Öğrt. Gör. Ahmet Cengizhan Dirican BİL 110 Bilgisayara Giriş Donanım 1 (Hardware 1) Öğrt. Gör. Ahmet Cengizhan Dirican Bilgisayar Müh. Böl.

İçerik Anakart (Mainboard) Merkezi İşlem Birimi (CPU) Bellek (Geçici Bellek) (RAM)

ANAKART

Anakart: Temel Bilgiler Anakart bilgisayarların temel PCB’sini oluşturur. PCB: Printed Circuit Board Çok katmanlıdır Bu kabloların oluşturduğu bir otoyol gibidir (Bus Systems) Bu kablo otoyollarına iz (traces) denir Bilgisayarların hayati öneme sahip temel bileşenin oluşturan anakart diğer bileşenlere bağlantı sağlayarak bir arada çalışmalarını sağlar. Tüm donanımsal birimler anakarta bağlanırlar. Çevre birimleri için portoların çoğunu sunar. Güç kaynağından gelen gücü sisteme dağıtır. Anakartlar, orijinal ifadesi ile bir PCB, yani “Printed Circuit Board” dır. Çok karmaşık ve üst üste geçen yollardan oluşan çok katmanlı bir yapısı vardır. Bu çok katmanlı yapı, kabloların oluşturduğu bir otoban gibi düşünülebilir. Buradaki her bir yola “traces” yani iz denir.

Anakart: Sınıflandırmalar Şekil Faktörü (Form Factor) Fiziksel boyut Bileşenlerin ve bölümlerin genel yerleri Standardizasyon Örn: ATX, MiniATX, MicroATX, BTX vb. İşlemci Yuvası Yapısı İşlemci modelleri ile birlikte anılma Örn: Slot, Socket (468, 775, 1156, 1366, Socket A, AM2) Yongaseti (Chipset) Desteklenen işlemci ve bellek türü Örn: Genellikle 2 adet chip (Kuzey ve Güney) Dahili (Onboard) Bileşenler

ATX Anakart Bağlantı Noktaları Arka Panel Bağlantıları PCI PCI Express x16 PCI Express x1 ATX 12V CD Sesi FireWire CPU SATA USB CPU Fan COM Port Joystick Port RAM FDD İkincil IDE SATA ATX Güç IDE

Dahili Onboard Bileşenler Anakartların üzerinde yerleşik aygıtlar bulunabilir. Ses Kartı Ağ Kartı FireWire Denetleyicileri RAID Denetleyicisi Ekran Kartı Desteklenen ve kullanılabilen port sayısı aynı olmayabilir. Desteklenen sayıyı chipset belirler. Maliyet etkisi Yongasetinin dışında ekstra yongalar da onboard aygıtlar eklenebilir. Eskiden ayırt edici birer özellik olmasına karşın, artık bir çok bileşen anakartların üzerinde yerleşik olarak gelmektedir. Ses ve ağ kartı özelliği artık neredeyse tüm anakartlarda varken, FireWire, RAID ve ekran kartı işlevleri sunan anakartlarda oldukça yaygındır. Bir yongasetinin yerleşik aygıtlarla ilgili desteklediği bağlantı sayısı ve çeşidi ile, kullanılabilen bağlantı sayısı ve çeşidi aynı olmayabilir. Örneğin 12 USB portu desteği var olan bir yongasetinde üretici arka panele 4 yada 8 USB koyabilir. Bu tamamen maliyetle alakalıdır. Bunun yanında üst seviye anakartlarda ise yongasetinin desteğinin yetersiz kalması sebebiyle ekstra yongalarla anakart üzerine dahili bileşenler eklenebilir. ITE RAID denetleyicileri bunlara örnek olarak verilebilir.

Merkezi İşlem Birimi (CPU)

Temel Bilgiler CPU çok güçlü bir hesap makinesi gibi çalışır. CPU’lar çok zeki olmayabilir, ancak çok hızlıdır. Sadece 0 ve 1 değerleri üzerinden işlem yaparlar Güncel hızları MHz veya GHz seviyeleri ile ifade edilmektedir. CPU terimi İngilizce “Central Processing Unit” kelimesinin kısaltmasıdır. Türkçeye çevirdiğimizde, merkezi işlem birimi olarak tanımlayabiliriz. Bir bilgisayardaki 4 temel birimden birisi olan işlem birimini oluşturur. Şimdi CPU ile ilgili temel kavramları inceleyelim.

