Anakart Nedir?

Anakart, bir bilgisayarin tüm parçalarini üzerinde barindiran ve bu parçalar arasindaki iletisimi saglayan elektronik devredir.

Bir anakartin üzerinde islemci, ram, ses karti, ekran karti, modem, ethernet, tv karti, radyo karti ve scsi karti vb.. girebilecegi yuvalar, klavye, sabit disk, flopy disk ve seri - paralel port denetçileri, ve bunlarin koordinasyonunu saglayan chipset'ler bulunur.

Anakartin üzerinde genisleme kartlarinin takilabilecegi yuvalara slot adi verilir. Bu slotlar, VESA, EISA, ISA, PCI ve AGP olmak üzere çesitli bölümlere ayrilir. Bunlardan su anda en çok kullanilanlari ISA, PCI ve AGP dir. VESA slotlar eski 486 islemcili anakartlarda kullanilmaktaydi. Pentium islemcilerin devreye girmesiyle birlikte 32 bit veri yolunu destekleyen PCI slotlar kullanilmaya baslandi. Zamanla Pentium II ve Pentium III’lerin çikmasiyla ISA slotlar yerini tamamen PCI slotlara birakmaktadir.

Anakartin üzerindeki kartlara veri akisi “bus” adi verilen elektronik yollar üzerinden yapilir. Buslar kendi içinden ikiye ayrilir. Bunlar System Bus ve I/O Buslardir. System Bus, islemci ile RAM arasindaki veri akisini saglar. I/O Bus ise çevre kartlarin iletisimini ve bunlarin islemci ile arasindaki iletisimi saglar. Anakart üzerindeki köprü chipsetler (bridge) I/O Bus’i System Bus’a baglar.

Anakartin Yapisi
Sistem Bus
Sistem Bus , islemci, RAM ve L2 önbellegi birbirine baglar.

Diger I/0 bus da bu yol üzerinden islemciye giris/çikis yapar. System Bus kullanilan islemciye göre farklilik gösterir. Islemcinin tipi system bus'in genisligini ve hizini belirler. Ne kadar hizli System bus kullanilirsa sistemin hizi ve diger parçalarla haberlesmesi de o derecede artar. Eski bilgisayarlarda kullanilan 486 islemciler 25 MHz bus hizina sahipken, Pentium islemciler bu hiz barajini 66 MHz'ye yükselttiler. Pentium II ve Pentium III islemciler bu hiz 100 MHz ve 133 MHz hizina kadar yükseltmistir. Ancak bu hizda çalisabilmek için 100 MHz destekli PC100 SDRAM ve 133 MHz RDRAM kullanilmasi gerekmektedir. (bkz sh. 39 )

I/O (Input/Output) Bus
Bilgisayarin dis dünyayla ve kullanicisiyla iletisimini saglayan tüm giris/çikislar bu yolla yapilir. Klavye, fare, ses karti, ekran karti, modem, monitör, disk/disket sürücüleri bu yolla anakarta baglanirlar. Günümüz bilgisayarlarinda dört farkli I/0 bus çesidi yer alir. Bunlar ISA , PCI , USB ve AGP 'dir. ISA bus en eskisi ve en yavasidir. 16 bit iletisim kullanan kartlar tarafindan kullanilir. Bu kartlar ethernet kartlari, ses kartlari ve faks-modemlerdir (PCI olan ses karti, ethernet karti ve modemler de vardir). Bu veriyolu eskiden kullanilan 386 ve 486 islemcili anakartlarda da yer alir. PCI bus, daha hizli olan güçlü bir veri aktarim yoludur. 64 bit veri aktarimi yapar. Ekran kartlari, ses kartlari, modemler, ethernet kartlari, SCSI kontrol kartlari ve baska bir çok kart bu yolu kullanir.

USB bus Universal Serial Bus'in kisaltilmis halidir. En yeni veri aktarim yoludur. Günümüzde bu bus yolunu kullanan kart ve parçalar yeni yeni yayginlasmaktadir. Web kameralari, Infra Red port'lar, tarayicilar ve yeni üretilen bazi ekipmanlar bu yolla baglanirlar.

AGP, Accelerated Graphics Port'un kisaltilmis halidir. Sadece yeni gelistirilen ekran kartlarini sisteme baglamak için kullanilir. (bkz. sh. 10 )

Günümüzdeki yaygin bilgisayarlar 66 MHz bus hizinda çalisirlar. Bu yüksek hiz anakart üzerinde bir çesit elektronik gürültüye ve bazi problemlere yol açar. Genisleme kartlarina ulasimda bu hiz yüksek ve hizlidir. En yeni ve en hizli genisleme kartlari 40 MHz hizinda çalisabilir. Bu yüzden anakartin üzerindeki System bus, hizi çevre kartlarla problemsiz iletisim için yeniden düzenlenmek zorundadir.

I/0 bus yollari fiziksel olarak elektronik devre üzerinde yer alan çizgiler araciligiyla iletisim kurar. Data track adi verilen çizgiler bir seferde bir bit iletirler. Address Track'leri verinin nereye gönderilecegini belirler. Bus yollari araciligiyla veri gönderimi yapilirken adres belirtilmesi gerekir. Veri akisinda önce adres çizgilerinden adres, daha sonra da data çizgilerinden veri gönderilir. Bus hizini ve genisligini data çizgilerinin sayisi belirler. ISA bus veriyolunda 16 adet data çizgisi vardir. Günümüz PC'leri birim zamanda 32 bit gönderimi yapmak üzere tasarlanmislardir. ISA bus birim zamanda 16 bit gönderebildigi için anakartin beklemesi gereken bir süre olusturmaktadir. Anakart 32 bitlik bilgiyi ISA bus'dan iki seferde alabilmektedir. Bu arada geçen sürede ISA bus “Wait State” (bekle) durumunu anakarta bildirir. Bu islemciye “Bekle, kalanini birazdan gönderecegim” demektir. Yavas bir ISA kart sistemin tüm hizini bu yolla oldukça düsürebilir.

ISA
1984 yilinda gelistirilmis bir bus veri yoludur. ISA Industry Standard Architecture'in kisaltilmis halidir. ISA aslinda IBM'in XT veriyolunun gelistirilmis bir halidir. XT veriyolu 8 bitlik iletisimi kabul eden en eski veri yollarindan biridir. ISA 16 bit genisliginde en fazla 8 MHz hizinda çalisabilmektedir. Teorik olarak saniyede 8 Megabit transfer yapabilmektedir. Pratikteyse en fazla 1 ya da 2 Megabit hizinda çalisabilmektedir. ISA slot'lar hizli iletisime ihtiyaç duymayan seri, paralel portlar ve yaygin olarak kullanilan Sound Blaster uyumlu ses kartlari için kullanilmaktalar.

MCA
1987 yilinda Micro Channel Architecture adiyla piyasaya sürülmüstür. IBM tarafindan lisansi alindigi için IBM disindaki bilgisayarlarda kullanilamamistir. Bu yüzden de çok fazla yayginlasamadi. MCA 32 bit genisliginde veri aktarimina imkan sagliyordu ve 40 MBps hizinda çalisabiliyordu. Saat frekansi olarak da 10.33 MHz hizina ulasiyordu. Bu bus yolunu kullanan çok fazla kart gelistirilmedi. Zamanina göre yenilikçi bir gelisme olmasina ragmen yayginlasmadi.

EISA
1988B - 89 yillari arasinda bu veriyolu için ortaklik kuran 9 farkli firma (AST, Compaq, Epson, HP, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse ve Zenith) tarafindan gelistirilmistir. Amaci IBM'in MCA'sina yanit vererek tekel olmasini ortadan kaldirmakti. EISA 32 bit genisliginde 8 MHz hizinda çalisabilen bir bus veri yoluydu. MCA gibi çok fazla yayginlasamadi. EISA kartlar ISA'yla uyumlu olduklarindan dolayi ISA kartlar EISA slotlara yerlestirilebiliyordu. EISA slotlar halen sunucu tipi bilgisayarlarda kullaniliyor.

Vesa Local Bus
Kisaca VLB olarak da adlandirilmaktadir. VLB'ler basit ve ucuz bir bus veriyolu olarak tasarlanmislardir. 486 anakartlarda yayginca kullanildilar. 33 MHz hizinda çalisabilmekte olmalari VLB'leri diger bir özelligidir. Vesa yaklasik 120 farkli üretici tarafindan gelistirilmistir. Çogunlukla ekran kartlari için kullanilmistir. Ancak bu veriyolu bazi kartlarla uyum sorunlari yasadigindan çok fazla ragbet görmemistir.

PCI
PCI 1990'larda Intel tarafindan gelistirilen en yaygin ve oturmus veri yoludur. Peripheral Component Interconnect'in kisaltilmis halidir. Aslinda 32 bit genisliginde olmasina ragmen 64 bit gibi de çalisabilir. PCI, 33 MHz hizinda çalisabilecek sekilde üretilmistir. Her çesit islemciyle çalisabilecek sekilde tasarlandigindan 486, Pentium, Pentium II ve diger islemcilerle beraber çalisabilmektedir. Bu veriyolu ayrica "tamponlu" çalisacak sekilde üretilmistir. PCI , islemcinin verdigi görevleri tamponda bekleterek önceki isleri bitirir. Isi bittiginde tampondan yeni görevler alarak çalismasina devam eder. Ayni sekilde islemciye aktaracagi bilgileri de tampona koyar ve islemci sirasi geldiginde bu bilgileri tampondan alarak isleme devam eder. Tüm PCI kartlar “Plug'n Play” yani tak ve çalistir özelligine sahiptir. PCI kartlar kendi kendilerini konfigüre ederek sisteme kendilerini tanitirlar.

Güncel anakartlarin çogunda yer alan IDE denetçileri de PCI bus veri yolunu kullanirlar. Bir sistemde normalde 3 ya da 4 PCI slot bulunur. PCI bus halen gelistirilmeye devam edilmektedir. Içlerinde Intel, IBM ve Apple sirketlerinin bulundugu bir grup bu veriyolunu her gün daha ilerletmektedirler.

AGP
AGP adi verilen veri yolu da aslinda 66 MHz PCI bus'dan farkli bir sey degildir. Su an için yalnizca ekran kartlariyla kullanim için gelistirilmis oldugunu söyleyebiliriz

AGP (Accelerated Graphics Port), ISA ve PCI’dan sonra daha hizli ve gerçekçi görüntüler elde etmek için gelistirilen bir veriyoludur. Grafik kartinin, anakart üzerindeki RAM’in belli bir bellek alanina dallanmasina izin vermekte ve bagimsiz, özel bir grafik veriyolu ile verilerin dogrudan hizli bir biçimde alinmasini saglamaktadir.

