İŞLEMCİLER Ebru ÇELİKOK.

... konulu sunumlar: "İŞLEMCİLER Ebru ÇELİKOK."— Sunum transkripti:

1 İŞLEMCİLER Ebru ÇELİKOK

2 İşlemci Nedir? Bir bilgisayarın en popüler ve en önemli parçası işlemcidir. Kısaca CPU (Central Processing Unit / Merkezi İşlem Birimi) olarak anılan işlemciler, adından da anlaşılacağı üzere bir bilgisayardaki işlemleri yürüten ve sonuçları gerekli yerlere gönderen elemandır yılında Intel firmasının ilk defa binlerce transistörü bir silikon çip üzerinde birleştirmesinle bilgisayar çağında devrim gerçekleştirilmiş oldu. Bu şekilde daha önce sadece büyük şirketlerin ve üniversitelerin kullanabildiği bilgisayarlar iyice küçüldü ve evlere girmeye başladı.

3 Mikroişlemciler, açma kapama anahtarı gibi çalışan milyonlarca transistörden oluşmaktadır. Bu anahtarların programlanma durumuna göre elektrik sinyalleri bunların üzerinden akar. Bu sinyaller, bilgisayarın yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi temel matematiksel işlemlere indirir. İşlemci de bu işlemleri en basit sayma sistemi olan ikilik düzen yani sadece 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar. Mikroişlemciler her türlü işi ikilik sayma sistemine dökmüştür. Mesela “Y” harfi ikilik sistemde “ ” ile ifade edilebildiği gibi kırmızı gibi bir renk de bunun gibi ikilik tabandaki üç ayrı sayı grubu ile ifade edilir. Aynı şekilde bir ses veya görüntü kaydı da yine buna benzer ikilik sayı grupları ile ifade edilirler.

4 Bu sayı grupları üzerinde işlem yapmak için işlemci içerisinde bir takım komut listesinden ibaret bir program mevcuttur. Bu komutlar işlemciye iki sayının çıkarılması, toplanması yönünde emir verebildiği gibi klavyeden girilen tercihlere göre bir takım komut satırını atlayıp (şartlı dallanma - conditional branch) diğer komut satırlarını icra etmeye devam edebilir. Yani klavyeden bir soru karşısında gireceğimiz “E” (evet) veya “H” (hayır) ifadelerine göre program belirli komut satırlarını icra eder veya etmez. Temel olarak, mikroişlemcinin yaptığı iş, bitler üzerinde işlem yapmak üzere komutları çalıştır

5 İŞLEMCİNİN YAPISI Üreticiler, farklı işlemci mimarilerine göre işlemci üretirler. İşlemci mimarisi; işlemcinin işlemleri gerçekleştirme yöntemi, teknolojisi ve tasarımını ifade eder. Ortak mimariye sahip olan işlemciler aynı komutları tanımakta ve aynı yazılımları çalıştırabilmektedirler. Her işlemci temel bazı birimleri içinde barındırır. İşlemcilerin gelişim sürecinde bu birimlerin özellikleri artırılmıştır. Genel bir işlemci yapısı aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

6

7 İŞLEMCİ NASIL ÇALIŞIR? Merkezi işlem birimi aritmetik ve mantıksal işlem yapma yeteneğine sahiptir. Giriş ve çıkış birimleri arasında verilen yazılım ile uygun çalışmayı sağlar. Merkezi işlem birimi makine dili denilen düşük seviyeli kodlama sistemi ile çalışmaktadır. Bu kodlama sistemi bilgisayarın algılayabileceği işlem kodlarından oluşmaktadır. Bir mikroişlemcinin algılayabileceği kodların tamamına o işlemcinin komut kümesi denilmektedir. İşlemciler, mekanik parçası bulunmayan entegre devrelerdir. İçlerinde milyonlarca transistör bulunur ve ne kadar çok transistör içerirlerse o kadar hızlı çalışmaktadırlar. Isı problemleri nedeniyle de bir işlemci kullanılan trönsistör sayısını artırmak için istenilen boyutta yapılamaz. Ancak çok daha küçük transistörleri, birbirleri arasındaki devrelerin aralığını da küçülterek uygun bir işlemci kalıba sığdırmak mümkündür.

