tarayıcı, yazıcı bağlanır (COM1, COM2...)
• Paralel Port: 25 delik bulunur; yazıcı ve teyp birimleri takılır (LPT etiketi)
• Monitör Portu: Monitör bağlanır, görüntü kartının üzerindedir
• Klavye Portu: Klavye ve mouse bağlanır
• USB Portu: Fareden klavyeye 127 adede kadar cihaz bağlanabilir.
• Oyun Portu: Joystick bağlanır, ses kartının üzerindedir.

Ekran Kartı

• Ekrana ait işlemleri gerçekleştirir, mikro işlemci ile ilişkisini sağlar.

Grafik Kartı

Oyun, çizim ve resim yapmak için kullanılır.

• MDA: Tek Renk, 720x320 Pixel
• CGA: 4 Renk, 400x200 Pixel
• EGA: 16 Renk, 600x400 Pixel
• VGA: 256 Renk, 800x600 Pixel
• SVGA: 256 Renk, 1024x768 Pixel
• Ekran, satır ve sütun yerine Pixel adı verilen noktalardan oluşur. Pixel sayısı arttıkça görüntü netleşir.

Ses Kartı

• Bilgisayardaki seslerin kalitesini artırır.

Sabit Disk ve Disketler

• Bellekteki geçici bilgiler manyetik ortamlarda kalıcı olarak saklanır.
• Hard diskler sabittir, disketler takılıp çıkarılabilir.
• Hard diskler daha dayanıklıdır ve daha hızlı veri okuma/yazma imkanı sunar
• Hard disk sürücü, bilgisayarın temel bilgi depolama birimidir. Veriler manyetik olarak döner disklerde saklanır (dosya adıyla).

Ek Bilgiler

• İlk sabit disk, C sürücüsü
• D harfi genellikle CD-ROM için kullanılır
• Sabit disk kapasitesi MB veya GB ile ölçülür
• Günümüzde 200-1000 GB kapasiteli sabit diskler bulunmaktadır.
• Bazı üreticiler 1 GB'ı 1000 MB olarak tanımlar.

Disketler

• Verileri manyetik ortamda saklayan taşınabilir araçlardır Formatlama ile iz ve sektörlere ayrılır.
• 3.5" ve 5.25" boyutlarında olabilirler.
• 3.5" disketler:
  • Çift yoğunluklu (Double Density-DD): 720 KB
  • Yüksek yoğunluklu (High Density-HD): 1.44 MB
• Disket sürücüler A (ve varsa B) olarak adlandırılır. Günümüzde kullanımı azalmıştır.

DVD (Digital Versatile Disc ya da Digital Video Disc)

• Başlangıçta "Digital Video Disk" anlamındaydı, sonra "Digital Versatile Disk" (Çok-yönlü Sayısal Disk) anlamında kullanılmaya başlandı.
• Görüntü, ses ve bilgi saklar. DVD-ROM, CD-ROM'un gelişmişidir; DVD Video, DVD Player'larda izlenir.
• Bilgisayar DVD sürücüleri her iki formatı da okur/yazar. DVD Videolarda Mpeg-2 ve PCM veri sıkıştırması kullanılır.
• DVD-ROM'ların kapasitesi minimum 4.7 GB ile 17 GB arasındadır.

DVD Çeşitleri

• DVD video, TV'ye takılan DVD oynatıcıda çalışırken, DVD ROM veriyi bilgisayar da tutar
• Kaydedilebilir Çeşitleri
  • DVD-R: Bir kez kayıt
  • DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW: Binlerce kez kayıt
• DVD-R: Organik boya polimer kullanır (CD-R gibi) ve tüm DVD sürücüleri ile uyumludur. Kapasitesi 3.95'ten 4.7 milyar byte'a yükselmiştir.
• DVD-RW: Silinebilir biçimdedir, adres bilgisiyle birlikte yiv açarak kayıt yapar. Başlangıçta 4,7 milyar byte kapasiteliydi
• DVD-RAM faz değişim teknolojisi kullanır ve güncel sürücülerle uyumlu değildir.

Monitör (Ekran)

• Bilgisayarın mikro işlemcisinden gelen sinyalleri görüntüye dönüştürür
• Çözünürlük (resulation), yatay ve dikey olarak ekrandaki nokta sayısıyla ölçülür.
• Çözünürlük yükseldikçe ekrana daha fazla bilgi sığar Multisync monitörler farklı çözünürlüklerde çalışabilir
• Monitör büyüklüğü, köşegen uzunluğuyla ölçülür 14" veya 15" standarttır
• Nokta aralığı, görüntü netliğini etkiler. Değer küçüldükçe görüntü netleşir
• Ekran yenileme, saniyede en az 60 kez olmalıdır.
• "Non-interlaced" (titreşimsiz) monitörler gözü daha az yorar
• Monitör ve görüntü kartı birlikte çalışır.

