BİLİŞİM SİSTEMLERİNİN PRENSİPLERİ

Transkript

1 BİLİŞİM SİSTEMLERİNİN PRENSİPLERİ Derleyen: Prof. Dr. Güngör BAL Bölüm 3 Donanım: Giriş, İşleme ve Çıkış Cihazları

2 Prensipler ve Öğrenme Amaçları Bilgisayar donanımını seçerken bilişim sistemleri ve organizasyonun mevcut ve gelecekteki ihtiyaçlarını dikkate almanız gerekir. Bir donanım cihazı seçiminiz, gitgide gelişen organizasyona ait ihtiyaçlarınızı karşılamak üzere sonraki iyileştirmeler için daima yol açıcı olacaktır. Merkezi işleme ve bellek cihazlarının güç, hız ve kapasitelerini tarif ediniz İkincil bellek cihazlarının erişim yöntemleri, kapasiteleri ve taşınabilirliğini tarif ediniz. Giriş ve çıkış cihazlarının hız, işlevsellik ve önemini tartışınız 2

3 Niçin donanımı öğrenmeliyiz? Verimliliği iyileştirir, geliri artırır, maliyetleri azaltır ve daha iyi hizmet sağlar. Yöneticilerin donanımı niçin bilmeleri beklenir: İşletme ihtiyaçlarını tanımlamada yardımcı olmaları için Bir ekipman alırken sorular sormak ve seçenekleri değerlendirmeleri için 3

4 Giriş Donanım: Bir bilişim sisteminin giriş, işleme, saklama ve çıkış aktivitelerine yardımcı olan her hangi bir makina (çoğu dijital devreler kullanır) Donanım kararları verilirken donanımın işletmeye nasıl destek vereceği dikkate alınmalıdır: Bilişim sisteminin amaçları bakımından Organizasyonun hedefleri bakımından 4

5 Bilgisayar Sistemleri: Teknoloji gücünün entegrasyonu Doğru bilgisayar donanımının seçimi, bilişim sistemi ile organizasyonun ihtiyaçları arasındaki ilişkiyi anlamayı gerektirir. Donanım amaçları; bilişim sistemi ile organizasyonun mevcut ve gelecek ihtiyaçlarından önde gelmez, ancak destekleyicidir. 5

6 Donanım Bileşenleri Merkezi İşlem Birimi(CPU) Giriş cihazları Çıkış cihazları İletişim cihazları Birincil saklama cihazları İkincil saklama cihazları 6

7 Donanım Bileşenleri (devam) Şekil 3.1: Donanım bileşenleri 7

8 İşleme ve bellek cihazları: Güç, hız ve kapasite Sistem ünitesi İşlemeden sorumlu (CPU ve bellek) bileşenler için yerdir (kasadır) Diğer bilgisayar sistem cihazları doğrudan veya dolaylı olarak sistem ünite kasası ile bağlantılıdır. 8

9 İşleme Karakteristikleri ve Fonksiyonlar Makine çevrim süresi, bir bilgisayar bir makine çevrimi süresince bir komutu yürütür (işler). Makine çevrim süresi, 1 saniyede kaç tane komutun yürütüldüğünün de bir ölçüsüdür. Makine çevrim süresi ölçme birimleri: Nanosaniye (saniyenin milyarda biri) Pikosaniye (saniyenin trilyonda biri) MIPS (saniye başına milyon olarak komut sayısı) (millions of instructions per second) 9

10 İşleme Karakteristikleri ve Fonksiyonlar (devam) Bilgisayar çalışma hızı (Clock speed): her bir CPU önceden belirlenmiş bir hızda bir dizi pals (darbe ) üretir, buna çalışma hızı (Clock speed) denir ve doğrudan makina çevrim süresini etkiler. CPU içeresinde yer alan kontrol ünitesi, önceden belirlenmiş komutları izleyerek makina çevriminin aşamasını yönetir, bu işlem mikrokod olarak adlandırılır. Megahertz (MHz): saniye başına milyon olarak çevrim sayısı Gigahertz (GHz): saniye başına trilyon olarak çevrim sayısı 10

11 Bellek Karakteristikleri ve Fonksiyonları Ana bellek (main memory): Fiziksel olarak CPU yanına yerleştirilir, ancak CPU entegresi üzerinde değildir Belleğin ana özelliği, CPU ya hızlıca veri ve komut sağlamasıdır Bellek, CPU ya program komutları ve veriler için depolama alanı sağlar Bellek cihazları bir silikon entegre üzerine yerleştirilmiş binlerce devre içerir. Veriler bu devrelerin on veya off kombinasyonu olarak bellekte saklanır. 11

12 Saklama kapasitesi Çizelge 3.1: Bilgisayar saklama birimleri 12

13 Bellek Tipleri- Silinebilir bellekler Random access memory (RAM) Komutlar veya veriler RAM a geçici olarak saklanabilir veya RAM dan okunabilir, (Temporary and volatile). Enerjisi kesildiğinde içeriklerini kaybederler. RAM tipleri EDO (Extended Data Out) DRAM (Dynamic RAM) SDRAM (Synchronous DRAM) 13

