BILGISAXAR VE ÇEVRE BİRİMLERİNİN TANITIMI Günlük yaşantımızın vazgeçilmez bir unsuru olan bilgisayarı şu şekilde tanımlayabiliriz: "Uzun ve karmaşık hesapları dahi, büyük bir hızla yapabilen, lojik (mantıksal) bağlantılara dayalı karar verip, işlemleri yürüten bir cihazdır," Bilgisayar sistemini oluşturan unsurları iki başlık altında toplayabiliriz : - Donanım (Hardware), - Yazılım (Software) Bu bölümde yalnızca donanım ile ilgili bilgiler verilecektir. Bilgisayarın belirli bir hizmeti yerine getirebilmesi için, yazılımın ve ön bilgilerinin girilmesini, bilginin işlenmesini ve çıkış bilgilerinin alınmasını sağlayan fiziksel, elektriksel ve elektronik aksamın tümüne DONANIM denir. Donanım açısından bilgisayarın genel yapısını şu şekilde inceleyebiliriz : BİLGİSAYAR GENEL YAPISI
Bilgisayarın fonksiyonel yönden sınıflandırılması bilgisayarı tanıma açısından faydalı olacağından, ilk olarak bilgisayarın fonksiyonel yönden incelenmesi yapılacaktır, 1. GİRİŞ BİRİMLERİ Yazılımın ve verilerin bilgisayara girilmesi için kullanılan elemanlardır. Bilgisayara yalnızca giriş bağlantısı vardır. 1.1. Klavye Bir daktilo görünümünde olan operatör klavyesi en çok kullanılan giriş birimidir. Değişik tipleri olmakla birlikte, Türkiye'de Amerikan (US), Türkçeleştirilmiş Amerikan (US Modified) ve Türkçe klavye tipleri kullanılmaktadır, Bir klavye fonksiyon, alfanümerik, sayı ve kürsor (cursor) tuşlarından oluşur. Tuş adedi 52-135 arasında değişir. 1.2. Fore (Mouse) Özellikle kelime işlem ve masaüstü yayıncılık yazılımları ile çalışanların çok yaygın olarak kullandıkları fare yapılarına göre mekanik ve optik olarak ikiye ayrılırlar. Farelerin ürettikleri sinyaller çeşitli ara birimler üzerinden bilgisayara aktarılabilir. Macintosh, Amiga ve grafik iş istasyonları fareler için özel portlara sahipken kişisel bilgisayar dünyasında ara birimler taşıt, seri ve özel port olarak üçe ayrılmaktadır. 2
Kişisel bilgisayar kullanıcıları arasında farelerin oldukça benimsenmesine rağmen son yıllarda alternatif cihazlarda piyasada boy göstermeye başladı. Şu an bunlar arasında en yaygın olanı eltopudur (Trackball). Çalışma ilkeleri açısından fareye oldukça benzeyen eltopunun döner topu kullanan kişinin parmakları yada avuçiçi tarafından çevrilir. Bir fare ile çalışmaya karar veren bir kullanıcının öncelikle yazılımı da düşünmesi her zaman yararınadır, çünkü yazılımın sabit diske kurulması gerekmektedir. Bir çok ürün fareyi destekleyen bir sürücü içerir; ancak bazı üreticiler her model için birden fazla sürücü üretirler. Sabit diske kurmadan önce işletim kılavuzunu dikkatle okumak ve yazılımın ne kadar yer kaplayacağını da bilmek gerekir. 1.3. Işzk Kalemi (Light Pen) Işık kalemi, ekran üzerindeki grafik ve şekilleri değiştirmek veya yeni şekil çizmek için uygulanan pratik bir sistemdir. Ancak bilgisayarın bu sisteme uygun olması gerekir. Işık kalemi bir ucunda fotodiyot bulunan ve diğer ucunda kablo ile bilgisayara bağlanan kalem büyüklüğünde bir giriş birimidir. 1.4. Tarayıcılar {Soajw&rJ iş dünyasında hazırlanan belgelerde çeşitli nesnelerin resimleri, ürünlerin yada çalışanların fotoğrafları gibi görüntülere yer verilmesi gerektiği zaman, tarayıcılar (scanner) devreye qirer. Piyasada değişik tarayıcı modelleri bulunmaktadır; el tipi tarayıcılar (hand held), masaüstü modelleri ve 35 mm. slayt tarayıcıları. -3-