Klavye (Keyboard)

• Harf, rakam, özel karakter ve fonksiyon tuşları içeren bir giriş birimidir.
• Tuşlara basıldığında kod belleğe aktarılır ve ekrana yansır.
• Klavyeler F veya Q tipi olur:
  • Q Klavye: İngiliz klavyesi, Q sol başta.
  • F Klavye: Türkçe klavye, daktilolardaki gibi.
  • Q Türkçe Klavye: Ö, Ç, Ş, İ, Ğ, Ü sağ tarafta.
• Bazı tuşlar ekrana karakter yazmaz, ancak bir etki oluşturur:
  • Örneğin F1 tuşu çoğu zaman ekrana yardım bilgisi getirir.
• Enter: İşi yapmayı söylemek, komutu çalıştırmak
• Esc (Escape): İşi yarıda kesmek
• Fonksiyon Tuşları: Bir işlemi çabucak yapmak (F1 genellikle yardım)
• Tab: DOS'ta imleci 5 karakter sağa iter; kelime işlemcilerde paragraf girintisi
• Caps Lock: Sürekli büyük harf yazmak
• Shift: Harfi büyük veya rakam tuşunun üzerindeki sembolü yazmak.
• Ctrl ve Alt: Diğer tuşlarla birlikte kullanılır (örneğin Ctrl+S kaydeder)
• Alt Gr: Q klavyelerde Türkçe karakterlere ulaşmak için.
• Windows Tuşu: Başlat menüsünü açar.
• Sağ Fare Tuşu: Sağ fare görevi görür
• Back Space: Sola doğru siler.
• Del (Delete): Sağa doğru siler.
• İns (Insert): Araya karakter ekler veya üzerine yazar
• Home: Satır başına gitmek.
• End: Satır sonuna gitmek.
• Page Up: Bir sayfa yukarı gitmek.
• Page Down: Bir sayfa aşağı gitmek.
• Pause: İşlemi durdurmak.
• Print Screen: Ekranı kopyalamak.
• İmleç Tuşları: İmleci hareket ettirmek.
• Nümerik Klavye: Rakam girişi veya imleç kontrolü.

Ek tuşlar

• Sleep (Bekleme modu)
• Power (Açma-kapama)

Mouse (Fare)

• Sadece komut girişinde kullanılır
• Bilye, mouse göstergesinin hareketini sağlar.
• Genellikle sol tuş kullanılır.

Yazıcı (Printer)

• Bilgileri kağıda yazdırır.
• Nokta Vuruşlu Yazıcılar:
  • Satıra 80 veya 136 karakter yazarlar
  • Yazım kafasındaki iğne sayısına göre kalite değişir (9 veya 24 iğne)
  • Hız birimi CPS (Character Per Seconds)
• Lazer Yazıcılar:
  • Yazım kalitesi ve hızı yüksek
  • Sayfa sayfa basım yapar.
  • Hız birimi PPM (Page Per Minute)
• Mürekkep Püskürtmeli Yazıcılar:
  • Karakterleri mürekkep püskürterek yazarlar
  • Renkli ve grafik basımında iyidir
• Çizici (Plotter):
  • Grafik çıktıları almak için kullanılır
  • Mimarlık ve mühendislik uygulamalarında kullanılır

Tarayıcı (Scanner)

• Fotoğraf, grafik ve yazıları okuyup bilgisayara aktarır.
• Masaüstü ve el tipi tarayıcılar vardır
• Bilgisayara SCSI kartı veya paralel çıkıştan bağlanır

Modem

• Telefon hatlarını kullanarak bilgisayarın iletişim kurmasını sağlar. Modulation-Demodulation kelimelerinden türetilmiştir.
• Digital veriyi analog veriye çevirerek göndermek ve analog veriyi digital veriye çevirerek bilgisayara iletmek
• İnternet'e ve BBS gibi bilgi ağlarına erişebilirsiniz.
• Faks çekme ve telesekreter özellikleri olan modemler mevcuttur
• Harici modemler seri port ile bağlanır
• iki çeşidi vardır:
  • Internal (Dahili) Modem: Kart şeklinde bilgisayarın içine takılır.
  • External (Harici) Modem: Kablo ile dışarıdan bağlanır.

