Bilgisayar Organizasyonu ve Mimarisi
Bilgisayar Mimarisi, bilgisayar parçalarının iç yapıları ve aralarındaki haberleşme bağlantıları ile ilgilidir.
· Merkezî işlem biriminin mimarisinin tasarımı
· Komut kümesinin tasarımı.
· Adresleme yöntemlerinin tasarımı.
· Genel donanım mimarileri.
1937 yılında Howard-Aiken, ilk otomatik hesap makinesi olan MARK-I ‘i, 1943 yılında ise J. P. Erkert ilk işlevsel bilgisayar olan ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)’ı yaptı. 1971 yılında Intel firması; tüm bileşenleri kendi üzerinde olan dört bitlik 4004 isimli mikroişlemciyi, 1972 yılında sekiz bitlik 8008 işlemcisini, 1974 yılında ise 8080 işlemcisini üretti. 8080 işlemcisi, Intel firmasının ilk genel amaçlı mikroişlemcisiydi. Mikroişlemcilerin getirdiği en önemli avantaj programlanabilirlik özelliğiydi
Bilgisayar Mimarisi, bilgisayar parçalarının iç yapıları ve aralarındaki haberleşme bağlantıları ile ilgilidir.
· Merkezî işlem biriminin mimarisinin tasarımı
· Komut kümesinin tasarımı.
· Adresleme yöntemlerinin tasarımı.
· Genel donanım mimarileri.
1937 yılında Howard-Aiken, ilk otomatik hesap makinesi olan MARK-I ‘i, 1943 yılında ise J. P. Erkert ilk işlevsel bilgisayar olan ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator)’ı yaptı. 1971 yılında Intel firması; tüm bileşenleri kendi üzerinde olan dört bitlik 4004 isimli mikroişlemciyi, 1972 yılında sekiz bitlik 8008 işlemcisini, 1974 yılında ise 8080 işlemcisini üretti. 8080 işlemcisi, Intel firmasının ilk genel amaçlı mikroişlemcisiydi. Mikroişlemcilerin getirdiği en önemli avantaj programlanabilirlik özelliğiydi
Çünkü bu sayede aynı işlemci üzerinden farklı işlemler yapılabiliyordu. ( Örneğin: Bir gün matematiksel işlemlerin yapıldığı bir işlemci üzerinden, diğer gün alfabetik kelime işlemlerinin yapılabilmesi). 8080 ev bilgisayarlarında da kullanılan ilk işlemcidir. 1979 yılında IBM PC, Intel’in 8088 işlemcisini kullanmaya başladı. 8088 den sonra 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV serisi ile kullanıma devam edildi. Günümüz mikroişlemcileri 8088 den çok hızlıdır. Bugünkü bilgisayarların mimarisinin modeli ENIAC üzerinde çalışmış olan John von Neumann tarafından geliştirilmiştir ve von Neumann modelinde mantıksal olarak bilgisayar sistemi tam olarak tanımlanmıştır. Bilgisayar sisteminin; bellek, veriyolu, giriş, çıkış ve merkezî işlem biriminden ibaret olduğu düşünülmüştür. Von Neumann mimarisine sahip bilgisayarlarda gerçekleştirilen adımlar: program sayacının gösterdiği adresten komut getirilir, program sayacı 1 arttırılır, kontrol birimi getirilen kodun komutunu çözer ve tekrar ilk adıma dönülür.
Bilgisayarı oluşturan beş ana bileşen vardır. Bunlar :
· Veriyolu
· Denetim
· Bellek
· Giriş aygıtları
· Çıkış aygıtları
Donanım
Anakart
İşlemci, RAM, ses kartı, ekran kartı gibi üzerine takılan aygıtlar ile DVD sürücü, hard disk gibi dahili aygıtları bir araya getirip, bunlar arasındaki haberleşmeyi kontrol eden bilgisayarın en önemli parçalarından biridir. Bilgisayara hangi tür işlemciler takılabileceği, en fazla bellek kapasitesinin ne kadar olabileceği, hangi yeni donanım teknolojilerinin desteklenebileceği, anakart üzerindeki elektronik bileşenler sayesinde belirlenir.
Yonga takımı
Anakartın beynini oluşturur ve veri akışını denetler.
Veriyolu
Bilgisayarın bir bileşeninden diğerine veri aktarmak için kullanılan devrelerdir. Adres veriyolu ve standart veriyolu olmak üzere iki bölümden oluşurlar. Adres veri yolu verilerin nereye gideceğini belirlerken, standart veriyolu bilgisayar yapılan işlemlerle ilgili veri aktarırken kullanılır.
Önbellek
Dosyaların daha hızlı bulunması ve işlenmesi amacıyla kullanılır. Bu yüzden bilgisayarda sık kullanılan bilgiler bu belleğe aktarılır, gerektiği zaman da buradan okunur.
Mikroişlemciler (Merkezî İşlem Birimi, MİB)
Bilgisayarın kalbidir. İşlemcinin görevi, buyrukların bellekten getirilmesi, çözülmesi ve çalıştırılması, sonuçların gözlenmesi, program işlenirken diğer donanım birimlerinden gelen kesme isteklerine cevap vermesi gibi işlemlerdir.