CPU CPU bilgisayarın beynidir CPU 2 ana bölümden oluşur Tüm aritmetik işlemler Girdi/Çıktı birimleri yönetimi Hafıza ve HDD üzerindeki bilgi akışının organizesi Kontrol işaretlerini üretme Komutları yorumlama Komutları işleme CPU 2 ana bölümden oluşur Control Unit Arithmetic Logic Unit (ALU) İşlemci Kontrol Birimi Aritmetik Birim (ALU) Komutlar Veri Bilgi Hafıza (Bellek) Giriş Aygıtları Veri Bilgi Çıkış Aygıtları İşlemci bir bilgisayarın tüm artimetik logic hesaplama işlemlerini yapan, bilgisayarın giriş çıkış birimlerini yöneten, hafıza ve hard disk üzerindeki bilgi akışını organize eden, bu amaçla tüm kontrol işaretlerini üreten adeta beynidir. Bir bilgisayarın çalışmasını anlatırken aslında bir anlamda bilgisayarın çalışmasını sağlayan basit komutları yorumlayan ve işleyen işlemciyi anlatıyoruzdur. İşlemci iki ana bölümde incelenebilir. Kontrol devresi ve aritmetik logic devreleri. Hafıza birimi ile işlemci arasında veri ve komut akışı, yine burada gördüğünüz depolama birimleri ile hafıza birimi arasında veri program komutları akışı söz konusudur. Yine işlemci burada gördüğünüz örneğin tuş takımı gibi girdi birimlerinden ve ekran gibi çıktı birimlerine olan veri akışını da kontrol eder. Komutlar Veri Bilgi Depolama Aygıtları

İşlemcinin Ana Çalışma Döngüleri Bellek (RAM) 4. Evre: Store Sonuçlar hafızaya geri yazılır 1. Evre: Fetch Veri yada program komutları hafızadan alınır İşlemci Bu temel çalışma anlatımından sonra daha detaya girelim. İşlemcinin basit komutları arka arkaya işlediğini biliyoruz. Peki işlemci çalışma süreci hangi döngüleri içerir. Burada bunu görüyoruz. 1. adım Fetch Komut alma yani hafızada “program” olarak adlandırılan yazılıma ait tek bir satırın okunması aşamasıdır. 2. adım Decode yani komutun çözüldüğü, işlemcinin ne işlem yapacağını anladığı adımdır. 3. Adıma gelindiğinde komut okunmuş ve ne yapılması gerektiği çözülmüştür. 3. adım Execute yani yürütme adımıdır. ALU biriminde komut yürütülür; işlem yapılır. 4. adım ise işlem sonucunun hafızaya tekrar yazılması yani Store aşamasıdır. Bu aşamalar işlemcinin ana döngüleri olarak adlandırılır. İşlem Birimi (ALU) Kontrol Birimi 3. Evre: Execute Komutlar işlenir 2. Evre: Decode Alınan komutlar yorumlanır

Programlar CPU’da Nasıl Çalışır ? Programlar, çok basit bir şekilde sıralanmış komutlardır CPU’lar temelde makine dili ile yazılmış komutları işleyebilirler Üst seviye diller tarafından yazılan programlar derleyiciler ile makine diline, yani işlemcinin tanıyacağı komutlar dizesi haline getirilirler İşletim sistemleri sınırlı kaynakları zaman içerisinde dağıtarak CPU’nun belirli bir düzen içinde bu programları çalıştırmasını sağlar

CPU Sınıflandırmaları Üretici (Intel, AMD) Model (Pentium, Athlon, Core2, Phenom vb.) Paketleri yada nasıl monte edildiği (PGA, SEC, SEP, BGA) Dış Hız / Dış Saat (Kristalin Hızı) Çarpan (Kristale Uygulanan) İç Hız (Kristal Hızının Çarpımından Oluşan Hız) Pentium 4 3.2 GHz ifadesindeki 3.2 GHz Model Numarası (Core2 Duo E6600) Önbellek (Cache) Üretim Teknolojisi (Nanometre) Çekirdek Sayısı (Dual, Triple, Quad)