Bir tarayıcının görüntü kalitesini ölçmek için genellikle maksimum çözünürlük ve algılanabilen renk sayısı gibi özelliklere bakmak gerekir. Sayfa tarayıcılarının çözünürlüğü 75 dpi ile 900 dpi arasında değişir. Algılayabildikleri renk adedi ise 64 ile 16.772.216 arasındadır. Bir tarayıcı seçerken, dosya nakli işlemlerinin kolay olması için çözünürlük denetiminin esnek olmasına ve görüntü düzenleme araçlarının gelişmiş olmasına dikkat etmekte yarar vardır. 1.5.Grafik Furalj (Graphical Display Application) Grafik tuvali çapraz ızgara şeklinde gerilmiş yüzlerce bakır telden oluşan bir giriş birimidir. Herbir bakır telle bilgisayara sürekli elektrik darbeleri verilir. Görüntüsü ızgarayı andıran bakır telin üzeri kağıtla kaplanmıştır. Sistemin esası, kağıt üzerindeki bir şekli ekrana veya yazıcıya aktarmaktır. 1. 6. Oyun Kolu (Joystick) Oyun kolu bir qövdeye oturtulmuş ve dört yöne hareket edebilen bir komut elemanıdır. Çoğunlukla bilgisayar oyunu oynamak amacıyla kullanılır. Oyun kolu hareket ettirildikçe belirli elektriksel devreleri tamamlamak suretiyle monitördeki şeklin hareket ettirilmesi ilkesiyle çalışır. 1.?.Ses Girişi, Mikrofon ve Âaalizûr Sesin mikrofon aracılığıyla elektriksel işarete dönüştürülmesi ve böylece bilgisayara istenilen işlemlerin yaptırılması ilkesiyle çalışır. Bu konudaki çalışmalar hala istenen düzeye ulaşmamıştır. -4-
1.8.Akıllı Kart (Smart Gard) Bilgisayar sistemi için giriş birimi olarak işlem yapmakla beraber, kendisi de minik bir bilgisayardır. Günlük yaşantımızın neredeyse her aşamasına giren bu kartların belli başlı kullanım yerlerini şu şekilde sıralayabiliriz: kredi kartları, telefon kartları, para çekme kartları ve anahtar. 2. ÇIKIŞ BÎKtMLERT Bilgisayardan çıkan sonuç bilgilerinin görüntülendiği ve değerlendirildiği elemanlardır. 2.1.Ekran (Display-Monitor} Bilgisayarın ayrılmaz bir parçası olan ekranlar bilgisayarda yapılan işlemlerin yada bu işlemlerin sonuçlarının izlenmesini sağlar. Ekranlar bilgisayara monte edilmiş olabileceği gibi, monitör olarakta ayrı bir yerde olabilir. Bilgisayara monte edilmiş ekrana en yaygın örnek dizüstü (laptop) veya defter (notebook) bilgisayarlardaki likit kristal ekranlardır (LCD-Liquid Crystal Display). Normal ekranlardan farklı olarak bir grafik kart içeren grafik ekranlar, çizimleri piksel (pixel) denen noktalarla oluşturmaktadırlar. Görüntülerin kalitesi, ekran belleğinin kapasitesine bağlıdır. Günümüzde 14 inçlik kaliteli bir ekran 1280*1024 çözünürlüğe ve 1MB ekran belleğine sahiptir. -5-
2.2. Yazıcı (Printer) Yazıcılar, bilgisayardan çıkan bilgilerin, yazılım doğrultusunda yazı veya çizim haline getirilmesi gerektiğinde kullanılan cihazlardır. Birçok farklı yapıda olabilen yazıcılar raporlamanın en önemli unsurudur. Noktalı Vuruşlu Yazıca (Dot-Matrix Printer) Noktalı sistemde, karakterler nokta nokta oluşturulur. Karakteri basan kafa üzerinde matris düzeninde dizilmiş hareketli pinler bulunur. Saniyede 30-350 karakter yazabilmektedirler. Mürekkep Püskürtmeli Yazıcı (Ink-Jet Printer) Mikro boyutlardaki deliklerden, kağıda ısıtılmış mürekkep püskürtürler. Püskürtülen delikler oldukça küçük olduğundan, kağıt üzerinde yüksek bir çözünürlük elde etmek mümkündür. Genelde mürekkep püskürtmeli yazıcılarda inç başına 300 ve yukarısı çözünürlük elde edilebilir. Lazer Yazıcı (Laser Printer) En son teknolojiyle üretilen bu yazıcılar elektrostatik prensipleri ile çalışır. Çok yüksek hızlı ve çok kaliteli baskı vermesi yüzünden masaüstü yayıncılığın vazgeçilmez unsurlarındandır. 300-2400 arası çözünürlük elde edilebilir. 6