3D grafikler, yüksek çözünürlükle detayli ve hizli olarak hareket ettirildiginde PCI veriyolu hemen sinirlarini zorlamaya basliyor. Biraz gösterisli animasyonlar, resim alanlarini dolduran kaplamalarin (texture) monitöre yeterince hizli olarak ulasamamasindan dolayi gösterilemiyorlar.

AGP veriyolu 66 MHz frekansla çalismaktadir. 33 MHz frekansa sahip olan PCI’a göre bu maksimum transfer hizinin 266 MB/sn’ye yükselmesi anlamina geliyor. 2x-Modunun Pipelining yönetiminde PCI veriyolunun dört kati hizina denk gelen, 528 MB/sn’lik bir maksimum degere ulasiyor.

AGP, Pipelining’i yönetebilmek için birkaç ek sinyal hatti kullaniyor. PCI veriyolunda verilerin talep edilmesi, ancak önceki veri transferi bittikten sonra baslayabilirken, AGP’de veriler, önceden istenen veriler henüz bellekte aranirken talep edilebilir.

AGP’nin en büyük özelligi, veriyolunda sadece grafik bulunmasidir. Veriyolunun tüm bant genisligi sadece grafik için kullaniliyor ve bunun disinda diger bagli aygitlarla paylasmak zorunda degil. Bununla birlikte AGP, tüm kartlara uyan Slotlari olan PCI veriyollari kadar evrensel degil. Böylece AGP, PCI için rakip olarak degil, onun bir gelismis hali olarak görülebilir. AGP sadece PCI grafik kartlarinin sonunu hazirlayacak.

Hizli AGP veriyolu anakart üzerindeki RAM ile grafik karti üzerindeki hizlandirici chip arasindaki dogrudan baglanti için de kullaniliyor. Kart üzerindeki entegre grafik bellegi yerine artik grafik hizlandiricisi PC RAM’ini de kullanabiliyor. Bunlar bu güne kadar grafik islemcilerinin erisebilmeleri için, kart üzerinde önbellekleniyordu. Simdi bu kaplamalar dogrudan anabellek üzerinden kullanilabiliyorlar. Intel bunu “DIME (Direct Memory Execute) olarak adlandiriyor.

AGP’nin RAM’den aldigi pay degiskendir. Bu pay hem kullanilan programa hem de PC’nin içinde mevcut RAM’in kapasitesine baglidir. Bir yigini kaplamanin gerektigi, gerçege yakin 3D animasyonlar için 12 ile 16 MB arasinda olabiliyor.

CPU, RAM, grafik hizlandiricisi ve PCI veriyolunun baglantisinin birlikte çalismasi anakart üzerindeki chipset tarafindan yönetiliyor. Bu chipset, örnegin adresleri öyle aktariyor ki, RAM’e dagilmis olan serbest hafiza alani, grafik karti üzerindeki grafik hizlandiricisini bagli bir alan olarak gösteriyor. Büyük veri yapilari, örnegin tipik büyüklükleri 1 KB ve 128 KB arasinda olan kaplama Bitmap’leri gibi, böylece bir birim olarak erisilebilir. AGP chipsetinde bundan sorumlu alan GART (Graphics Adress Remapping Table) olarak ifade ediliyor ve islevsel olarak anaislemcideki Paging Hardware’ine benziyor.

AGP sistemleri için programlanmis yeni yazilimlar gerekmektedir. Artik daha fazla ve daha büyük kaplamalar kullanilabildigi için yeni uygula?malarin grafik detaylari çok daha fazla olacak. Bugüne kadar programlar 2 meygabyte'tan daha az bellek yeriyle yetinmek zorunda kalirken, simdi rahatça 16 Megabyte'a ulasabilecekler. Kullanici, 3D animasyonlarinda hiçbir bozulma, yavaslama veya piksellesme olmadan yüksek çözünürlüklere çika?bilecek. AGP yazilimlari eski bilgisayarlarda da çalisacak, ancak duruma göre daha düsük çözünürlüklerde çalismak gerekebilir. Bazi uygulamalar? da, AGP-RAM'inin eksikliginden do?layi sadece ön plandaki resimler net ve detayli olarak görünecektir.

AGP, PCI'in sonu demek degil, PCI evrensel Input/Output(I/O) arabirimi kaliyor. ISA dahi varligini sürdürecek. Microsoft ve Intel'in 1998'in PC'si için gelistirdigi spesifikasyonlarin aksine anakart üreticileri gelecekte bu slot?lardan (genisletme yuvalarindan) vazgeçmek istemiyorlar ancak modern AGP kartlarinin daha az ISA slotu vardir. Bu da genellikle iki tanedir.

Chipset'ler
Chipset anakartin üzerinde yer alan bir dizi gelismis islem denetçileridir. Bu denetçiler anakartin üzerindeki bilgi akis trafigini denetler.

Islemcinin verileri aldigi yollari takip eden ve islemcinin bir anlamda efendisi olan kisim anakart üzerindeki chipsettir. Chipset'lerdeki gelismeler islemcilerdeki gelismelere paralel olarak ilerlemektedir. Yeni bir RAM ya da bus gelistirildigi zaman bunu islemciye aktaracak olan Chipsetler de gelistirilir. Pentium islemciler için farkli chipset üreticileri mevcuttur. Bunlar Intel, SIS, Opti, Via ve ALi'dir. Bu chipsetler kullanilabilecek islemci ve anakartin performansini belirler. Günümüzde kullanilan LX, BX, EX, ZX, i810, i820, i815 ve Super Soket 7 tipi anakartlarin chipsetleri farkli hizdaki islemcilere destek verirler. LX tipi anakartlar 66 MHz veri yolunu destekler. BX tipi anakartlar ise 100 MHz ve üzeri veriyolu nu destekler ve bu amaçla üretilen Pentium II ve Pentium III islemcileri çalistirirlar.

LX Chipset
LX chipsetler 66 MHz veriyoluna sahiptirler ve soket 370 ve slot 1 yapidaki Celeron ve Pentium II (233-333) islemcileri desteklemektedir. 3 DIMM slota sahiptirler ve maksimum 768 MB SDRAM desteklemektedirler. Fiyat olarak diger chipsetlere göre daha da ucuzdur.

ZX Chipset
ZX chipset hem 66 MHz hem de 100 MHz veriyolunda çalismaktadir. Celeron, Pentium II ve Pentium III islemcileri desteklemektedir. 2 DIMM slotu vardir ve 512 MB SDRAM desteklemektedir. Fiyat olarak LX chipsetten daha pahali ama BX chipsetten daha ucuzdur.

BX Chipset
BX chipset de 66 MHz ve 100 MHz veriyolunu çalismaktadir. Celeron, Pentium II ve Pentium III islemcileri desteklemektedir. 4 adet DIMM slot ile 1 GB’a kadar RAM destegi vardir. CAD/CAM gibi resim isleme, database uygulamalari, ses isleme ve 3D oyunlar gibi yüksek performan isteyen uygulamalarda tercih edilmektedir. Önceleri ATA33 standardini destekleyen BX chipsetler artik ATA66 standartini da desteklemektedir.

i810 Chipset
i810 chipsetlerde tümlesik görüntü ve ses özelligi mevcuttur. Bu chipsetler ayni zamanda 66 MHz ve 100 MHz veriyolunu desteklemektedir.

i810 chipseti digerlerinden ayiran en büyük özelliklerinden bazilari; direk AGP grafik arabirimi, ATA 66 hard disk standardi, AC 97 ses destegi, STS (Suspend to RAM) ve AMR (Audio Modem Riser) dir. Ayrice ATA 66 standardini ilk destekleyen chipsettir. STS (Suspend to RAM) özelligi ile çok az elektrik harcayarak çok kisa zamanda bilgisayarin açilmasini saglamaktadir.

i820 Chipset
i820 chipset’i 100 ve 133 MHz sistem bus hizinda çalisan islemciler için üretilmis bir chipsettir. MCH (Memory Controller Hub), ICH (I/O Controller Hub) ve FWH (Firmware Hub) olmak üzere üç ana bilesenden olusmaktadir. i820 chipseti özellikle 400 MHz’e kadar saat hizinda çalisabilen RDRAM (Rambus DRAM) için gelistirilmistir. RDRAM, SDRAM’den çok daha yüksek frekanslarda çalisabilmektedir. (bkz. sh. 39 )

Intel 820’yi DIMM RAM’ler ile uyumlu hale getirebilmek için MCH içerisinde MTH (Memory Translator Hub) bulunmaktadir.

i810E Chipset
i810E chipset, i810 chipsetin gelistirilmis halidir. 66, 100 ve 133 MHz veriyolunu desteklemektedir. Böylece Celeron ve Pentium III/133 MHz islemcileri desteklemektedir. Ayrica 133 MHz SDRAM destegi ile grafik islemlerinde daha iyi performans saglamaktadir.

i815-i815E
i815 chipset, i810E chipsetin devami niteligindedir. Ancak bu chipsetin getirmis oldugu en yeni özellik i815 chip içine yerlestirilmis grafik arabirimine ek olarak ayri bir slotta AGP4X grafik desteginin olmasidir. Böylece daha iyi grafik için gelismis ekran karti kullanmak isteyen kullanicilara avantaj saglanmis oldu.

i815E chipseti ise i815 chipseti ve ICH2 bileseninden olusmaktadir. Ilk etapta I815 yonga ile ICH (I/O Controller Hub) adi verilen I82801AA yongasi beraber kullanildi. I/O Giris Çikis arabirimi, PCI, Harddisk, USB, gibi arabirimleri kontrol eden ICH (I82801AA) yonga, harddisklerde ATA66 yi desteklerken AMR gibi yeni bir teknolojiyide beraberinde getirdi. Teknolojideki hizli ilerleyis harddiskte de ATA100 standardi ile görüldü ve AMR arabiriminin beklenen sonucu gösterememesi nedeniyle yeni arabirimler üzerinde çalisildi. ICH 2 (I82801BA) yongasi ile beraber bir kaç degisiklik yapildi ve disklerde ATA100 destegi ve CNR (Communication Network Riser) denilen yeni bir teknoloji sunuldu. CNR ile Ethernet, USB, Ses gibi bilesenleri destekleyen kartlarin üretilmesi planlandi. Ayrica 2 olan USB destegi ayri bir yongaya gerek kalmadan 4 e çikti. Bu farkliligi belirtmek için ise I815+ICH2 bilesenine kisaca I815E adi verildi.

i820 Chipset
i820 chipset’i 100 ve 133 MHz sistem bus hizinda çalisan islemciler için üretilmis bir chipsettir. MCH (Memory Controller Hub), ICH (I/O Controller Hub) ve FWH (Firmware Hub) olmak üzere üç ana bilesenden olusmaktadir. i820 chipseti özellikle 400 MHz’e kadar saat hizinda çalisabilen RDRAM (Rambus DRAM) için gelistirilmistir. RDRAM, SDRAM’den çok daha yüksek frekanslarda çalisabilmektedir. (bkz. sh. 39 )

Intel 820’yi DIMM RAM’ler ile uyumlu hale getirebilmek için MCH içerisinde MTH (Memory Translator Hub) bulunmaktadir.

i840 Chipset
Bu chipsetin i820 chipsete ek olarak getirmis oldugu en önemli yenilikler 3 grupta toplanabilir. Bunlardan birincisi, anakarti Is ortamlarinda güçlü bir platform olarak Workstation yada giris seviyesi server olarak kullanilmasini saglayacak çift Penium III islemci destegi. i840 sadece 133MHz veriyolu destegi saglamakta bu nedenle 133MHz de çalisan Pentium III islemciler ile maximum performans saglanabilmektedir.