Hafıza (RAM) Geçici Hafıza

Hafıza: Temel Bilgiler Hafıza veya bellek kelimeleri daha üst düzey ifadelerdir. RAM bir hafıza türüdür. CMOS, ROM, EPROM, Flash ve benzerleri de birer hafıza türüdür Günlük kullanımda RAM, hafıza ve bellek kelimeleri yoğunlukla aynı kavramı ifade etmekte kullanılır Doğru sınıflandırmayı bilmeniz önemlidir Diğer hafıza birimlerine değinecek olsak da asıl konumuz bilgisayarın ana hafızası olan RAM’dir Hepiniz daha önce RAM, bellek, hafıza vb kavramların aynı şeyi; yani bilgisayarın ana hafızasını ifade etmek için kullanıldığını duymuşsunuzdur. Öncelikle temel kavramların aslında neyi ifade ettiğini bilmelisiniz. Hafıza veya bellek kelimeleri daha üst düzey ifadelerdir. Bilgisayarın ana hafızası olan RAM’in, sadece bir hafıza türü olduğunu unutmayın. Elbette bilgisayar bünyesinde daha bir çok hafıza birimi vardır. Daha önceki eğitimlerde anlattığımız CMOS, ROM, EPROM, Flash gibi kavramların hepsi birer hafıza türüdür. Günlük kullanımda, RAM, hafıza ve bellek kelimeleri yoğunlukla aynı kavramı ifade etmekte kullanılır. Hangi kavramı kullandığınız çok önemli olmayabilir, ancak doğru sınıflandırmayı bilmeniz önemlidir. Bu bölümde diğer hafıza birimlerine değinecek olsak da asıl konumuz elbette bilgisayarın ana hafızası olan RAM’dir.

Bellek Türleri Hafıza Türü Veri Saklama Açılımı RAM Geçici Random Access Memory CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor ROM Kalıcı Read Only Memory PROM Programmable ROM EPROM Erasable Programmable ROM EEPROM Electronically Erasable Programmable ROM Flash Asıl konumuz olan RAM’e geçmeden önce, hafıza türlerine kısaca bir göz atalım. RAM yani “Random Access Memory” üzerindeki veriler, enerji kesildiği anda silinirler. Kalıcı bir depolama alanı değildir. CMOS, yani “Complementary Metal Oxide Semiconductor” da, RAM gibi geçici depolama yapar. ROM yani “Read Only Memory” ise, adından anlaşılabileceği gibi, kalıcı veri ve komutları depolayan hafıza çipidir. ROM’lar üzerinde bulunan veri özel işlemler uygulanmadan değiştirilemez ve veriyi elektrik bağlantısı kesilse de saklar. ROM’un altında bulunan 3 hafıza türü de aslında birer ROM’dur. Bu üçü arasındaki ayrım, üzerindeki verilerin değiştirilme yöntemine göredir. Flash kavramı ise, ilerleyen bölümlerde daha detaylı olarak incelenecek bir konudur.

RAM Nedir? RAM = Random Access Memory İşlem sırasında kullanılacak verilerin saklandığı alandır Kalıcı depolama amacıyla kullanılmaz Performans ve yazılım desteği açısından yeterli ve kaliteli RAM’e sahip olmak kritiktir derecede önemlidir Hafıza bilgisayarın tüm programlarının yüklediği, işlem sonuçlarının ve diğer verilerin geçici olarak yazıldığı birimidir. RAM Random Access memory yani rastgele erişilebilen hafıza birimleri işlemci tarafından adreslenerek veri yazılması ve okunması amacıyla geçici depolama birimleri olarak kullanılır. RAM’deki bilgiler sistem kapatıldığında kaybolur. Daha fazla RAM, daha hızlı çalışan bilgisayar demektir. RAM, İngilizce “Random Access Memory”, yani rastgele erişimli hafıza kelimelerinin kısaltılmasından oluşmaktadır. RAM, işlemcinin işleyeceği verilerin tutulduğu geçici bir depolama alanıdır. Elektrik kesildiğinde içerindeki veriler kaybolmaktadır. Bu yüzden bilgisayarda kalıcı depolama alanı olarak kullanılmaz. Bilgisayar üzerinde işlem yaparken en önemli noktalardan birisi yeterli ve kaliteli RAM’lere sahip olmanızdır. Yeterli RAM alanına sahip değilseniz düşük performansın yanında birçok yazılımı çalıştıramama gibi problemlerle de karşılaşabilirsiniz.

