Bilgisayar Genel

Bilgisayar Nasıl Çalışır?

Tarafından yazılmıştır Halil Durmuş

Baktığınız her yerde, bilgisayarların dünyayı değiştirdiğini görürsünüz. Ofisimizde, evimizde, cebimizde kısacası her yerde bilgisayar var. Devrimsel nitelikteki bu teknolojiyi gündelik hayatımızda kullanırken “Bilgisayarlar nasıl çalışır?” sorusunu neredeyse hiç sormayız. Bu yazıda, bilgisayarların gerçekte nasıl çalıştıklarını öğreneceksiniz.

Bilgisayarda tüm işleri yapan donanım birimi işlemcidir. İşlemci ve diğer tüm donanım birimleri anakart denilen kart üzerine bağlanırlar. Anakartın görevi bu donanım birimlerini birbirleri ile haberleştirmektir.

Donanım birimleri anakart üzerine doğrudan veya dolaylı bağlanırlar. Doğrudan bağlananlara internal (dahili), dolaylı (kablo ile veya kasanın dışından) bağlananlara external (harici) donanım denilir. Dahili donanımlar kasanın içinde, dolaylı bağlanan donanımlar ise genelde kablo yardımıyla kasanın dışında yer alır.

Anakart: Modern bir bilgisayar gibi karmaşık bir elektronik sistemin birincil ve en merkezî baskılı devre kartıdır. Apple
Anakart (Motherboard)

Bilgisayarın çalışması denilince ona sırayla verilen kodların icrası akla gelmektedir. İşlemci kendisine hafıza veya giriş çıkış portlarından gelen verileri, üzerinde çalıştırılan programlar kodları yardımıyla işler ve elde edilen verileri yine programlar doğrultusunda, gerekirse hafıza birimlerine veya giriş çıkış portlarına gönderirler. Bilgisayar üzerinde bir programın çalışabilmesi için işletim sistemi olması gerekmektedir. Sabit disk üzerindeki bir program çalıştırılmak istendiğinde programa ait kodlar RAM hafızaya kopyalanır. İşletim sistemi bu kodları işlemciye icra ettirerek sonlanana kadar programın isteklerini işlemciye yürüttürür. Program kullanıcı tarafından sonlandırıldığında ise program kodları hafızadan atılır.

Günümüzde işletim sistemleri aynı anda birden çok iş parçacığına ait kod kümelerini yürütebilmektedir. Bilgisayarda işlenen veriler istenirse dosya denilen veri kümeleri halinde kalıcı hafızalara da kaydedilebilir. Bilgisayardaki komut işleme performansı veriyollarının bant genişliğine, veriyollarının hafıza ve disk erişimini azaltan RAM büyüklüğüne bağlıdır. Disk erişimi performansı ise daha çok sabit diskin erişim ve yazma hızına bağlıdır.

RAM bellek, bilgisayarınızın kısa süre içinde ihtiyacı olacağını düşündüğü şeyleri depoladığı ve ihtiyaç anında aşırı hızlı bir şekilde bu bilgileri okuyan donanımdır.
RAM (Random Access Memory)

Bir bilgisayarın çalışabilmesi için en temelde anakart, işlemci, ram, ve programların depolanması veya çalıştırılması için en az bir tane kalıcı hafıza (sabit disk veya taşınabilir bellek veya optik sürücü veya disket) gereklidir. Bilgisayar mimarisinde üç farklı işlevler için veriyolu (bus) yapısı vardır. Bunlar kontrol, veri (data) ve adres bus yapılarıdır.

1-Veri Hattı (Data Bus)

Verilerin taşınmasında kullanılır. CPU, RAM ve I/O birimleri arasında veri alışverişi bu kanaldan yapılır.

2-Adres Hattı (Address Bus)

İşlemcinin hangi hafıza gözü ve giriş/çıkış kanalları ile haberleşeceğini belirleyen adres verilerini taşır. Adres bilgileri bu kanaldan tüm donanım birimlerine iletilir. Adres verisini alan donanım birimi kendisinin olduğunu anlayınca aktif hale geçer.

3-Kontrol Hattı ( Control Bus)

Okuma, yazma, kesme ve saat işareti gibi kontrol sinyallerinin taşındığı hattır. Diğer bir ifade ile donanım birimlerine CPU’nun emir ve komut gönderdiği ve cihazlarında durumunu bildiren durum sinyallerinin taşındığı hattır.

Aşağıda bahsedilen bus yapılarının sistem üzerindeki yerleşimine ait bir resim verilmiştir.

Bilgisayar mimarisi cpu,ram ve giriş çıkış birimi arasında veri alışverişi
Bilgisayar Mimarisi

Tüm donanım cihazları bu veriyollarına paralel bağlanmıştır. Her bir donanım biriminin kendisine has tekil bir adresi veya adres aralığı vardır. Örneğin işlemci RAM üzerinden herhangi bir hafıza gözündeki veriyi okumak istesin. Okumak istenilen hafıza gözünün adresi adres hattına yüklenir. Kontrol hattına ise Read (Oku) kontrol sinyali verilir. Sonrasında ise veri hattı üzerinden işlemciye hafıza gözündeki veriler gönderilir.

İşlemcinin çalıştıracağı kodlar işlemci üzerine üretim aşamasında önceden yüklenmiştir. İşlemci bu komutları girişine uygulanan özel bir kod yardımıyla icra eder. Bu kodlar 16’lık (hexadecimal) yapıdadir. Bu biçimdeki işlemci kodlarına makine kodları denir. Programlar sadece işlemciden, işlemci üzerinde tanımlanmış komutları çalıştırmasını isteyebilirler. Zaten programlar, işlemcide tanımlı kodların belirli bir mantık yoluyla problemleri çözebilecek şekilde sıralanmasıyla oluşan, komut bloklarıdır.

CPU- İşlemci
İşlemci (CPU)

İşlemci, tüm donanım birimleri ile dolaylı ya da dolaysız etkileşim halindedir. İşlemci tüm donanım birimlerini bir döngü halinde kontrol etmez. İşlemciyle bağlantı kurmak isteyen donanım birimi kesme denilen özel bir işaret kullanarak işlemcinin kendisiyle ilgilenmesini sağlar. Kesme işaretini alan işlemci yaptığı işlemi yarıda bırakarak göserilen alt programı çalıştırıp kaldığı yere döner. Tüm donanım birimleri işlemcinin isteklerini yerine getiren birer hizmetçi olarak çalışır. Bazı donanımlar kendilerine has işlemciye sahiptir. Bu tip donanımlara akıllı donanım denmektedir. Bunlar işlemciye daha az yük olmaktadır. İşlemci artakalan zamanda başka görevlerini yaparak zaman kazanmaktadır.

Kesmeler

Kesmeler I/O cihazları tarafından üretilebilirler ve işlemcinin normal çalışmasını keserler. Program kesmeleri, Timer kesmeleri, I/O kesmeleri ve donanım kesmeleri çeşitleri vardır.

Kaynakça: Webtekno, Explainthatstuff, Pixabay

Yaşar, E. (2018).Bilgisayar Donanımı. Bursa: Ekin Basım Yayın Dağıtım

Yazar hakkında

Halil Durmuş

1996 yılının Mart ayında Trabzon’da dünyaya geldim. Atatürk Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği 4. sınıf öğrencisiyim. Web sitemde ilgimi çeken konuları araştırarak yazılar paylaşıyorum.

Yorum Yap