Ikinci önemli özelligi ise tek kanalda RDRAM band genisligi ençok 1.6GB verebilirken bu chipset ile iki kanal RDRAM destegi geldigi için en çok 3.2GB lik bellek band genisligi saglanmaktadir. Bu sekilde grafik ve resim isleme programlari olan CAD/CAM, AutoCAD gibi yaziliimlar ile ugrasan kullanicilar için daha canli, hizli ve net görüntüler sunulmaktadir.

Üçüncü yenilik ise anakart üzerinde Intel i82806 kullanildiginda mevcut 32bitlik PCI yuvalarina ek olarak 64bitlik PCI yuva destegi gelmekte ve iki yonga arasindaki band genislik ise 533MB/s olmaktadir. Bu yuvalarda daha çok yüksek bandgenisligi isteyen Gigabit Ethernet, Fiber Channel yada SCSI kartlar kullanilabilmektedir.

CPU(İŞLEMCİ)

Genel Yapı
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.

1971 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.

Mikroişlemci ler, 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 “1011001” 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.

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 çalıştırmaktır.



Üniteler
İşlemci üzerinde komutları icra etme işini uygulama ünite si (execution unit) ya da fonksiyon ünitesi (function unit) adı verilen üniteler gerçekleştirir. Modern işlemcilerde değişik komut türlerini işletmek üzere birden fazla fonksiyon ünitesi bulunur. Çoğunlukla aritmetik/mantıksal ünite (arithmetic/logic unit) olarak da anılan tamsayı (integer) üniteleri tam sayılar ile ilgili işlemleri yapar. Kayan nokta ünitesi (FPU-Floating Point Unit) ise 5,21 gibi küsuratlı sayılarla ilgili işlemleri yapar. Bir mikroişlemcide ne kadar fazla fonksiyon ünitesi varsa aynı anda çalışabilecek komut sayısı da o kadar artar.



Register seti
Register ler, işlem anında bir program tarafından kullanılmakta olan sayıların saklandığı geçici hafıza hücreleridir. Farklı komut ve register setlerine sahip olan işlemciler birbirlerinin yazılımlarını çalıştıramazlar.



Mimari
Mikroişlemciler mimari (architecture) olarak gruplara ayrılırlar. Ortak mimariye sahip olan işlemciler aynı komutları tanımakta ve aynı yazılımları çalıştırabilmektedirler.

En meşhur mikroişlemci mimari si Intel’in x86 işlemcisidir. Intel ilk x86 tabanlı işlemcisini 8086 olarak 1978 yılında piyasaya sürdü. Daha sonraki yıllarda yeni nesil x86 tabanlı işlemciler çıkarıldı. 286,386,486, Pentium ve Pentium Pro olarak bu kuşakları görebilmekteyiz. Pentium II, Celeron, Pentium III, Xeon ve Katmai, altıncı kuşak Pentium Pro’nun varyasyonlarıdır.

Intel’in haricindeki diğer mimariler ise şunlardır: Modern Machintosh’larda bulunan PowerPC, eski Mac’lerdeki 68oxo serisi, Digital ve Compaq’ın güçlü serverlerinde kullanılan Alpha ailesi, Silicon Grahics’in Mips Rxooo serisi, Hawlett-Packard’ın PARISC’i ve Sun Microsystems’e ait SPARC’tır.

Mimariler, ortaya çıktıkları dönemin felsefesine göre dizayn edilirler. 1970’lerde veri saklama cihazları ve hafıza bu güne göre çok kısıtlıydı. Bu kaynakları tasarruflu bir şekilde kullanabilmek için Intel x86 tabanlı işlemcilerde CISC (Complex Instruction Set Computing - Karmaşık komut seti ile hesaplama) diye bilinen bir mimari kullandı. CISC’ın karakteristik iki özelliği, değişken uzunluktaki komutlar ve karmaşık komutlardır. Değişken uzunluktaki komutlar hafıza tasarrufu sağlar. Çünkü basit komutlar karmaşık komutlardan daha kısadır. Karmaşık komutlar da iki ya da daha fazla komutu tek bir komut haline getirdikleri için hem hafızadan hem de programda yer alması gereken komut sayısından tasarruf sağlar.

İlerleyen yıllarda CISC’in kısıtlamaları ve hafızayı tasarruflu kullanmanın önemini yitirmesi neticesinde CISC’a rakip olarak RISC (Reduced Instruction Set Computing - daraltılmış komut seti ile hesaplama) ortaya çıktı.

RISC’ın komutlarının uzunluğu sabittir (genelde de 32 bit’tir) ve her bir komut basit bir işlemi yerine getirir. Bir RISC çipi bu iki karakteristik özelliği sayesinde, fetch (komutu hafızadan taşıma), decode (komutun anlamını çözme) ve komutu çalıştırma işlemlerini daha kolay bir şekilde yapabilir. RISC’ın bir dezavantajı kodun uzamasıdır. Tüm komutlar gerek olsun olmasın 32 bitliktir. Dolayısıyla RISC programları CISC programlarından daha fazla hafıza gerektirebilirler. Buna rağmen decode aşamasının CISC’e göre daha hızlı gerçekleşmesine ek olarak, çoğu RISC komutları sabit bir zaman diliminde işlem görür. Bu da superscalar pipelining teknolojisi kullanan modern işlemciler için önemli bir özelliktir.



Pipelining
Pipelining , tıpkı bir fabrikadaki seri üretim bandı gibi çalışır. Bir fonksiyon ünitesi, her komutun işletilmesini aşamalarına ayırır. Basit bir pipeline’de beş ya da altı aşama olabilir. Bir superpipeline’da ise 10 ya da daha fazla aşama olabilir. Böyle bir pipeline’dan aynı anda birkaç komut birden akabilir. Her komut da ayrı bir aşamada işlem görmekte olabilir. Superscalar bir işlemcide her birisinin kendisine ait pipeline’ı olan iki ya da daha fazla fonksiyon ünitesi yer alabilir. Böyle bir işlemci birkaç komutu birden paralel olarak işletebilir.

RISC bu tekniğe daha da elverişlidir. Çünkü basitleştirilmiş komutlar pipeline’lardan daha pürüzsüz bir şekilde akarlar ve CISC komutlarının neden olabildiği tıkanmalara maruz kalmazlar.



Cache
Cache , çalışmakta olan bir programa ait komutların geçici olarak saklandığı bir hafızadır. Cache hafızalar, işlemcinin komutları daha hızlı yüklemesini sağlayan yüksek hızlı hafızalardır. Cache hafızlar, Level 1 (L1) ve Level 2 (L2) olmak üzere ikiye ayrılırlar. İşlemci ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 cache hafızada arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 cache hafızaya bakılır. Eğer burada da yoksa (cache miss durumu) sırayla, RAM ve HDD üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. L1 cache hafıza bunlar içerisinde en hızlı olanıdır ve genellikle işlemcinin üzerine imal edilir. L2 cache hafıza ise L1 e göre daha yavaş olmasına rağmen gene de hızı çok yüksektir. Bir kısım işlemcilerde (Celeronların ilk nesillerinde olduğu gibi) L2 cache hafıza bulmayabilmektedir. Bu durumda L1 cache hafızaya sığmayan komutlar L2 olmadığı için direkt olarak daha yavaş olan RAM a yazılmakta ve işlemcinin performansı düşmektedir. L2 cache hafıza genelde işlemcinin yakınındaki yüksek hızlı hafıza çiplerinden oluşur. Bazı yeni işlemcilerde (Celeron 300A ve sonrası gibi) L2 cache hafıza işlemcinin içine monte edilmiş ve daha hızlı erişim sağlanmıştır.



Dünden bugüne x86 işlemciler
8086/8088
Intel, 16 bitlik 8086 işlemcisini 1978 yılında piyasaya sürdü. Yüksek seviyeli programlama dillerine ve daha etkin işletim sistemlerine sahip ilk işlemci olan 8086, IBM uyumlu sistemlerin temelini oluşturdu. Arkasından çıkan 8088 işlemci ile IBM ilk kişisel bilgisayarı (PC) piyasaya sürdü. Bu ilk PC’nin 16K hafizası, grafik özelliği olmayan ekranı ve bir teyp bandı sürücüsü vardı.

Bu ilk işlemci dış veriyolu olarak 8 biti destekliyordu ve 4.77 MHz saat hızında çalışmaktaydı.



80286
Kısa bir süre sonra Intel, 80286 işlemcisini çıkartarak PC performansını yeni bir seviyeye yükseltti. 80286 işlemci 16 bit veriyolunu hem içte hem de dışta kullanabiliyordu. Bu da kendinden önceki işlemcilerden çok daha fazla ilgi görmesine sebep oldu ve artık PC’ler için daha güçlü yazılımlar üretilmeye başlandı.

80386
Intel’in bir kuşak sonraki işlemcisi olan 80386 işlemcisi PC dünyasına büyük değişiklikler getirdi. SX ve DX modelleri olan bu işlemcinin en büyük özelliği 32 bit bir işlemci olmasıydı. 286’lardaki veri yolunun iki katına çıkartılması PC’lerde grafik işlemlerini artırdı. Ayrıca saat hızının 16 MHz’den 33 ve 40 MHz’e çıkartılması işlemleri daha da hızlandırdı.



i486
Intel Nisan 1989 yılında i486 işlemciyi piyasaya sürdü. i486 işlemcisi entegre bir chiptir. Bu chip dört farklı işlev grubunu (asıl CPU’yu, bir matematik yardımcı işlemcisini, bir önbellek denetleyicisini ve DX/DX2 modellerinde bir adet genel önbellek, DX4 modellerinde ise iki adet ayrık 8K önbelleği) bir bileşende birleştirmektedir. i486 hem içten hem de dıştan 32-bit yapı kullanır. Saat hızı olarak da 100 MHz’e ulaşmıştır.