RAM Nasıl Çalışır RAM hesap çizelgesi (excel tablosu) gibi organize edilmiştir RAM bölümü adreslenerek, adresten okuma yada adrese yazma işlemleri yapılabilir İşlemciler bölümünde öğrendiklerinizi hatırlamaya çalışın… Programlar ve veriler kullanımda olmadıkları zamanlarda yığın depolama alanında tutulur Sabit disk, USB bellek veya optik ortamlar Talep olduğunda program yığın depolama aygıtından RAM'e kopyalanır ve ardından çalışır RAM’ler hesap çizelgesi yani bir excel tablosu gibi organize edilmiştir. RAM bölümü adreslenerek, adresten okuma yada adrese yazma işlemleri yapılabilir. Bu konuda işlemcileri bölümünde öğrendiklerinizi hatırlamaya çalışın… Programlar ve veriler kullanımda olmadıkları zamanlarda yığın depolama alanında tutulur Bu genellikler sabit disk olmakla beraber, USB bellek veya CD DVD gibi optik ortamlar da olabilir. Talep olduğunda programlar yığın depolama aygıtından RAM'e kopyalanır ve ardından çalışırlar.

RAM Ölçüm Birimleri RAM modülleri Byte cinsinden ifade edilir 8 bit genişliğinde = byte 16 bit genişliğinde = word 32 bit genişliğinde = double word 256 MB, 512 MB, 1 GB modüller halinde satılırlar Hafıza büyüklük ölçülerini tekrar hatırlayınız: 1 Byte (B) = 8 Bit 1 Kilobyte (KB) = 1024 Byte 1 Megabyte (MB) = 1024 KB = 1,048,576 Byte 1 Gigabyte (GB) = 1024 MB = 1,073,741,824 Byte 1 Terabyte (TB) = 1024 GB = 1,099,511,627,776 Byte Hafıza birimlerinin kapasitesi ve veri yolu sayısı ikili sayma düzenindedir. Bu tabloda hafıza kapasiteleri için kullanılan birimleri görüyoruz. Bit için küçük harf “b” harfi ve byte içinse büyük harf “B” harfi kullanıldığına dikkat edin. “K” kilo, yani bin anlamında, mega bir milyon ve giga ise bir milyar anlamındadır. RAM modülleri Byte cinsinden ifade edilirler. Güncel olarak çoğunlukla 256 MB, 512 MB ve 1 GB’lık modüller halinde satılırlar. Burada hafıza büyüklük ölçülerini tekrar hatırlayalım… 8 bit, 1 byte’dır. 1024 byte, 1 KB… 1024 KB, 1 MB… 1024 MB, 1 GB… 1024 GB ise 1 TB olarak ifade edilir. Çok daha büyük değerler için de ifadeler vardır. Ancak şu anda güncel kullanılan en büyük birim TB’dır.