8 Günümüzde çoğu işlemci 0,25 mikron olarak üretilmektedir
Günümüzde çoğu işlemci 0,25 mikron olarak üretilmektedir. Bu mikron rakamı ne kadar aşağı düşerse işlemcilerin hızları da o derece artmaktadır. Her bilgisayar içinde komutların düzenli bir şekilde yerine getirilebilmesi için işlemlerini yerine getirme hızını belirleyen ve çeşitli donanım aygıtları arasında senkronizasyonu sağlayan dahili bir saat bulunur. İşlemci her bir komutu belirli bir saat döngüsünde yerine getirir. Saat hızlıysa işlemci de daha fazla komutu yerine getirir. 1 MHZ saniye 1 milyon saat döngüsüne karşılık gelmektedir. Yani 400 MHZ’lik bir işlemci saniyede 400 milyon döngü yapabilmektedir.

9 İŞLEMCİ NE İŞE YARAR ? Merkezi işlem birimi yani işlemci bilgisayarların beyni niteliğindeki en önemli bileşendir. Bilgisayarda yapılmak istenen bütün hareketler ve işlevler işlemci sayesinde olmaktadır. Diğer aygıtlardan gelen verileri matematiksel işlemler yardımı ile işler, sonuca ulaşır ve sonucu gerekli yerlere gönderir. Tüm bu işlemler bir saniyeden bile az zamanda gerçekleşir. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için örnek verecek olursak; 2 ve 3 sayılarını topla komutu verildiğinde işlemcinin aritmetik merkezini devreye sokarak, bu işlemi gerçekleştirir ve sonucu sizlere aktarır. MP3 dosyaları özel bir yöntemle kodlanmış dosyalardır. Bu dosyaları da açar, işler ve gerekli veriyi ses kartına iletir.

10 Böylelikle sizler müzik sesini duymuş olursunuz
Böylelikle sizler müzik sesini duymuş olursunuz. Kısacası hesaplama ya da karar verilmesi gereken her komutta işlemci devreye girer, hesaplama işlemlerinde ”aritmetik” karar verilmesi gereken işlemlerde de ”mantık” ünitesi devreye girer. Yani verilen komuta göre hareket ederek istenilen sonucu ortaya koymaktadır. Mikroişlemciler açma kapama anahtarı gibi çalışan milyonlarca transistörden oluşur. Bu anahtarlarının programlanma durumuna göre elektrik sinyalleri bunların üzerinden akmaktadır. İşte bu sinyaller bilgisayarın yaptığı bütün matematiksel işlemlere indirebilmesini de sağlamaktadır. Ayrıca işlemci en basit sayma sistemi olan ikilik düzen yani 0 ve 1 sayılarını kullanmaktadır.

11 - Ekran Kartı: İkilik sistemdeki verileri görüntüye dönüştürmek ve görüntüledeki bozukluklar ile yuvarlamalar, gölgelendirmelere, hareketlendirmeler ve diğer bütün efektlerin gerçekleştirilmesi için bir işlemci bulunmaktadır. - Ses Kartı: Sistemdeki verileri ikilik sistemden alarak özel bir işleme sayesinden duyabileceğimiz şekle getiren, dolby, stereo, çok kanallı gibi özel ifadelerle belirtilen efektlerin oluşması için merkezi bir işlem ünitesine sahiptir. - Tv Kartı: Yine yayından aldığı verileri ikilik sisteme dönüştürerek işlemci üstünden ekran kartına aktarılmasını sağlayan merkezi bir işlem birimine sahiptir.

12 İşlemci Üniteleri Nelerdir
. İşlemci Üniteleri Nelerdir? İşlemcinin iç yapısına biraz bakacak olursak çeşitli ünitelerden teşkil edildiği gözükmektedir. Öncelikle kendi içinde bir belleğe sahiptir bu bellekte hafızasında bulunan komutlar (komut seti) ve işlem sırasında geçici bilgilerin saklanması için boş hafıza kısımları bulunmaktadır. Üniteleri biraz daha geniş açacak olursak. - Data Yolları: İşlemcinin içindeki bölümleri birbirine bağlayan ve bilgi akışının olduğu kısımlar olarak nitelendirebiliriz. Yeni nesil işlemcilerde data yolları çok daha büyük yapılarak (32 Bit, 64 Bit, 128 Bit) büyük verileri daha kısa sürede işlemeye olanak sağlamaktadırlar. Örnek olarak 64 bitlik veri yoluna sahip bir işlemcide tek döngüde 64 bit uzunluktaki bir veri bir yerden bir yere aktarılabilir.