14 Bellek Tipleri- Silinebilir bellekler 14

15 Bellek Tipleri - Silinmeyen bellekler Silinmeyen bellek tipleri-types of nonvolatile memory Salt okunur bellek-rom (read-only memory) Programlanabilir salt okunur bellek- PROM (programmable read-only memory) Silinebilir programlanabilir salt okunur bellek- EPROM (erasable programmable read-only memory) 15

16 Bellek Tipleri - Silinmeyen bellekler 16

17 Ön bellek (Cache memory): Yüksek-hızlı bir bellektir ve bir işlemci ön belleğe ana bellekten daha hızlı olarak erişebilir. Sık kullanılan veriler yavaş erişilebilir ana bellek yerine kolayca erişilebilir ön bellekte tutulur. 17

18 Çoklu İşleme (Multiprocessing) Çoklu işleme: Genellikle iki veya daha fazla komutun aynı anda simultane (eş anlı) olarak yerine getirilmesini içerir Çoklu işemede yardımcı işlemciler (coprocessors) kullanılır Yardımcı işlemciler (coprocessors): CPU başka bir işleme aktivitesi üzerine çalışırken özel tip komutları yürüterek işleme hızını artırırlar 18

19 Paralel Hesaplama (Parallel Computing) Paralel hesaplama: Sonuçları daha hızlı elde etmek için aynı görevin çoklu işlemciler üzerinde simultane yürütülmesi Çok sayıda paralel işleme (Massively parallel processing): Yüzlerce veya binlerce işlemcinin aynı anda veya paralel olarak çalışacak şekilde bağlanmasıyla (linking) işlemenin hızlandırılması Her bir işlemcinin kendisine ait yol, bellek, disk, operasyon sisteminin bir kopyası ve uygulamaları vardır. 19

20 Paralel Hesaplama (devam) Dağıtımlı hesaplama (Grid computing): ortak bir problemi çözmek için koordineli ortak bir yolda çalışmak üzere çoklu bireyler veya organizasyonlar tarafından sahip olunan çok sayıda bilgisayarın kullanımı Dağıtımlı hesaplamanın başarı anahtarı, merkezi sunucunun grid lideri ve trafik izleyicisi olarak görev yapmasındadır. 20

21 Paralel Hesaplama (devam) Cloud computing involves using a giant cluster of computers that serves as a host to run applications that require high-performance computing. Cloud computing supports a wider variety of applications than grid computing and pools computing resources so they can be managed primarily by software rather than people. IBM and Google have provided hardware, software, and services to many universities so that students and faculty can explore cloud computing and massively parallel computing. 21

22 İkincil veya Dış Bellek (Secondary Storage) Bellek ile karşılaştırıldığında, silinmezlik, daha büyük kapasite ve daha büyük ekonomiklik avantajları sunar Storing data safely and effectively is critical to an organization s success. When determining the best method of data storage, the best overall solution is likely a combination of different storage options. Secondary storage, also called permanent storage, serves this purpose. 22

23 Depolama Cihazları (Devices) Magnetic tapes, Magnetic disks RAID Virtual tape, Optical disks Digital video disk (DVD), Holographic Versatile Disc (HVD), Memory cards, Flash memory A redundant array of independent/inexpensive disks (RAID) is a method of storing data that generates extra bits of data from existing data, allowing the system to create a reconstruction map so that if a hard drive fails, it can rebuild lost data. With this approach, data is split and stored on different physical disk drives using a technique called striping to evenly distribute the data. RAID technology has been applied to storage systems to improve system performance and 23 reliability.

24 Giriş ve Çıkış Cihazları: Bilgisayar sistemlerine geçitler (Input and Output Devices: The Gateway to Computer Systems) Giriş ve çıkış cihazları vasıtasıyla, insanlar bilgisayara veri ve komutlar sağlarlar ve bilgisayardan sonuçları alırlar. Giriş ve çıkış cihazlarının seçimi, organizasyon hedeflerine ve bilişim sistemi amaçlarına bağlıdır. 24

25 Giriş Cihazları (Input Devices) Kişisel bilgisayar giriş cihazları Keyboard Mouse Konuşma-tanıma teknolojisi Djital kameralar Terminaller 25

26 Scanning devices Optical data readers Giriş Cihazları (devam) Magnetic ink character recognition (MICR) devices Magnetic stripe card Point-of-sale (POS) devices 26

27 Automated teller machine (ATM) devices Pen input devices Touch-sensitive screens Bar-code scanners Giriş Cihazları (devam) Radio Frequency Identification (RFID) 27

28 Display monitors Çıkış Cihazları (Output Devices) Liquid crystal displays (LCDs) Organic light-emitting diodes (OLEDs) Printers and plotters Digital audio player 28

29 Özel-Amaçlı Giriş ve Çıkış Cihazları Computer-based navigation systems Multiple function printers Eyebud screens (göz önü ekranları) 29