Pentium
i486 işlemcilerin hızla yaygınlaştığı bir dönemde Intel P5 kod adıyla tasarladığı yeni işlemci ailesini Pentium adıyla piyasaya sürdü. Dış veriyolu 64-bit iç veriyolu ise 256-bit olan bu işlemci iki adet ayrık 8K’lık önbelleğe sahiptir. Pentium işlemci 486’lardan farklı olarak iki adet tamsayı işlemcisine sahiptir. Kayan nokta işlemcisi de iyice geliştirilmiştir. Ayrıca 486 işlemcilerde olmayan Branch Protection (dallanma tahmini) teknolojisi kullanılmıştır. Bu teknoloji, program sırasında işletilecek olan dallanma (jump) komutlarının dallanacağı tahmin edilen kod kümelerinin daha hızlı erişilen bir ortama kopyalayarak işlenmeye başlanmasına dayanır. Bu şekilde %25 oranında performans artışı sağlanır.

Pentium işlemciler 0.28 mikronluk BICMOS ve CMOS teknolojisi ile üretilmişlerdir. 60 MHz, 75 MHz, 90 MHz, 100 MHz, 120 MHz, 133 MHz, 166 MHz, 200 MHz ve 233 MHz saat hızında üretilmişlerdir.

Pentium Pro
Pentium işlemcilerin yaklaşık iki katı işlemci gücüne sahip olan bu işlemcilerde 5.5 - 6.1 milyon arasında transistör kullanılmıştır. +2.9V besleme gerilimi ile çalışan bu işlemci 166 MHz, 200 MHz, 233 MHz ve 266 MHz saat hızlarında üretilmişlerdir. Bu işlemci daha çok server bilgisayarlar için tasarlanmıştır ve x86 tabanındaki işlemciler için yazılmış tüm yazılımları desteklemektedir. Pentium Pro öncelikle 32 bitlik programlara ihtiyaç duyar. Bu sebeple işlemcinin tam performansla çalışabilmesi için Windows NT gibi gerçek 32 bitlik işletim sistemi kullanılmalıdır.



MMX Teknolojisi
Intel, 1997’nin başlarında Pentium MMX işlemciyi piyasaya sürerek Pentium tasarımına yeni bir boyut kazandırdı. Multi Media Extension’ın kısaltılmışı olan MMX , Pentium işlemcisine 57 adet yeni komutun eklenmesiyle oluşmuş bir işlemcidir. Yani birkaç komutun yaptığı bazı işlemler tek komutta toplanmıştır. Single Instruction - Multiple Data -SIMD (Tek Komut - Çoklu Veri) teknolojisinin kullanıldığı bu işlemcilerde tek bir komutun getirdiği bir çok işlem paralel olarak bir arada yapılabilmektedir.

Bu işlemcilerde multimedya için komut setinin genişletilmesiyle birlikte L1 önbellek kapasitesi de 32 KB’a yani iki katına çıkartılmıştır. İşlem performansı söz konusu olduğunda MMX işlemcilerin verimliliği tartışılmaz. MMX işlemcilerin hızlı olmasındaki en büyük faktör önbelleğin büyüklüğüdür. Ayrıca MMX işlemcilerde besleme gerilimi 5V veya 3.2V’tan 2.8V’a düşürülerek işlemci çekirdeğindeki kayıp performans düşürüldü. Bu sayede yüksek saat hızına rağmen işlemci daha az ısınmaktadır.



Pentium II
MMX teknoloji ile yakaladığı performansı Pentium Pro ile birleştiren Intel Pentium II işlemcileri piyasaya sürdü. Pentium II işlemciler hem yapı olarak hem de fiziki olarak önceki işlemcilerden farklılıklar taşımaktadır. Önceki işlemcilerde Soket 7 yi kullanan Intel Pentium II ile birlikte SEC (Single Edge Contact) adını verdiği ve Slot 1’e girecek yapıda bir dizayn kullandı.

Pentium II ailesinin ilk modeli 233 MHz hızında üretildi. Arkasından 266 MHz, 300 MHz ve 333 MHz modelleri geldi. Intel bu aşamadan sonra 66 MHz’lik veri yolunun yanında 100 MHz’lik veri yolunu da kullanmaya başladı ve daha sonra çıkan işlemciler 350 MHz, 400 MHz ve 450 MHz olarak çıktı.

Pentium II’lerin yapılarındaki ve veriyolu hızlarındaki bu değişiklikler beraberinde anakartların da çeşidini artırdı. 66 MHz veri yolunu kullanan Pentium II’ler için 440LX chip set kullanan anakartlar üretildi. Arkasından 100 MHz veri yolu kullanan işlemciler için 440BX chip setli (aynı zamanda 66 MHz veri yolunu da destekler) anakartlar üretildi.

Pentium II ailesinin son ferdi olan 450 MHz den sonra Pentium III’ler piyasaya sürüldü.



Celeron
Daha çok iş istasyonları ve CAD/CAM gibi geniş uygulamalar için tasarlanan Pentium II’ler son kullanıcılar için pahalı gelmekteydi. Bu durumu değerlendiren Intel, son kullanıcılara yönelik yeni bir işlemci piyasaya sürdü. Celeron ismini verdiği bu işlemcilerin Pentium II’den en büyük farkı L2 ön belleğinin olmamasıydı.

Bu serinin ilk ferdi 266 MHz olarak tasarlanmıştır. L2 ön belleği olmayan Celeronlar Pentium Pro ile aynı performansı göstermektedir. 266 MHz işlemcinin arkasından yine L2 önbelleği olmayan Celeron 300 üretildi.

İlk nesil Celeron işlemcilerin fiyatı çok cazip olmasına rağmen önbellek gerektiren uygulamalarda yetersiz kalması bu işlemcilere ilgiyi azalttı. Bu sırada Intel yine bir atak yaparak 128KB L2 önbelleğe sahip Celeron 300A işlemcisini üretti. Arkasından gelen 333 MHz, 366 MHz, 400 MHz, 433 MHz ve 466 MHz işlemciler 128 KB önbellek geleneğini devam ettirdiler.

Celeron işlemciler 333 MHz’e kadar Slot-1 yapısında üretilirken (Şekil 3 ) bundan sonra Soket-370 yapısında üretilmiştir.

Bu işlemciler 0.25 mikron CMOS teknolojisi ile imal edilmişlerdir. Önbellek içermeyen Celeron işlemcilerde 7.5 milyon transistör varken önbellek içeren işlemcilerde 19 milyon transistör olduğunu görmekteyiz.

Celeron’ların içerdiği 128 KB önbellek işlemcinin içerisindedir ve çekirdek ile aynı hızda çalışırlar. Bu, Celeron işlemcilerin daha kolay overclock edilmelerini sağlar. Ancak Pentium II’ler her zaman Celeron’lara göre daha üstündürler. Çünkü daha önce de belirttiğimiz gibi Celeron’lar son kullanıcılar için, Pentium II’ler ise daha kapsamlı işler için tasarlanmıştır.

Pentium III
Katmai olarak isimlendirilen çekirdekle tasarlanan işlemci, beraberinde bir çok yenilikler de getirdi. Daha önce MMX işlemcilerde gördüğümüz (fakat onlardan çok daha karışık) şekilde 70 adet yeni komutla gelen bu işlemcinin asıl performansı temel yapısındaki değişiklik olmadığı için hemen birden bire bilgisayarımızda bir performans artışı gözlenememektedir. Intel, Pentium III’te de Pentium Pro’dan beri iyileştirilerek kullanılagelen çekirdek kısmı kullanılmıştır.

İşlemciye 70 adet yeni komut eklenmiş ve bu komutları kullanan birimlerde değişiklikler yapılmıştır. Bu komutlar MMX’teki gibi belli bir konuya mahsus komut değillerdir ve üç ana başlık altında toplanırlar.

Intel’in SIMD (Single Instruction, Multiple Data Parallelism - Çoklu Veri Paralelliği Sağlayan Tek Çevrimli Komutlar) genişletmeleri olarak adlandırdığı bu komutlar işlemci içinde farklı çalıştırma birimlerinde işletilirler. Bu komutlardan ilk 50’si FPU (Floating Point Unit - Matematik İşlem Birimi) içerisinde işlenir. Bu şekilde SIMD FPU komutları normalde onlarca saat çevriminde halledilebilecek 32-bitlik çarpımları tek bir saat çevriminde yapabilmekte ve bu komutlarda aynı anda 4 tanesi birden işletilebilmektedir. Bu sayede 3 boyutla ilgili hesapların yapılma süresi ve MPEG-1 ve MPEG-2 kodlarının çözümleri daha kısa zamanda yapılabilmektedir.

Bu komutlarla birlikte işlemciye eklenmiş diğer yapısal bir değişiklik de 8 adet yeni registerdir. Bu yeni register’lar işlemcide yeni SIMD FPU komutları tarafından kullanılmak üzere yer alıyorlar. Register’lar 128-bit’lik bir genişliğe sahiptir. Bu sayede birden çok (dörde kadar) FP ucu bir register’a yüklenebiliyor ya da SIMD komutları bu register’larda saklanabiliyor. Bu şekilde Intel, RISC işlemcilere göre en büyük eksiklik olan register sayısının azlığını yavaş yavaş kapamaya başladı.

Pentium III işlemcilere eklenen komutlardan 12 tanesi “yeni medya” komutları olarak adlandırılarak MMX ünitesince değerlendirilmektedir. Daha hızlı işlenen iki boyutlu grafikler ile video oynatımı, MPEG çözümünde extra hız, codec’lerin kullanılmasında kolaylık ve daha hızlı istatistiki bilgi kullanılması mümkün olmaktadır.

Diğer 8 adet komut ise Pentium III’ün dış dünya ile konuşmasını sağlayan bus kontrolörüne eklenmiştir. Bu komutlar sayesinde daha büyük 3D veri tabanlarının kullanım hızını, düzgün video akışını ve performansı düşüren hafıza ıskaları konularında işlemler olur.

Daha önce de bahsettiğimiz gibi Pentium II’nin önbelleği işlemci hızının yarı hızında çalışmaktaydı. Bu durum Pentium III’de de devam etmiştir ve bu durum performansı bir miktar düşürmektedir. Pentium III’lerin yeni çıkan bazı modellerinde cache bellek 256 KB’a düşürülmüş ve çekirdek içerisine konarak işlemci ile aynı hızda çalışması sağlanmıştır. Bu modellerin sonuna “E” harfi konmaktadır.Ayrıca normalde 100 MHz veriyolu hızında çalışan Pentium III işlemcilerin yine yeni çıkan modelleri 133 MHz hızında çalışmaktadır. Bu modellerin sonuna da “B” harfi eklenmektedir. Mesela Pentium III 600EB işlemcisi 133 MHz hızında çalışan ve 256 KB cache belleğe sahip bir işlemcidir.