13 Cache (Ön Bellekler): Sistem belleğinden gelen veriler, çoğunlukla CPU’nun hızına yetişemezler. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur. Ön bellek çalışmakta olan programa ait komutların, verilerin geçici olarak saklandığı yüksek hızlı hafızalardır. İşlemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sağlayan bu hafıza genellikle L1 (Level 1) ve L2 (Level 2) olmak üzere iki kısımdan oluşur. İşlemci, ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 ön bellekte (L1 ön bellek L2 ön bellekten daha hızlıdır.) arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 önbelleğe bakar. Eğer burada da yoksa sırasıyla RAM ve sabit disk üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. Ön belleklerin kimisi işlemci ile aynı hızda çalışır.

14 - ALU: (Aritmetic Logic Unit)
İşlemci tarafından gerçekleştirilecek matematiksel ve mantıksal işlemlerin yapıldığı bölümdür. Çekirdek (Core) Komut çalıştırma işlemlerini yapan bölümdür. Çalıştırma birimi (execution unit) olarak da bilinir.

15 Overclock (Hız Aşımı, Hız Aşırtma) İşlemci üretilirken “işlemcinin hızı şu değerde olsun” diyerek üretilemez. İşlemci önce üretilir. Sonra işlemci üzerinde çeşitli testler yapılır. İşlemcinin en tutarlı sonuçlar verdiği hıza, o işlemcinin hızı denir ve işlemci üzerine bu hız değeri basılır. Aslında etiketinde 3.2Ghz yazılı olan bir işlemci 3.4 Ghz veya 3.6 Ghz hızında çalışabilir. Özetle her işlemcinin iki hız değeri vardır. Birincisi, işlemcinin sınır hız değeri, ikincisi üreticinin riske girmeksizin işlemcinin dengeli çalışabileceği hızı gösteren hız değeri.

16 İşlemci Paketleri İşlemcilerin farklı şekil, boyut ve harici özellikleri vardır. Bu özelliklere işlemcinin paketi denir. İşlemcilerin gelişim süreçlerinde, üreticiler işlemcileri anakarta bağlayan ayak sayılarının artması, işlemci ısınmalarını engellemek amacıyla yapılan değişiklikler, kimi parçalarda anakarta bağımlılığı ortadan kaldırma gibi amaçlarla değişik paketlemeler kullanmaktadır. Bunlardan bir tanesi olan slot tipi paketleme (SEC=Single-Edge Cartridge), 1990’lı yılların başında piyasaya sürüldü. Slot tipi işlemciler artık üretilmemektedir. Alt tarafında çeşitli sayıda pin bulunduran işlemci paketlemesine PGA (pin grid array) adı verilir

17 Paketteki ayak sayısına göre paketler isimlendirilir
Paketteki ayak sayısına göre paketler isimlendirilir. Örneğin, 423 ayak Pentium 4 paketi ve 478 ayak Pentium 4 paketi. Bu paket yapısındaki işlemcilerin takıldıkları soketler ise soket 423 ve soket 478 olarak isimlendirilir. Üreticiler bunların dışında da farklı paketlemeler yapmaktadırlar. Farklı bir paketleme olan LGA paketinde işlemci ayaklarının yerini elektrik iletimini sağlayan iletim noktaları almıştır. Pin yerine iletim noktalarının kullanımı elektrik sinyallerinin iletim yolunu kısaltmış, böylelikle sinyal iletim hızı artmıştır.

18 İşlemci Çeşitleri Nelerdir?
İşlemciler anakarta takılma şekillerine göre soket ve slot olmak üzere iki çeşittir. 1)Soket İşlemci Kare şeklindeki işlemcidir.Üst yüzeyince marka ve modelleri vardır.Alt yüzeyinde ise birçok şekilde pin ve iletim noktası vardır.Anakarta mandal(kilit) yardımı ile tuttururlar.İşlemci anakarttaki soketle uyumlu bir şekilde olmalıdır.

19 2)Slot İşlemci Anakartın üzerine dik bir şekilde monte edilen ve dikdörtgen kart şeklinde üretilen işlemci türüdür.Bazı işlemci bileşenleri kartın üzerindedir.Kartın altındaki bağlantı noktaları ile anakarta bağlanır.İşlemcinin korunması için dış kılıfı bulunmaktadır.Bu dış kılıfın yan yüzeylerine soğutucu takılmaktadır.Slot işlemcilerin üretimi devam etmemektedir.