2.3. Şekil Çiziciler (Plotter) Şekil çiziciler, uygun bir yazılım aracılığıyla grafikler, resimler, haritalar gibi karmaşık şekilleri çizen cihazlardır Mürekkep püskürtmeli, rapıdo kalemi ile çizenleri gibi çeşitli tipleri vardır 3.GİRİŞ-ÇIKIŞ BİRİMLERİ 3.1. Manyetik Bant Yaygın bir yardımcı bellek elemanıdır. Kayıtlar ard arda sıralı biçimde yapılır. Çok büyük kapasiteli birer bellek olan manyetik bantlar daha çok büyük boy bilgisayarlarda kullanılırlar. Manyetik kartlar ihtiyaç duyuldukça bant kütüphanesinden alınıp kullanıldığından "off line" birim olarak adlandırılırlar. 3.2. Manyetik Disk Bilgisayarlarda iki tip manyetik disk vardır. Hard Disk Metal gövde üzerine manyetik madde kaplanarak oluşturulan hard disk, adını katı yapısından almıştır. Gerek büyük bilgisayarlarda, gerekse kişisel bilgisayarlarda en çok yararlanılan yardımcı bellektir. Yardımcı bellekler ana belleklere göre hem çok daha büyük kapasite olanağı sağlamakta, hem de daha ekonomik olmaktadırlar. -7-
Ayrıca ener}! kesilmelerinde bilgilerin kaybolmaması bakımından da önemli bir güvence sağlamaktadırlar. Ancak ana bellek yardımcı belleğe göre 100.000 defa daha hızlıdır. DjsX-et ı'floapy DÛSİ'J Hard diskler gibi bilgi saklamaya yarayan yardımcı belleklerdir. Kapasiteleri hard disklere oranla çok daha azdır. Günümüzde 5^/4 ve 3-^/2 inçlik tipleri kullanılır. Disketleri taşınabilir küçük birer hard disk olarakta niteleyebiliriz. 3.3. Modem Terminalleri yada bilgisayarları telefon hatları üzerinden bağlamak için kullanılan modemler giderek artan uzaklıklar arasında veri iletişimi sağlamanın zorunlu olduğu günümüz toplumunun vazgeçilmez cihazları olmuştur. Modem sözcüğü, cihazın sinyalleri dönüştürme işlemlerini anlatan MOdulate-DEModulate sözcüklerinin ilk kısımlarından oluşur. Veri iletişim sistemleri içerisinde modemlere bir dizi işlev yüklenmiştir. Bunlardan biri de bilgisayarlar tarafından üretilen sayısal sinyalleri, telefon ağları tarafından kullanılan örneksel sinyallere çevirmektir ki, bu işleme modülasyon adı verilir. Kullanıcıların değişik hızlarda (110 baud-19200 baud) veri göndermesine olanak sağlayan modemler, bir yandan da hat üzerinde gürültü ve bozulmanın yarattığı etkiyi önemli ölçüde azaltır. Bir telefon hattının alıcı ucundaki diğer bir modem ise, demodülasyon işlemini uygulayarak, örneksel sinyali, bilgisayar ya da terminal için tekrar sayısal biçime dönüştürür. -8-
4.AMÂ İŞLEMCİ Bilgisayardaki bütün işlemlerin yapıldığı ve bilgilerinin saklandığı sistemdir. Merkezi İşlem Birimi, Bellek ve Girış-Çıkış Kapıları olmak üzere üç bölümden oluşur. Kişisel bilgisayarlar (PC), diğerlerinden daha farklı bir yapıya sahiptir. Büyük boy bilgisayarlardaki Merkezi îşlem Biriminin (Central Processing Unit-CPU) yerine kişisel bilgisayarlarda tek chipten oluşan Mikro işlemci (Micro Processor) almıştır: Bellek olarak ise yine birer chip olan ROM, RAM bellekler ve türevleri vardır. 4.1. Merkezi işlem Birimi (CPU) Yazılım komutlarını yorumlayan ve işleme koyan, bütün devreleri kontrol eden, tüm matematiksel ve lojik işlemleri yapan bir birimdir. Başlıca iki bölümden oluşur: Kontrol ve aritmetik-lojik işlem birimleri. Kontrol birimine bilgisayarın trafik yöneticisi denebilir. CPU ile bellek ve diğer birimler arasındaki veri transferini düzenler. Yazılımı komutlarını çözümler ve işlenecek bilginin takip edeceği yolu belirler. Aritmetik ve lojik işlem birimi, bütün hesaplamaların ve kıyaslamaların yapıldığı bölümdür. Bunların dışında bir de Kaydediciler (Register) grubu vardır ki, çalışma sırasında ara devre niteliğinde işlev yaptıklarından, sınıflandırmalarda genellikle gösterilmezler. -9-