RAM(BELLEK)

Bilgisayarda çalışmakta olan bir programa ait komutlar ve veriler ile daha sonra kullanılacak olan sonuç işlemleri hafızalarda saklanır.
İşlemci ihtiyaç duyduğu komutu ilk önce L1 cache hafızada arar. Eğer işlemcinin aradığı komut burada yoksa L2 cache hafızaya bakılır. Eğer burada da yoksa sırayla, RAM ve HDD üzerindeki sanal hafıza üzerinde arar. L1 cache hafıza bunlar içerisinde en hızlı olanıdır ve genellikle işlemcinin üzerine imal edilir. L2 cache hafıza ise L1 e göre daha yavaş olmasına rağmen gene de hızı çok yüksektir. Bir kısım işlemcilerde (Celeronların ilk nesillerinde olduğu gibi) L2 cache hafıza bulmayabilmektedir. Bu durumda L1 cache hafızaya sığmayan komutlar L2 olmadığı için direkt olarak daha yavaş olan RAM a yazılmakta ve işlemcinin performansı düşmektedir. L2 cache hafıza genelde işlemcinin yakınındaki yüksek hızlı hafıza çiplerinden oluşur.

RAM
Günümüz bilgisayarlarında hem okunabilen hem de yazılabilen RAM (Read Acces Memory – Rastgele Erişimli Hafıza)’ler kullanılır. RAM’ler birbirinden bağımsız hafıza hücrelerinden oluşur. Her hücrenin çift yönlü bir çıkışı vardır. Bu çıkış veri yoluna, veri yolu da işlemciye bağlanır ve işlemci ile RAM arasındaki bilgi alışverişi yapılır. Bu adresleme yöntemi ile RAM’deki herhangi bir hafıza hücresine istenildiği anda diğerlerinden bağımsız olarak ulaşılır. Rastgele erişim ifadesi buradan gelmektedir.

RAM’lerde bilgiye erişim hızı nanosaniyeler ile ifade edilir. Bu hız ortalama 50-60ns arasındadır. Fakat günümüzde kullanılan RAM’lerde bu hız 8ns ye kadar düşmüştür.

RAM’lerin kapasiteleri 16K’dan başlayıp 512MB’a kadar çıkmaktadır. Günümüz PC’lerinde ortalama 64MB RAM kullanılmaktadır.

DRAM (Dinamik RAM)
DRAM daha çok kişisel bilgisayarlarda kullanılan bir hafıza türüdür.

DRAM’lerde verilerin saklanması için üzerinde enerji depolayan kondansatörler kullanılır. Fakat bu kondansatörler zamanla (çok kısa zamanda) üzerlerindeki enerjiyi kaybederler. Dolayısıyla enerji varken 1 durumunda olan hücre enerji boşalınca 0’a döner. Bu durumda bir transistörün açılıp kapanması suretiyle sürekli olarak bu enerjinin tazelenmesi gerekmektedir. Dinamik ifadesi buradan gelmektedir.

SRAM (Statik RAM)
SRAM ’lerde DRAM’lerde olduğu gibi kondansatörler kullanılmaz. Bunun yerine her hücre için altı adete varan transistör kullanılır. Bu RAM’lerde bilgiler yüklendikten sonra sabit kalır. Sürekli enerji tazelemesi gerekmemektedir. Bu tip hafızalar daha pahalıdır. Bu yüzden kişisel bilgisayarlarda fazla tercih edilmemektedir.

EDRAM (Enhanced DRAM)
Geliştirilmiş DRAM’ler L2 cache hafızada kullanılır. 35 ns. DRAM içerisine 256 bayt 15 ns. SRAM eklenmesi suretiyle oluşturulmuştur. EDRAM aynı zamanda SRAM bölgeleri, verileri, yavaş olan DRAM bloklarından toplayabildiklerinden hız kazanır. Veri istendiğinde yavaş olan DRAM 128 bitlik bütün bir bloğu hızlı olan SRAM’ gönderir.

EDO RAM
Anakart ya da video kartında ana hafıza olarak kullanılan EDO RAM ile CPU-hafıza bant genişliği saniyede 100 MB’dan 200 MB’a çıkarılmıştır. EDO RAM’ler Pentium işlemcili anakartlarda kullanılmıştır. Pentium II’ler ile EDO RAM’ler yerini SDRAM’lere bırakmıştır.

SDRAM (Senkronize DRAM)
İşlemcilerin hızlanması ile birlikte bu işlemcilerin maksimum seviyede işlem görebilmeleri için yüksek hızlı RAM’lere ihtiyaç duyulmuştur. SDRAM’le birlikte işlemci ve RAM birbirine aynı saat hızında kilitlenirler. Böylece işlemci ve RAM aynı saat hızında senkronize olarak çalışmaktadır.

Günümüzde kullanılmakta olan 66 MHz., 100 MHz, ve 133 MHz. SDRAM’ler vardır. Tercih edeceğiniz SDRAM tipi, işlemcinin kullandığı veri yolu saat hızı ile aynı olmalıdır. Yani 100 MHz. veri yolu kullanıyorsanız. PC 100 SDRAM kullanmanızda fayda vardır.

SGRAM (Senkronize Grafik RAM)
Video adaptörleri ve grafik hızlandırıcılarda kullanılan bir tür DRAM türüdür.

SGRAM’de SDRAM gibi 100 MH’e kadar CPU saat hızına kendini senkronize edebilir. Bununla birlikte yoğun grafik işlemleri için bant genişliğini artırmak amacıyla gizli yazma ve blok yazma gibi bazı teknikleri kullanır.

RDRAM
Kısaca RIMM olarak adlandırılan bu RAM, 100 MHz sınırını aşarak 400 MHz’e kadar hızlı bir performans sağlamaktadır. Bu RAM çeşidi i810E ve i820 chipsetlerle uyumlu olarak çalışmaktadır.

Bir Rambus DRAM, SDRAM’den çok daha yüksek bir performans sunar.

VRAM (Video RAM)
Video adaptörlerinin kullandığı özel amaçlı hafızalardır. Klasik RAM’in aksine, VRAM iki farklı aygıta eş zamanlı olarak bağlanabilir. Bu durum bir monitörün ekran güncellemesi için VRAM’a erişirken bir grafik işlemcinin de aynı zamanda yeni veriler sunmasına imkan verir. VRAM’ler DRAM’lerden daha pahalıdır ve daha iyi grafik performansı verirler.

ECC (Error Correction Code)
Bilindiği gibi bilgisayardaki bilgiler 1 ve 0’lardan oluşmaktadır. Bu değerler bazen ortam hataları, elektronik parazitler veya kötü bağlantılar gibi sebeplerden değişebilmektedir. Mesela 1 değeri 0’a dönüşebilir. Bu durum karşısında hatayı düzeltmek için ECC parite biti kullanılır

EKRAN KARTLARI

Ekran Kartı Ne Görev Yapar, Nasıl Kullanılır?

Bilgisayarda ekranlarının (monitör) çalışması için, makinenin içinde bir ekran kartı olmalıdır. Ekran kartları, diğer bir adıyla grafik kartları, bilgisayar monitöründeki her türlü yazı, grafik, resim, film gibi şekillerin oluşturulmasında işlemci ile monitör arasında görev yapan adaptörlerdir. Yani ekran kartları bir bilgisayarın CPU’ sunda işlenen verileri monitöre anlaşılır bir şekilde iletme amacıyla kullanılır. Bilgisayarın yaptığı işlerin sonucu, ekranımızda görüntülenir. Bilgisayar tanıtılırken, elde edilen işlemlerin sonuçlarının alındığı ortam veya cihazlara çıkış ünitesi denilir. Bu itibarla, monitörlerde, yani çıkış araçlarında görülen sonuçlar, ekran kartından gelen bilgilerdir.

Ekran Kartının Aştığı Yollar

Ekran kartları farklı çeşitlerde ve kalitelerde üretildiklerinden, bunlarla ilgili standartlar geliştirilmiştir. Başlangıcı itibariyle bu standartlar aşağıda anlatılmaktadır.

MDA (monochrome Display Adapter)

720*350 Piksel çözünürlükte çalışan tek renkli bu ekran kartları grafik gösteremez. Kullanıcı ekranda sadece harfleri, sayıları, özel karakterleri ve ASCII karakter özel grafik simgelerini görebilir. Bilgisayarın ilk yıllarında kullanılan bu kartların çalışma frekansı 14.8Khz/50Hz yatay/düşeydir. Bu tip kartlar artık kullanılmamaktadır.

CGA (Color Graphics Adapter)

IBM’in ilk renkli grafik kartıdır.Bu kartlar çok düşük bir renk sayısı ve yok denecek kadar az renk derinliğine sahip kartlardır. 16 renk gösterir ve yazı, grafik ve renk olmak üzere üç ayrı modda çalışır. Bu kartların çalışma frekansı 15.7Khz/50Hz yatay/düşeydir Şu anda kullanılmamaktadır.

EGA (Enhanced Graphics Adapter)

CGA’nın geliştirilmiş bir versiyonudur. 640x350 çözünürlük ve belleğe sahiptir. 64 renk gösterir. Şu anda kullanılmamaktadır.

Hercules mono Graphics

Tek renkli olmasına rağmen, renkleri grinin tonlarıyla gösterebilir ve grafikleri de destekler 720x348 piksellik çözünürlüğü ile CGA’dan daha iyi görüntü gösterir. Şu anda kullanılmamaktadır.

VGA (Video Graphics Array)

Yukarıda sayılan ekran kartları artık kullanılmamaktadır. Günümüzün Grafik standardı VGA kartıdır. VGA bütün görüntü modlarıyla uyumludur. VGA kart teknolojisi sayısal sinyalleri analog sinyallere dönüştürme yoluyla yukarıdaki sayılan ekran kartlarından tamamen ayrılır. İlk çıkan VGA kartlar 256 renk gösterirken şu anda 64 bit veri yolu üzerinde 8 byte ve daha üzeri VRAM kullanan çok yüksek hızlı ekran kartlarıdır. VGA ekran kartıyla birlikte renkli monitörler kullanılmaya başlandı.

VGA kartının geliştirilmişidir. 800x600 çözünürlükte ve 256 renk gösterir. 4 Megabyte’a kadar video belleği vardır.

SUPER VGA

Bu kartların önceleri ISA ve VESA veri yolu olanları imal edilmekteydi. Şimdi PCI ve AGP veri yolu kartlar üretilmektedir.

Ekran Kartlarında Bulunan Üç Temel Özellik Nedir ?

Ekran kartların hepsinin farklı özellikleri olmasına karşın 3 temel özelliğe sahiptirler.

1.Video Chip’i

Video chip’i, ekranın yansıtması gereken görüntüleri oluşturacak olan sinyalleri üretir. Piyasada Voodoo, Permedia, Riva TNT, Intel 740 gibi birçok video chip’i markası mevcuttur.

2. RAM

Hafıza, ekrana gönderilen görüntü bilgilerinin saklandığı bölümdür. Bu bölüme erişimin mümkün olduğunca hızlı olması gerekir.