20 İletişim hatları üç grup halinde incelenebilir: 1-Adres Yolu (Address Buses): İşlemcinin bilgi yazacağı veya okuyacağı her hafıza hücresinin ve çevre birimlerinin bir adresi vardır. İşlemci, bu adresleri bu birimlere ulaşmak için kullanır. 2- Veri Yolu (Data Buses): İşlemci, hafıza elemanları ve çevresel birimleriyle çift yönlü veri akışını sağlar. Birbirine paralel iletken hat sayısı veri yolunun kaç bitlik olduğunu gösterir. 3-Kontrol Yolu (Control Buses): İşlemcinin diğer birimleri yönetmek ve eş zamanlamayı (senkronizasyon) sağlamak amacı ile kullandığı sinyallerin gönderildiği yoldur.

21

22 İŞLEMCİNİN HIZININ ÖNEMİ NEDİR?
İşlemcinin hızlı olması multimedya, video ve oyunlarda önemlidir. Örneğin, Günlük yaşantısının çoğunluğunu internette geçiren birisi fazla işlemci gücü duymayacak ve işlemci hızının belkide gün içerisinde % 15 civarında kullanacak fakat satın alırken en iyisini almak isteniyor. Günlük kullanımda iyi işlemcinin parasına karşılığı tam anlamıyla verilmemiş oluyor. Ofis ortamında kullanılacak bilgisayarlarda da işlemci hızının bana göre bir önemi yok temel ofis uygulamaları ile uğraşılacaksa. 

23

24 İntel ve Amd işlemciler arasındaki fark nedir
İntel ve Amd işlemciler arasındaki fark nedir? İki markanın farklı ürünleri ve farklı avantajları var. Örneğin intel overclock konusunda büyük bir sükse sahibi. Overclock bilmeyen arkadaşlarımız için işlemcinin var olan hızından daha yüksek bir hıza kavuşturmaktır. Örneğin 3 Ghz bir işlemcinin 4,5 Ghz bir hıza kavuşması söz konusu olabiliyor anakart üzerinde yapabileceğiniz bazı ayarlar sayesinde. İntelde bu oran ortalama % 50 % 60 seviyesinde denebilir. Amd de ise % 20 % 30 seviyesinde. Amd fiyat ve performansı dengelemek için kullanıcıların karşısına çıkıyor. Tipik ev ve ofis kullanıcıları için intel mi veya amd işlemciyimi tercih etmeliyim sorusuna yanıt aramadan her iki işlemciyide tercih edebilirsiniz. 

25 İŞLEMCİ MARKALARI İşlemci markaları dediğimizde AMD,Cyrix,IDT,Intel,Motorola,Zilog,Mostek,NexGen gibi birçok firma işlemci üretmektedir.Ancak işlemci piyasasında birçok üretici olmasına rağmen Intel ve AMD firmaları piyasanın en büyükleridir. Bu firmalar işlemcilerini kullanılacak alana göre 3 şekilde üretmektedir: 1.Masaüstü Bilgisayarlar için Dizüstü Bilgisayarlar için Sunucu ve iş istasyonları Bilgisayarlar için

26 1.INTEL Intel, ABD merkezli, dünyanın en büyük işlemci üretecisi ve en bilinen işlemci markasıdır. Şirket, 1968 yılında Gordon E. Moore tarafından kurulmuştur. 1-Masaüstü bilgisayarlar için ürettiği işlemciler Intel® Pentium® İşlemci Intel® Pentium® 2 İşlemci Intel® Pentium® 3 İşlemci

27 2-Laptop / Notebook için ürettiği işlemciler
Intel Centrino 2 İntel Centrino Duo Intel Core i7,i5,i3 işlemciler

28 3-Server(Sunucu) ve WorkStation(İş İstasyonu) için ürettiği işlemciler 3-a)Server 
Intel® Pentium® 4 İşlemci HT Teknolojisini destekleyen Intel® Pentium® 4 İşlemci Intel® Pentium® D İşlemci Intel® Xeon® İşlemci MP

29 İşlemci Şekilleri Intel C4004 Intel C8086

30 Motorola MC68030FE16B Zilog Z PEC

31 İşlemci slotu Kılıfsız slot işlemci Kılıflı işlemci