RAM’e Kopyalama Neden RAM’e kopyalama yapılır? Temel amaç, veri ve komutlara CPU’nun daha hızlı erişebilmesidir CPU RAM’e sabit disklerden çok daha hızlı erişir Çalıştırılan program RAM’den büyük ise ne olur? Belirli aralıklarla sabit diskten transfer yapılır Genelde oyunlar ve ileri tasarım programlarında söz konusudur Windows işletim sistemi PageFile servisi ile sabit diskin bir kısmını RAM gibi kullanmaya çalışır

Sanal Bellek / Disk Belleği Dosyası Windows işletim sisteminin bir özelliğidir Sabit diskin bir bölümünün RAM gibi kullanılması için tasarlanmış özel bir dosyadır RAM’lerden yavaş çalışır Boyutu otomatik olarak ayarlı gelir ve sonradan değiştirilebilir Veri fiziksel ve sanal RAM arasında hareket edebilir Çok sık hareket olması “disk thrashing” yani aşırı disk kullanıma neden olur Büyük RAM’iniz varsa bile PageFile çalışır RAM Şimdi PageFile, yani sanal bellek veya disk belleği dosyası özelliğine kısaca göz atalım. Sanal bellek uygulaması, windows işletim sistemini bir özelliğidir. Bu dosya Windows tarafından sabit diskin bir bölümünün RAM gibi kullanılması için tasarlanmıştır. Sanal bellek kullanımın yüksek olduğu durumlar bilgisayarınız daha yavaş çalışacaktır. Çünkü sabit diskin hızı, RAM’lere göre oldukça düşüktür. Bu bellek ayarı windows tarafından otomatik olarak ayarlı gelmekte, ancak daha sonradan değiştirilebilmektedir. Veriler fiziksel ve sanal RAM arasında hareket edebilirler. Bu veri hareketinin çok sık olması, “disk thrashing” yani aşırı disk kullanımına neden olur. Yüksek miktarda, yeterli RAM’iniz olsa dahi, windows sanal bellek olmadan düzgün çalışmamaktadır. Tamamen kapatsanız dahi windows daha sonradan da hata verir ve kendisi tekrar bir miktar bölüm ayırıp kullanır. OS Disk drive Game Word Browser E-mail

RAM İhtiyacının Tespit Edilmesi Genelde daha fazla RAM, daha fazla performans anlamına gelir Daha fazla RAM’in gerekli olduğunu gösteren 2 belirti vardır Özellikle birden fazla program açıkken genel sistem yavaşlığı Aşırı sabit disk kullanımı veya “disk thrashing”… Disk thrashing, PageFile kullanımının aşırı fazla olması, özellikle de program geçişlerinde yavaşlama ile beraber aşırı disk kullanımıdır Kontrol etmeniz gereken iki nokta vardır RAM boyutu önerilen düzeyde mi? PageFile kullanımı uygulamalar açık ve kapalı olması durumunda nasıl değişiyor?

Windows İşletim Sistemi RAM Önerileri Microsoft Önerisi Sağlam Performans Yüksek Performans Windows 2000 128 MB 256 MB 512 MB XP Home 1 GB XP Professional Vista Home Basic 2 GB Vista (Diğer) > 3 GB Windows 7 * * Windows 7 sistem gereksinimleri bu slayt hazırlanırken kesin olarak açıklanmamıştır.

Doğru RAM’e Sahip Olmak Anakartın desteklediği RAM türü ve kapasitesini öğrenmek Kaç adet RAM modülü takılabiliyor ve kaçı boş durumda? Desteklediği RAM hızları neler? Önerilen marka ve modeller (QVL) listesi var mı? Bunun için en önemli kaynak anakart kitapçığıdır BlackBox ve CPU-Z gibi üçüncü parti yazılımları da deneyin Tüm yuvalar doluysa düşük kapasiteli modül değiştirilebilir Örneğin 256 MB’lık çıkarılıp 512 MB’lık modül takılabilir Dengeli bir sistem için slotlardaki modüllerin her anlamda dengeli olması tavsiye edilir 1 adet 512 MB, 1 adet 256 MB yerine, 2 adet 512 MB tavsiye edilir

RAM Seçiminde Hızlar Birden fazla RAM modülü kullanıldığında, dengeli bir sistem için modüllerin de her anlamda dengeli olması tavsiye edilir Farklı hızlarda RAM modülleri teknik olarak kullanılabilir Ancak sistem kilitlenmesi ve veri bozulmasına neden olabilir Kritik sistemlerde asla böyle bir şey denemeyin Anakartın önerdiğinden daha hızlı RAM kullanabilirsiniz RAM’ler yine de anakartın belirlediği hızda çalışır Performansta bir artış olmaz