3. RAMDAC

Grafik işlemcisinde işlenen ve video belleğine aktarılan bilgiler bu şekilde monitöre gönderilemez çünkü bu sinyaller dijitaldir. Bu dijital görüntü sinyallerinin bir şekilde monitörlerin kabul edebileceği analog RGB sinyallere dönüştürülmesi gereklidir. Bu görevi grafik kartındaki RAMDAC ünitesi üstlenir. RAMDAC, frame buffer’ dan aldığı bilgileri analog verilere dönüştürür ve klasik CRT (Cathode Ray Tube) monitörlerin anlayabileceği hale getirir. DVI (Digital Visual Interface) destekli monitörler için bu dijital/analog çevrimine gerek yoktur. Çünkü bu cihazlar yapıları gereği zaten dijitaldirler. Bu yüzden çevrim sırasında ortaya çıkan bir miktar görüntü kalitesi kaybı bu monitörlerde görülmez. Aslında bu cihazlara monitörden ziyade panel demek daha doğru olur. Çünkü LCD yapıda olan bu görüntüleme birimleri, bildiğimiz monitörlerden oldukça farklıdır. RAMDAC hızı dijital/analog çevriminin hızını gösterir ve MHz ile ölçülür.

Ekran Kartının Çalışma Prensipleri

Ekran kartları bu üç bileşenin teknolojilerine göre performans gösterirler ve bilgisayarın işlemcisine büyük oranda yardımcı olurlar. Çünkü diğer donanımlardan farklı olarak kendi üzerlerinde de işlemler yapan işlemciler vardır. Ancak yapılan işlem yalnızca CPU’ dan gelen görüntünün ekrana gönderilmesini kapsar. Yani CPU’ nun yapması gereken işi üzerine alamaz ve bilgisayarın işlemcisi sinyali görmedikçe ekran kartının yapabileceği çok fazla bir şey yoktur. Öyleyse sistem performansına ne gibi katkıları olabilir? Bunu anlamak için ekran kartlarının gelişiminden bahsetmek gerekir.

İlk VGA kartlar oldukça hantal bir teknolojiye sahiptirler. CPU’ dan aldıkları bilgileri doğrudan ekrana gönderirlerdi ve ek olarak herhangi bir görev üstlenmezlerdi. CPU ekrana gönderilecek olan resmin tüm hesaplamalarını yapmak zorundaydı.

Ekrana gönderilecek olan her imaj, büyük oranda bir veriydi ve CPU, RAM’ dan aldığı bu büyük veri yığınını ekran kartına gönderiyordu. Windows işletim sistemleri piyasaya çıkınca grafik görüntüler daha da arttı ve bu da CPU’ ların yetersiz kalmalarına neden oldu. Daha fazla grafiksel görüntü ekrana yansıtılıyordu ve bu sebeple, CPU zamanının büyük kısmını ekrana gönderilecek bilgiyi oluşturmak için harcıyordu. 1024x768 piksel ebatlarında ve 16 bit renk derinliğindeki bir görüntü yaklaşık olarak 1.5 MB yer tutuyor. Sürekli değişken bir ekranda aktarılan bilginin yoğunluğu CPU’yu çok yoruyordu. Tabii bütün bu bilgiler ise çok yavaş olan ISA veri yolundan gönderiliyordu. Bunun sonucu olarak hızlandırıcı kartlar geliştirilmeye başlandı.

Veri yolu olarak ise PCI kullanılır oldu. Hızlandırıcılı ekran kartlarının çıkması ile birlikte görüntü işlemlerinde büyük değişiklikler oldu.Artık ekran kartları çizgiler, pencereler ve daha değişik resimler çizebiliyorlardı. CPU ise tüm bitmap resmi ekran kartına göndermek zorunda kalmıyordu. Yalnızca bir önceki ekran ile bir sonraki ekran arasında ne gibi değişiklikler olduğunu ekran kartına gönderiyordu. Ekran kartı ise bu bilgilere dayanarak monitör üzerindeki görüntüyü değiştiriyordu. İşlemler bu şekilde yapılmaya başlanınca,CPU üzerindeki işlemlerin miktarı gittikçe hafifledi.

Günümüzde ekran kartları PCI veya AGP veriyolunu kullanıyorlar ve CPU’ dan aldıkları bilgileri çok hızlı bir şekilde ekrana yansıtıyorlar. Bu da CPU’ nun rahatlamasına yol açıyor. Ancak burada artık tüm iş ekran kartına kalıyor. Ekran kartının gücü ve hafızası ekrana yansıtılan görüntünün hızını ve kalitesini belirliyor.Dolayısıyla daha önceden saydığımız ekran kartının 3 unsuru grafik kalitesinde büyük önem taşıyor.

Örneğin PCI veri yolundan gelen grafik bilgileri (piksek) ekran tazeleme (refresh) belleğine yazılır. Burada grafik ile text oluşumu olarak ayrılırlar.

Textleri (yazılar) grafik kartındaki karakter jeneratörü işler. Grafik elemanlar ise grafik hızlandırıcı chip’e gönderilir. Grafik hızlandırıcı chip grafiği oluşturan tüm veri noktalarını tek tek hesaplar ve ekran tazeleme belleğine yazdırır.

Bellekteki bilgilerin ekrana yazdırılmasından RAMDAC (Random Access Memory Digital Analog Conventer) sorumludur.

Grafik kartı CRT controller yardımıyla ekran tazeleme belleğini adresler ve her bilgiyi tk tek okur. Resmin okunacak nokta sayısı ekran kartının o anki çözünürlüğüne bağlıdır.

Örneğin 800*600 çözünürlük 480.000 noktadan oluşur. Ekrandaki bu resmin saniyedeki tazeleme hızı aynı zamanda resmin video bellekten bir saniyedeki okuma adedidir.

Eğer bu hız 70 Hertzin altında ise interlaced olarak adlandırılır. :Bu hız ergonomik değildir ve uzun süre bilgisayar başında çalışıyorsanız yorucu bir etkisi olmaktadır. Ekran tazeleme hızı 70Hz’in ne kadar yukarısına çıkarsa o kadar iyidir.

Ekran kartına ait bir pikselin renk derinliği 1-24 bit arasındaki bir renk bilgisiyle açıklanır. RAMDAC bu bilgiyi üzerinde taşıdığı renk paletiyle birleştirerek rengi son haline getirir.

Örneğin 256 renk modunda bir piksel 8 bitlik bir veri içerir ve renk paleindeki toplam kayıt (register) değeri 256’dır. Yani renk paleti aktif grafik moduna göre RAMDAC’a yüklenir ve aktif grafik modu depiştiğnde uygun grafik modu tekrar yüklenir.

RAM: Ekran kartları standart olarak 1, 2, 4 MB ve daha yüksek hafızalara sahiptirler. Size ne kadar gerekli? Bu sorunun cevabı aslında sisteminizi hangi amaçla kullandığınıza bağlı olarak değişiyor. Ekran kartınızda bulunan RAM miktarı sayesinde video chip’i daha büyük bitmap dosyalarını hafızaya atabiliyor. Bu da daha yüksek çözünürlüklerde ve renk modunda çalışabilmenizi sağlıyor.


RAM ve Çözünürlük
Çözünürlük
16 bit’te bitmap büyüklüğü
Gerekli RAM Miktarı

640x480
614,000 byte
1 MB

800x600
960,000 byte
1,5 MB

1024x768
1,572,864 byte
2 MB

1152x864
1,990,656 byte
2,5 MB

1280x1024
2,621,440 byte
3 MB

1600x1200
3,840,000 byte
4 MB

“RAM ve Çözünürlük” isimli yukarıdaki tablo, 16 bit renk modunda çalışırken kaç MB hafızaya ihtiyaç duyduğunuzu görebilirsiniz. 16 bit renk modu en popüler modlardan biridir. Eğer kullandığınız programlar özel olarak 24 veya 32 bit renk modunda çalıştırmayı gerektirmiyorsa, mümkün olduğunca 16 bit’ te çalışmaya özen göstermek gerekir.

Eğer büyük bir monitöre sahipseniz muhtemelen yüksek çözünürlükte çalışmanız gerekecektir. Bunun için daha yüksek RAM’ e ihtiyaç duyacaksınız. Ancak işin bir de ilginç bir püf noktası var. RAM’ lerin hepsi bir hücreden oluşur. Eğer 1024x768 piksel çözünürlükte ve 16 bit renk derinliğinde çalışacaksanız, 2 MB ekran kartı sizin için yeterli olacaktır. Ancak her görüntünün tazelenmesinde RAM boşaltılacak ve tekrar doldurulacaktır. Bunun yerine 4 MB’ lık bir ekran kartı kullanacak olursanız, aynı çözünürlükte ekranda bir görüntü varken halen 2 MB’ lık RAM boş olacaktır. Diğer görüntü gönderilirken, bu boş olan 2 MB kullanılırken bir sonraki işlem için diğer 2 MB boşaltılacaktır. Bu grafik performansını artıracaktır. ,

Ekran Tazeleme Bellekleri

Ekran tazeleme bellekleri VRAM , DRAM, E-DRAM , WRAM gibi standartlarla adlandırılır.

DRAM

En eski ekran kartlarında kullanılan RAM tipidir. Bu tip RAM’ lerin üretimi oldukça kolay olduğu için oldukça ucuzdular. En büyük problemleri ise çok yavaş olmalarıydı. Bu tip RAM’lere okuma yapılırken aynı anda yazma işlemi yapılamıyordu. Dolayısıyla yeni bir bilgi RAM’ e kaydetmek için öncelikle var olan bilgilerin silinmesi gerekiyordu.

EDO RAM

EDO RAM aynı zamanda anakartta kullanılıyor. Ekran kartlarında kullanıldıklarında ise DRAM’ den çok daha hızlı oldukları muhakkak. Bu tür RAM’ lerde depolanmış olan bilgi ayrı bir alana gönderiliyordu ve böylece yeni bir bilgiyi yazma imkanı oluşuyordu. Bu da aynı anda yazma ve okuma işlemlerini mümkün hale getirdi. Ancak DRAM ile aralarında çok fazla performans fark yok. Çünkü mimarileri hemen hemen aynı.

Video RAM(VRAM)

Bu tip RAM’ ler sıkça kullanılır oldu. VRAM’ler her türlü donanımın kendilerine aynı anda erişebilmelerini mümkün kılıyor. Mesela video chip’i, ana işlemci, RAMDAC gibi. EDO RAM’ den çok pahalı ancak performans konusunda pek fazla değişiklik yok.

Windows RAM ( WRAM)

VRAM’ in yeni geliştirilmiş olan bir üst modeli. Üretim açısından aynı kolaylıkta ve dolayısıyla çok pahalı değil. Günümüzde VRAM yerine sıkça kullanılır oldu.