İşletim Sistemleri ve Uygulamaları

• İşletim sistemleri, bilgisayar bilimlerindeki en temel konulardandır
• Kullanıcı ve bilgisayar arasında köprü görevi yürüten, donanıma en yakın yazılım birimidir
• Bilgisayar sisteminin 4 bileşeni vardır:
  • Donanım
  • Sistem yazılımları
    • İşletim sistemi yazılımları (Windows, Linux, Unix, Mac OS gibi)
    • Aygıt sürücüler
  • Derleyiciler, uygulama yazılımları
  • Kullanıcı yazılımları
• İşletim sistemi aynı zamanda donanım üreticisi ve yazılım geliştiricisi olan özel bir firma tarafından pazarlanır

CPU ve I/O Üniteleri

• CPU bilgisayar sisteminin en temel bileşenidir
• Disk, Yazıcı, disket vs. gibi üniteler donanım kısmıdır
• Yazılım, donanım birimlerini yöneten ve kullanıcıların işlerini yapan programlardır

Yazılım

• Bilgisayar sisteminin temelidir
• Olmazsa olmaz

Yazılım 2 Ana Grupta İncelenebilir

• Sistem Yazılımları
• Uygulama Yazılımları

Sistem Yazılımları

• Bilgisayarın kendisini işletmesini sağlayan, işletim sistemi, derleyiciler gibi yazılımlardır

Uygulama Yazılımları

• Kullanıcıların işlerine çözüm sağlayan örneğin çek, senet, stok kontrol, bordro, kütüphane kayıtlarını tutan programlar vs. gibi yazılımlardır.
• İşletim sistemleri, bütün donanım ve yazılım kaynaklarını kontrol eder, kullanıcılara ait uygulama yazılımlarının da denetlenmesini sağlar Modern bilgisayar sistemi işlemci(CPU), bellek(RAM), saat, terminal, disk, ağ birimleri ve giriş çıkış(I/O) ünitelerinden oluşur
• Programcıları etkilememek amaciyla donanımların üzerine ilave edilen yazılımların katmanlar seklinde (layered system) olusturulmaları gereklidir.
• En alttaki katman donanımı oluşturur. Elektronik mühendislerinin işidir
• isletim sisteminin temel işlevi elverişli ortam hazırlamak,, kullanıcının kolayca işini yapmasını sağlamaktır

İşletim Sistemi Olmasaydı

• Diyelim isleim sistemi olmayan bir bilgisayarın önünde oturuyorsunuz ve ZIPZİP isimli oyunun çalıştırmak gerekiyor işletim sistemi olmaksızın yapılması gereken komutları tahmin etmeye çalışın - Disket sürücüsü takılı mı? - Takiliysa-disket sürücüde disket var mi? - Donuyorsa dogru hizdamı dönüyor? - Disket sürcüsünün okuyucu kafasi disketin neresinde bulunuyor? - ZIPZIP Programinin disketteki yeri nerde? - Sürücenin kafasi üzerine gönder.. - Uygun izin neresi? - Geldiyse, izin baslangic noktasinin okuyucu kafasinin altina gelmesini bekle - Disket sürücüdeki kayitlari okumaya basla belleğe taşı - Birinci iz bitince okuyucu kafayı bilginin devam ettiği bir sonraki izinin üzerine gönder ve bu hareket tamamlanınca ya kadar bekle

Uyarı

• Bu uzun liste bile kisaltilmış bir listedir
• Oysa isletm sistemi olan bir bilgisayarda. Kullanıyacin tek yapergi hareketleri yapmasini saglamak Tamamen işletim sisteminin sorumladığındadır
• İletimsistemi üzerinde yer alan bazn yazilimlar uygilanma yazılımlan olarak alınır

İşletim Sisitemi Tanımı

• Tum cihazlarda calısan programmar icin mutlaka bir isretim sistemine gerek duyulur.
• Bir isletim sistemine gereksinim duyarlar. Bu yüzden bilgisayarlarda herhangi program çalıştırılmadan önce işletim sistemi ile programların ana belleğine ile yüklemeleri gerekir Bu işlem genellikle bilgisayar ilk açıldığı zaman otomatik olarak yapılır ve HD nin içindeki isletim sistemi ana belleğe yüklenir
• Bir işletim sisteminden beklenen hizmet donanım ve yazılım kaynaklannin uyumlu ve verimli bir şekilde birlikte işletilmektedir
• Isletim sistemini donanım ve yazılımlannn eszamanlu yürümesini sağlayan topluluğuna denir

İşletim Sistemi Özellikleri

• Kullanicu ve donanım arasinda koprudur uygulamalanyla donatım arasındaki iletişimi sağlar
• Bilgisayar sisteminde önceden belirlenmiş sayıda yapılmasını sağlar
• Merkeai islem birimi-ana bellek vb kaynaklann kullancilar arasinda paylastnlmasinı sağlar
• Sis temin bütün kaynaklanni ve kullanicalan yakindan jileyerek yetkisiz erişimleri önler denetim altinda kutarak güvenligi sagtar
• Kaynaklann kullanim oranlannı izleyerek ilerde kullanilmak iuzure onlemalir