· Buyrukların yakalanması: Buyrukların programın saklandığı yerden alınması
· Buyrukların çözülmesi: Gerekli işlemlerin ve buyruğun büyüklüğünün belirlenmesi
· İşlenenlerin okunması: İşlem yapılacak verinin bulunması ve alınması
· Yürütme: Sonucun ya da durumun hesaplanması
· Sonucun saklanması: Sonuçların daha sonra yeniden kullanılmak üzere saklanması
· Sonraki Buyruk: Bir sonraki buyruğun okunması için program sayacının değiştirilmesi
Bellek
ROM ve RAM olmak üzere 2 çeşit bellek vardır. ROM üzerindeki bilgiler kalıcıdır, RAM üzerindeki bilgiler ise istenildiği zaman okunabilir ve yazılabilir. Elektrik kesintilerinde RAM üzerindeki tüm bilgiler silinir. RAM bellekler de SRAM ve DRAM olmak üzere 2 çeşittir. SRAM çok pahalı ve hızlıdır, önbellek olarak kullanılırlar.
Sabit Diskler
Ses Kartları
Herhangi bir uygulamadan gelen verileri işleyerek, insan kulağının duyabileceği bir frekanstaki sese dönüştüren bileşendir.
Modemler
Bilgisayarın ağ ile veya başka bir bilgisayar ile telefon hattı üzerinden iletişim kurmasını sağlayan aygıttır.
CD-ROM
Sürücüsü Veri taşımaya uygun, ucuz ve hızlı erişimli birimlerdir.
DVD-ROM
Sürücüsü DVD-ROM lar disk üzerinde daha fazla noktaya bilgi yazılabilmesinden dolayı CD-ROM lardan daha fazla bilgi bulundururlar.
Ekranlar (monitörler)
Kullanıcının bilgisayar ile iletişim kurmasını sağlayan ekran.
Klavyeler
Bilgisayarın en önemli giriş aygıtıdır.
Fareler
Fare de klavyenin yanında önemli bir giriş aygıtıdır.
· Veriyolu
· Denetim
· Bellek
· Giriş aygıtları
· Çıkış aygıtları
Donanım
Anakart
İşlemci, RAM, ses kartı, ekran kartı gibi üzerine takılan aygıtlar ile DVD sürücü, hard disk gibi dahili aygıtları bir araya getirip, bunlar arasındaki haberleşmeyi kontrol eden bilgisayarın en önemli parçalarından biridir. Bilgisayara hangi tür işlemciler takılabileceği, en fazla bellek kapasitesinin ne kadar olabileceği, hangi yeni donanım teknolojilerinin desteklenebileceği, anakart üzerindeki elektronik bileşenler sayesinde belirlenir.
Yonga takımı
Anakartın beynini oluşturur ve veri akışını denetler.
Veriyolu
Bilgisayarın bir bileşeninden diğerine veri aktarmak için kullanılan devrelerdir. Adres veriyolu ve standart veriyolu olmak üzere iki bölümden oluşurlar. Adres veri yolu verilerin nereye gideceğini belirlerken, standart veriyolu bilgisayar yapılan işlemlerle ilgili veri aktarırken kullanılır.
Önbellek
Dosyaların daha hızlı bulunması ve işlenmesi amacıyla kullanılır. Bu yüzden bilgisayarda sık kullanılan bilgiler bu belleğe aktarılır, gerektiği zaman da buradan okunur.
Mikroişlemciler (Merkezî İşlem Birimi, MİB)
Bilgisayarın kalbidir. İşlemcinin görevi, buyrukların bellekten getirilmesi, çözülmesi ve çalıştırılması, sonuçların gözlenmesi, program işlenirken diğer donanım birimlerinden gelen kesme isteklerine cevap vermesi gibi işlemlerdir.
· Buyrukların yakalanması: Buyrukların programın saklandığı yerden alınması
· Buyrukların çözülmesi: Gerekli işlemlerin ve buyruğun büyüklüğünün belirlenmesi
· İşlenenlerin okunması: İşlem yapılacak verinin bulunması ve alınması
· Yürütme: Sonucun ya da durumun hesaplanması
· Sonucun saklanması: Sonuçların daha sonra yeniden kullanılmak üzere saklanması
· Sonraki Buyruk: Bir sonraki buyruğun okunması için program sayacının değiştirilmesi
Bellek
ROM ve RAM olmak üzere 2 çeşit bellek vardır. ROM üzerindeki bilgiler kalıcıdır, RAM üzerindeki bilgiler ise istenildiği zaman okunabilir ve yazılabilir. Elektrik kesintilerinde RAM üzerindeki tüm bilgiler silinir. RAM bellekler de SRAM ve DRAM olmak üzere 2 çeşittir. SRAM çok pahalı ve hızlıdır, önbellek olarak kullanılırlar.
Sabit Diskler
Ses Kartları
Herhangi bir uygulamadan gelen verileri işleyerek, insan kulağının duyabileceği bir frekanstaki sese dönüştüren bileşendir.
Modemler
Bilgisayarın ağ ile veya başka bir bilgisayar ile telefon hattı üzerinden iletişim kurmasını sağlayan aygıttır.
CD-ROM
Sürücüsü Veri taşımaya uygun, ucuz ve hızlı erişimli birimlerdir.
DVD-ROM
Sürücüsü DVD-ROM lar disk üzerinde daha fazla noktaya bilgi yazılabilmesinden dolayı CD-ROM lardan daha fazla bilgi bulundururlar.
Ekranlar (monitörler)
Kullanıcının bilgisayar ile iletişim kurmasını sağlayan ekran.
Klavyeler
Bilgisayarın en önemli giriş aygıtıdır.
Fareler
Fare de klavyenin yanında önemli bir giriş aygıtıdır.