5. BELLEK Bellek, bilgisayarlardaki gerek yazılım ve veri ile ilgili, gerekee de yapılan işlemle ilgili bütün bilgilerin saklandığı bir sistemdir. Sakladığı bilgiye göre yazılım belleği, giriş ve çıkış belleği, veri belleği, sabit bilgiler belleği, geçici bilgiler belleği gibi bir takım bölgelere ayrılmıştır. Rasgele FrJsJM.>Jj BelJeJ: (Random Access Memory-RAM} Yazılım ve verilerin kaydı için hizmet görürler. işlem ağırlığı bu bellek üzerindedir. Bilgisayarın enerjisi kesildiğinde bellekteki tüm kayıtlar da silinir. RAM'in değişik tipleri bulunmaktadır. Yerleşik bellek, DOS uygulamalarını çalıştırabileceğiniz en değerli temel bellek alanına verilen isimdir ve uzunluğu 640 KB ile sınırlıdır. DOS"un herhangi bir kişisel bilgisayar üzerinde kullanabileceği ekstra belleğe verilen isim ise genişletilmiş (expanded) bellektir. Genişletilmiş belleği sadece veri depolanan çok hızlı bir dahili sabit diske benzetebiliriz. Genişletilmiş bellek içinde yazılımlar çalıştırılamazlar. Ekstra belleği kullanabilen DOS uygulamalarının çoğu, genişletilmiş belleğe ihtiyaç duyacaklardır. 286 ve daha üst işlemcili kişisel bilgisayarlarda 1 MB tavanının üzerindeki belleğe uzatılmış (extended) bellek adı verilmektedir. Bu belleğe genelde mikro işlemci, korumalı modda çalışırken gerek duyulmaktadır. DOS bir gerçek mod işletim sistemi olduğu için, uzatılmış bellek içinde yazılımları çalıştıramaz. Fakat veri depolama gibi amaçlar için uzatılmış belleğe erişebilir. Bazı yazılımlar ( windows gibi) uzatılmış belleği kullanabilirler. --10-
Yalnızca Okunabilir Bellek (Pead Only Memory-WM) Bu bellekler bilgisayarın temel işlemlerini yapmasını sağlamak amacıyla üretici tarafından programlanmıştır ve en büyük özelliği enerni kesilmesinde silinmemeleridir. 6. GtKtŞ-ÇIKIŞ KAPILARI Bu kapılar, bilgisayarın giriş ve çıkış birimleri ile bağlantı kurduğu devrelerdir. Kapı devresi ile çevre birimleri arasındaki bağlantı iki şekilde gerçekleştirilmektedir. 6.1. Paralel Bağlantı Bilgisayar ile yakın çevre birimleri arasında yapılan bağlantıdır. Bilgisayar işletimi kaç bitlik veri yolu ile yapılıyorsa çevre birimine de aynı sayıdaki bağlantı iletkeni ile iletim köprüsü kurulur. 6.2. Seri Bağlantı Bilgisayar ile uzak mesafeler için yapılan bağlantılardır : Modemlerin yoğun olarak kullanıldığı bir bağlantıdır. 6.3.Terel Veri Tolu (local Bus) Son yıllarda işlemcilerdeki hızlı gelişim, yaklaşık olarak 10 yıldır kullanılan ISA genişleme veri yolunu kullanım dışı bırakırken, EISA ve mikro kanal gibi gelişmiş veri yolu standartlarını bile saf dışı konuma itti. Böylece merkezi işlemci kendi yolunda ilerlerken, sabit diskler, video kartlara ve diğer birimler agir agir, neredeyse onu takip etmeye çabalar hale geldiler. Yerel veri yollara bu zorlu- -11-
ğu, diğer birimleri dışarıdan alıp doğrudan işlemcinin veri yoluna bağlayarak açmaktadırlar. ISA'nın 16 bit, 8 MHz hızını yerel veri yolunun 32 bit, 50 MHz hızı ile karşılaştırdığımızda neden başarılı olduklarını anlamak kolaylaşacaktır. Sonuçlara göre, yerel veri yollarının saniyedeki 130 Mb'lık hızı ISA'nın saniyedeki 20 Mb'lık hızından beş kat öndedir. Bir derginin test raporlarında yerel veri yoluna sahip sistemlerin, performans olarak diğerlerinin yüzde 10 ile 15 üstünde oldukları görülüyor. Elbette bu sistemlerde kullanılan birimler ve kontrol kısımlarının da performansa etkisi oldukça yüksek olduğu için, bu başarı sadece veri yoluna atfedilemez. -12-