MultiBank DRAM(MDRAM)

Ekran kartlarında kullanılan en son teknoloji hafıza çeşidi. Daha yüksek performans isteyen kullanıcılara hitap ediyor. En önemli özelliği RAM miktarı konusunda. Standart hafızalar 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB gibi katlar halinde video Synchronous Graphics RAM(SGRAM): Grafik kullanıcılarının ihtiyaçlarına cevap kartlarına uygulanabilirken, MDRAM sahip olduğu mimari sayesinde 32 KB’ ın katları şeklinde yerleştirilebiliyor. MDRAM hem VRAM’ den, hem de WRAM’ den çok daha hızlı.verebilecek kalitede bir RAM. 66 MHz hızında çalışıyor ve 80 MHz’ e kadar çıkabiliyor. Bu kadar hızlı olmasına karşın PCI veriyolunun yeterince hızlı olmaması dolayısıyla gerçek performansında çalışamıyor. Ancak AGP veriyolunda çok daha iyi performans gösterecektir.

Temel Kavramlar:

Renk Derinliği Nedir?

Renk derinliği ekran kartının gösterebileceği minimum ve maksimum renk miktarıdır. Bu değerler günümüzde 16 renkten başlayıp 32 bite(2’nin 32. kuvveti kadar renk) kadar desteklenmektedir. Renk derinliği ne kadar yüksek ayarlarsanız görüntü o derece netleşir ve performans düşer. Bu netleşme ve performans düşüşü 2D uygulamalardan ziyade 3D uygulamalar ve oyunlarda kendini belli eder

Çözünürlük Nedir?

Monitörümüzde bizim gözle göremediğimiz pixeller vardır. Bu pixeller birleşerek görüntüyü meydana getirirler. Örneğin çözünürlüğü 640x480’e getirdiğimizde ise ekranda 3072000 pixel bulunur yani çözünürlük arttıkça pixel sayısı ve görüntü netliği artar ayrıca uygulama alanı da bir o kadar genişler. Günümüz ekran kartları normal windows ekranında 640x480 ile 2048x1536 arasındaki bir çok çözünürlüğü destekleyebilmektedir.

Vga Portu Nedir?

Monitör kablosunun ekran kartına takıldığı yerdir. Her ekran kartında bulunur.

TV-Out Nedir?

Monitörümüzde gördüğümüz görüntüyü TV’ye aktarmaya yarayan çıkıştır. Genellikle ekran kartının destekleyebildiği çözünürlükten daha düşük çözünürlükte aktarılırlar.

Frame Ratel (Çerçeve Oranı) Nedir?

Bu özellik daha çok 3D için geçerli olan bir özellik. İnsan gözü normal olarak saniyede 30 görüntü yani 30fps’yi algılar daha üstü görüntüyü fark edemez, ancak görüntü 30 fbs’nin altına düştüğü anda takılmalar fark ederiz. Bir 3D uygulama sırsında frame rate değeri sabit kalmaz devamlı değişir.

AGP( Advanced Graphic Port ) Nedir?

PCI veri yolu halen pek çok donanım için yeterli veri yolu sağlasa da, üç boyutlu grafiklerde gerçekliği yakalanamıyordu. Çünkü 132 Mbit/sn veri transferi yetersiz kalıyordu. Bu durum Intel’i yeni bir arayışa yöneltti ve 1998 yılının ortasında AGP veri yoluna sahip anakartlar ortaya çıktı. AGP sadece ekran kartına ait bir veri yolu olduğundan grafik alt sistemi için daha etkin bir veri aktarımı sağlıyor. Veri yolu frekansı 66MHz üzerinden AGP 1X 264 Mbit/sn veri aktarım hızı , AGP 2X çift veri oranı sayesinde 528 Mbit/sn veri aktarım hızı , AGP 4X 1,06 Gbit/sn veri aktarım hızı ve yeni çıkan AGP 8X düşük voltajıyla 2,1 veri aktarım hızı saylıyor.

3D Ekran Kartları

Bilgisayar ekranları iki boyutludur. Ekranımızdaki gördüğümüz grafiklerin çoğuda iki boyutludur. 2D (2 dimension : 2boyut) hesaplanmaı ve oluşturulamsı 3d görüntülerde göre çok daha kolaydır. Bu nedenle 3 boyutlu görüntülerin oluşturulmasını ve hesaplanmalarını hızlandırmak amacıyla 3d chipli ekran kartları kullanılmaktadır.

3D aslında yüzey modellemeden ibarettir. 3D nesneleri oluşturmak çin poligonlarından oluşan bir wire mesh (tel kafes) sistemi kullanılır. (tel kafes) kullanılan bu poligonlar dış yüzeyi temsil eder.

Cismin geometrisine göre kullanılan poligonların adedi ne kadar çok ise oluşan görüntü o kadar gerçeğe yakın ve yumuşak olur. Poligonlardan oluşturulan bu modelin üzerine yapılan işin amacına uygun bir yüzey kaplanır. Bu kaplama işlemine render denir.

Tüm bu işlemler ve hesaplamalar bilgisayarın CPU’su tarafından yapılmaya kalkışılırsa uzun bir zaman alacaktır. Örneğim bilgisayarınızda oynadığınız 3D oyunlardan yada cad / cam ortamında yaptığınız 3D modelleri render edilmesi saatlerle ölçülebilir.

Bu nedenle yeni 3D grafik chipleri CPU üzerindeki bu yükü kaldırır ve 3d işlemlerini normal işlemlerin hızına getirir. 3D grafik kartlarının bu işlemleri yapmasında kartın 3D yapısı ve kullandığı RAM tipinin özelliklerinin yanı sıra her 3D kartı için özel hazırlanmış sürücülerinin kalitesi ve verimliliği de çok büyük önem taşır. Bu nedenle bir ekran kartı alınırken sürücülerini de beraberinde istemeyi unutmamak gerekir.

Hızlandırıcı Ekran Kartları

Özel amaçta video hızlandırıcıları bulunan kartlardır. Windows hızlandırıcılı kartlar bu tip kartlara örnek gösterilebilirler. Hızlandırıcı kartların kendi işlemcileri vardır bu sayede pek çok ağır grafik işlemlerini CPU yardımı olmaksızın yapabilirler.

Böylece piksel grafik işlemleri pencerelerini taşınması açılıp kapanması ve hareketli görüntüler gibi pek çok yorucu işlem hızlı yapılabilir. Aslında bunlar şu çıkarımıda yapabiliriz bilgisayarımızda kullandığımız CPU ve RAM’in yanı sıra ekran kartlarıda sistem performansını etkileyen önemeli faktörlerinden biridir.

Future Connector

Video capture kartları, tv kartları ve mpeg kartları gibi multimedia katlarını kullandığı soketlerdir. Future connectorleri görevi bu kartların CPU kullanmadan ekran kartlarına erişimi sağlamaktır.

Future connector saysinde CPU yükü azalır ve bant genişliği sorunları ortadan kalkar. Bu nedenle alacağınız ekran kartında Future connector bulunup bulunmadığına dikkat etmeniz gerekir. Yeni teknoloji kartların çoğu bu özelliği taşımaktadır.

HARD DİSK(SABİT DİSK)
Hard diskin Çalışma Prensipleri

Verilerimizi kalıcı olarak saklamak için kullanılan bir saklama birimidir. Sabit disk döner bir mil üzerine sıralanmış, metal veya plastikten yapılma ve üzeri manyetik bir tabaka ile kaplı plakalar ve bu plakaların alt ve üst kısımlarında yerleşen okuma/yazma kafalarından oluşur. Veriler sabit diskteki bu manyetik tabakalar üzerine kaydedilir. Verilerin kaydedilmesinde mıknatıslanma mantığı kullanılır. Mıknatısın iki kutbu dijital olarak 1 ve 0 ‘ı temsil eder. Verilerimiz böylece küçük mıknatıslar halinde bu manyetik ortamlara yazılırlar. Bu manyetik tabakaların üstü dairesel çizgilerle örülüdür. Bunlara iz (track) denir. Sabit disk’te birden fazla plakalar üst üste dizilmiştir. Bu plakaların hem alt hem de üst tarafına bilgi yazılabilir. Herbir plaka üzerinde altlı-üstlü yerleşen ve herbirinin ortadaki mile uzaklığı aynı olan izlerin oluşturduğu gruba silindir ismi verilir. Sabit disk üzerinde herbir yüz bir kafa tarafından okunmaktadır. Bu nedenle kafa ve yüz aynı terime karşılık gelir. İz yapısını pasta dilimi şeklinde bölünmesiyle oluşan ve sabit disk üzerinde adreslenebilir en küçük alana denk gelen parçaya ise sektör (Sector) adı verilir ve bir sektörün barındırabileceği veri miktarı 512 byte uzunluğundadır. Bu sektör, kafa ve izler sabit diskte verinin adreslenmesi için kullanılırlar. Şuan adreslemede kullanılan iki yöntem vardır. Bunlardan ilki CHS olarak adlandırılan Cylinder-Head-Sector konumlarının verilmesi ile 3 boyutlu olarak dosyanın yerinin bulunması ikincisi ise LBA (Logical Block Adressing – mantıksal kütük adreslemesi) adı verilen tek boyutlu adresleme yöntemidir. Günümüzde kullanılan iki tip sabit disk arabirimi vardır. Bunlar IDE ve SCSI’dir.