Monitör

• Hisseltirenden daha arkadasca ortam hazirlarlar ayrıca bilglieri ikincil bellekte kullancan kolay erimesini sağlar
• Bu özelliklerin tamami tum isletim sisteminde bulunacak deaaldir
• Isletim sistemi isletici ve bellegi paylasmak icin baglanmalidir Baslatma pirogrami sitemim butun bitimleri baslangoc pozisyonuna goruir
• Temel isleri bu sistemin en basitleştirici parçası
• Isletim sistemleri temel kavramları

Proses

Bir isletin bir işlemci olarak çalıştırmak prosesleri daha karmasik hale getirir

Dosyalar

Dosya sisteminin temel bir fonksiyonu, disklerin düzenlenmesidir.

İş (Job)

Kullanicann bildisayarda bütun olmasi

• *Lstemci / Sunucu

kullaniciari etkileyen programların çabalari

• cekirderk dosdaki com düsünebilir
• istemci sunucularına dosya gonderir

Terminal

• Müşteri konumunda bulunan uç sistemler.

Yükleme

• Isletim sisteminin yaptığı iş bitirilip
• elektriğin kendisi yenilenerek verilir
• Yanıt
• Bir Bilgisayar çalışmaya başladığında harekete geçen ilk pırogram Sistem donanımlarının uygun bir şekilde çalışıp çalışmadığını
• Kontrol edilen bilgisatarin romunda

İşletim Sistemlnerin Tarihçesi

ilk olarak İngiliz matamatikçilerden Charles tqrarfindan tasarlanmis

• ancak onun yasadiqlari teknolojik yetersizliklerden dolayi mevcut degildi

Birinci Nesil letim Sistemleri

• 1945 1955 baggaga nin basansizlikla sonucanan calismalarina kadar yok denecek gibi olmustur Dunya savaşına kadar olan dönemde yok denecek kadar azalmistur
• 1960lara kadar Uretici Sirmalar Ureliliyor
• 1970 Ierdeki Makinalar Icin Bulunmustur

Ilk nesil letim sistemleri

• 1945 il yarlarında ilgelenc Bir teknolojik yapıdama baslamaster PC lerin Ag Itletim Sistemieri le kullanıma baslanmuster
• Ag isletim Sitemi kulandielar ortanda cok fazla kullanilacaginin farkinda ve kendisi en yuksek seviyelere yuksaltmaya calisirlar
• Daglik Letim Sistemlerinin de bunun tersene gercekte ortamda yukseg seviyedee cpu var

İşletim Sisteminin Başlıica Özellikleri

• Yalnizca Bir Kullanu Kullanilmasina izin vermiyor.
• Çoklu Görevliye Ulaşmak

Düğüm işleme

• isletimsistemine okutulan programa (spoling sahası) denilen bölüm

Etkipresimili Islem

• kullancara lerini dinamic bicinde yôretme çalıştırmlan programlannsonuçtanni dogrudan edilip her andan müdahalebiline olanağı sağlayan çalışma turune jiliskin bir ozelliktir

online

• bankaciilk iselminii bilginin sunularak verilmesini tanımlar

Seri Islem

• Kisiiel iligisayar icin Cogu tek kullanarak (Singile User) isretm sistemi teme olarak seri islem yapmaktadır

Tek is Düzeni

• program yürütemiyoruz

Çoklu Kullancisistem

• Kullancllar Sisteme baglanlabilirler

Temel Görevler

• Isletim Sitemiyle Birlikte Yazılım
• Kaynaklan merkezileştirme

Islem Yonetimi

• Bil bilgisayar calisken islemaiherhangi bir anda sadeai birtane islemi çalistirabiliis A-Hazır B- Çalişiymr C- Kesilmiş

Bellek Yonetini

• islemleri bellece aktarmek. isleri gittiginde bunu geri almak

Giris Çıkış Birimleri Yonetimi

• Birçok isletimin bir denetimi ve yönetimil

Kutuk Dosyave Klasôr Yonetini

• Isletm sisteminin kullaniciya yakın bölümudur

Sabit Disk Yönetimi

• Hard Disk : Sabit Disk Olrak Istandadıımız bir açihmı.
• Her Yerinde Bir Parça
• Yüzde Yüz Şart Disk Olabilir
• İzlemek Veya Bilgileri Bulunduğunu Bilim
• HDD de Bölmeler Ouyturur Sectoriara ayrılır