IDE
IDE (Integrated Drive Electronics) bilgisayarın anakartındaki veri yolu ile depolama aygıtları arasında kullanılan standart bir elektronik arabirimdir. IDE IBM’in 16 bitlik ISA yol sistemi tabanlıdır ama ayrıca diğer yol standartlarını kullanan yol sistemlerinde de kullanılabilir.Günümüzde satılan birçok bilgisayar IDE’nin gelişmiş versiyonu olan EIDE’yi (Enhanced IDE) kullanır. IDE kasım,1990’da ANSI tarafından bir standart olarak benimsendi. IDE’nin ANSI ismi ATA’dir (Advanced Technology Atachment). Normal şartlar bir IDE arabirim ile iki tane sabit diskin çalıştırılması mümkündür: Ancak iki entegre denetleyicisinin birinci pozisyonda olmak istemesini engellemek gerekir. Bunu yapmak için sürücülerden biri ana sürücü (Master Drive) diğeri de bağımlı sürücü (Slave Drive)’dır. Bu disk işlemlerinde açık bir hiyerarşi oluşturur. IDE’nin deenetleyici teknolojisinin artan isteklerine cevap vermekte yetersiz kalması nedeni ile EIDE’nin ortaya çıkmıştır. IDE denetleyicisinin üç temel sorunu vardı. 528 MB'’lık depolama üst sınırı vardı. Yani 528 MB’ın üstündeki diskler IDElerle kullanılamazlar. En çok iki disk desteği vardı. Yalnızca iki disk kullanılabilmekte idi. Ve CD-ROM gibi çevre birimlerine destek vermemekte idi. EIDE ile birlikte her bir disk için 8.4 GB’lık disk desteği vardır. Günümüzde bu sınır daha da üste çekilmiştir. 128 GB’a kadar diskler desteklenebilir. 4 tane IDE diski ve CD-ROM kullanılabilir. Bunun için de IDE1 ve IDE2 olarak iki tane arabirim konnektörü kullanılır. Birincil olana Primary ikincil olana da Secondary ismi verilir. Bir konnektörde iki tane disk ve benzeri aygıt kullanılabilir. Bunlar birbirinden Master ve slave olarak biribirinden ayrılır. Böylece bilgisayara takılan disk ve benzeri birimler Primary master, Primary Slave, Secondary Master ve Secondary Slave olarak isimlendirilir. Hiyerarşik düzünde aynen bu şekildedir. EIDE’lerle birlikte Ultra DMA kavramı ile karşılaşmaktayız. Ultra DMA bilgisayarın veriyi sabit diskten bilgisayarın veri yolları ile anabelleğe göndermede kullanılan bir protokoldür. ULTRA DMA/33 protokolü verileri çoğuşma modunda ve 33.3 MBps (Megabayt/saniye) hızında transfer eder. Bu bir önceki DMA arabiriminin iki katı kadar daha hızlıdır.Ultra DMA Sabit disk üreticisi olan QUANTUM ve chipset üreticisi olan INTEL tarafından geliştirildi. Bilgisayarınızın Ultra DMA’yı desteklemesi demek bilgisayarınızın daha hızlı açılması, yeni uygulamaları daha hızlı çalıştırması anl***** gelir. Ultra DMA 40 pinlik bir IDE arabirimi kablosu kullanır. Ultra DMA/33’den sonra Ultra DMA/66 çıktı. Ultra DMA/66 verilerin 66 MBps hızında iletilmesini sağlar. Bu bir önceki Ultra DMA moduna göre iki kat hızlıdır. Ultra DMA/66 80 pinlik IDE kablosu kullanılır. Ultra DMA’nın çoğuşma modunu desteklediği söylenmişti. Çoğuşma modu verilerin normalinden daha hızlı gönderildiği bir veri gönderme kipidir. Çoğuşma kipini gerçekleştiren birçok teknik bulunmaktadır. Veri yolunda, Örneğin çoğuşma modu, bir aygıtın yolun kontrolünü ele almasını ve diğer aygıtların bunu kesmemesini sağlayarak gerçekleştirilir. RAM’de ise Çoğuşma modu bir sonraki hafıza birimi kendisine ihtiyaç duyulmadan getirilerek yapılır. Bu disk cachlerinde kullanılan tekniğin aynısıdır. Böylece veriler daha hızlı iletilirler.

Bütün çoğuşma modlarının sahip olduğu bir karakteristik geçici ve güçlendirilemeyen olmasıdır. Sınırlı zaman dilimlerinde ve özel şartlarda normalden daha hızlı veri transferi sağlarlar.

SCSI

Small computer System Interface’in kısaltılmış şeklidir. SCSI arabirimi seri ve paralel portlardan daha hızlı veri transfer oranı sağlar. (saniyede 80 Megabyte veri iletimi sağlayabilir). SCSI arabirimlere diskin dışında yazıcı, CD-ROM gibi çeşitli aygıtlar bağlanabilir. Bu yüzden SCSI basit bir arabirimden çok bir giriş/çıkış yoludur. SCSI arabirimi bir ANSI standardı olmasına rağmen çeşitli varyasyonları bulunmaktadır. Bu yüzden İki SCSI arabirimi birbiri ile uyumlu olmayabilir. Günümüzde kullanılan SCSI arabirimleri aşağıdadır.

SCSI-1 : 8 bitlik bir yol kullanır ve 4 MBps lik bir veri transfer hızını destekler.

SCSI-2 : SCSI-1 ile aynıdır, fakat 50 pinlik konnektörler kullanırlar. ve birden fazla aygıtın bağlanmasına izin verirler.

Wide SCSI : 16 bitlik veri transferini desteklemek için daha geniş bir kablo kullanırlar.

Fast SCSI : 8 bitlik yol kullanırlar, fakat 10 MBps’lik veri transferini desteklemek için saat hızını ikiye katlarlar.

Fast wide SCSI : 16 bitlik yol kullanır ve 20 Mbpslik veri transfer hızını destekler.

Ultra SCSI : 8-bitlik yol kullanır ve 20 MBps’li veri transfer hızını destekler.

SCSI-3: 16 bitlik yol kullanır ve 40 MBps’lik veri transfer hızını destekler. Ayrıca Ultra Wide SCSI de denir.

Ultra2 SCSI: 8 bitlik yol kullanır ve 40 MBps’lik veri transfer hızını destekler.

Wide Ultra2 SCSI: 16 bitlik bir yol kullanır ve 80 MBps’lik veri transfer hızını destekler.

SCSI aygıtların dürümlerine göre 15 aygıta kadar sisteme bağlayabilir. SCSI’ler IDE arabirimlerinden farklı olarak rasgele erişim yöntemini kullanırlar. IDE’ler ise sıralı erişim yöntemini kullanırlar. SCSI arabirimleri IDE’lerden daha hızlıdırlar. Ancak daha da pahalıdırlar. Dünya piyasının yaklaşık %10’unda varlar. IDE’ler ise ucuz olmaları ve artık anakart üzerinde tümleşik olarak gelmeleri sebebi ile daha fazla tercih edilmiştir. Bir sabit diskin kapasitesi şu şekilde hesaplanır.

Silindir sayısı*Sektör Sayısı*kafa sayısı*512’dir

1024 silindir, 256 kafa ve 63 sektör parametrelerine sahip bir sabit diskin kapasitesi: 1024*256*63*512=845571864 Byte’dır. Bu da yaklaşık 8.4 Gigabyte’dır. Sabit diskler ile gelen önemli bir kavram da partisyon kavramıdır. Partisyon kabaca diskin üzerinde oluşturulmuş bölümlerdir. Bir diskte sadece bir partisyon olabileceği gibi birden fazla da partisyon olabilir. Bir partisyon hangi amaç ile oluşturulmuş olursa olsun o partisyona ulaşım yapacak işletim sistemine uygun bir dosya sistemi ile biçimlendirilmelidir. Bu genellikle işletim sisteminin sorunudur ve işletim sistemi birden fazla dosya sistemini destekleyebilir. Partisyonların isimlendirilmesine gelince ilk olarak primary master konumundaki partisyon c’den itibaren isim almaya başlar. Sonra master diskinizde birden fazla partisyon var ise onlar isimlendirilmeye başlar. Örneğin Primary master’daki disk ikiye bölünmüş ise birincisi C: ikincisi ise D: ismini alır. Buradaki bölümleme işlemi mantıksaldır. Eğer, ikinci bir sabit disk var ise bu disk fiziksel olduğu için D: harfini alır. Mantıksal olarak bölümlenmiş diskin ikinci bölümü ise E: harfini alır. Dosya sistemlerinde yaygın olanlarından biraz bahsedelim

FAT

File Allocation Table – Türkçeye çevirmek gerekir ise Dosya Atama Tablosu.Bu sistemde partisyon herbiri belli miktarda sektör içeren cluster isimli parçalara ayrılır. Ve hangi dosyaların bu cluster parçalarından hangilerine yerleştiği, hangi cluster parçalarının boş, hangilerinin dolu olduğu gibi bilgiler FAT üzerine yazılır. İşletim sistemi de herhangi bir dosyaya erişim yapmak istediğinde dosyayı bulmak için FAT üzerine yazılan bu bilgilerden faydalanır. Her ihtimale karşı sabit disk üzerinde bir kopyası bulundurulur.



FAT16

DOS, Windows3.1 ve OSR2 sürümü öncesi Windows95’in kullandığı dosya sistemidir. Eski bir dosya sistemi olduğu için birtakım dezavantajları ve eksiklikleri vardır. Bunlardan bir tanesi kök dizinin (root) sınırlandırılmış olmasıdır. FAT16 sisteminde açılıştaki primary partisyona ait root dizini, FAT tablosu ve boot sektörü cluster içinde yer almazlar ve sayısı belli olan sıralı sektörlerde tutulurlar. Bu sayının belli olması kök dizinine yapılacak eklentilerin belli bir sınırı olması sonucunu doğurur. Kısacası altdizin istenildiği kadar uzatılabilmekle birlikte kök dizinde belli uzunlukta girişle sınırlandırılmıştır. İkincisi FAT16 dosya sisteminde adresleme 16 bit olduğundan adreslenebilecek maksimum cluster sayısı 65525’tir ve bu clusterların boyutu 32 KB olabilir. (aslında cluster sayısı 65536 olmalıdır. Ama bazıları özel amaçlar için tutulur.) bu da bizi FAT16’da kullanılan bir partisyonun 2 GB’dan daha büyük olmayacağı sonucuna götürür. Üçüncüsü FAT16 elindeki boş sabit diski ya da partisyon alanının bir şekilde elindeki clusterlara dağıtmak zorundadır. Bu nedenle sabit diskin boyutu büyümeye başladıkça cluster’ın boyutu da büyür. Örneğin 1 MB’lık bir dosya birçok cluster üzerine sıralanıp yerleşirken 10KB uzunluğundaki tek bir dosya bir cluster’ı kaplar. Bu durumda özellikle disk boyutu 1-2GB arasında iseFAT16 cluster boyutu 32 KB olacaktır ve cluster üzerinde 10KB’lık dosyadan arta kalan 22 KB’lık boşluk değerlendirilemeyerek boşa gidecektir. Özellikle çok miktarda ufak dosya barındıran sabit disklerde bu durum bolca olur.

FAT32

Windows95 OSR2, Windows98, Windows2000 ve Linux tarafından tanınan ve FAT16’dan daha gelişmiş bir dosya sistemidir. İlk olarak FAT32’de herhangi bir kök dizin sınırlaması yoktur. İkinci olarak FAT32, FAT16’daki 16 bitlik adresleme yerine 32 bitlik adresleme kullanır. Bu da 2 TB’a kadar olan disklerin tanınmasını sağlar. Üçüncü olarak FAT32 cluster boyutunu azaltarak boş alan israfını azaltır.
(alıntıdır)
Yardımcı olduysa ne mutlu.Ayrıca bilgisayar muhendisliği için bilgisayar düz lise ve üniversitede mühendislik bölümünü bitirmen gerekiyorçLİsede sayısal bölüm...

Elimden Gelen bu kadar ama daha fazla bilgi istersen DonanıMMerkeZİ ailsi olarak yardımcı olmaya çalışırız