İşlemciler mikroişemciler bilgisayara yüklenen işletim sistemini ve diğer tüm programları çalıştırıp bu programların işlemlerini yerine getirir. Bu sebeple merkezî işlem birimi (MİB) adını alırlar, İngilizcedeki karşılığı ise “Central Processing Unit”dir (CPU).
Genel bir bilgisayar dört ana birimden oluşur. Bunlar sırasıyla aşağıdaki gibidir:
> Merkezî işlem birimi (MİB, central processing unit-CPU)
>Hafıza-bellek (memory)
>Girş/çikiş (Input/Output-I/O) ünitesi
> Giriş çıkış ünitesine bağlanan çevre birimleri (fare, klavye, yazıcı, tarayıcı, monitör vb.).
İşlemci Yapısı ve Çalışması
İşlemler yapılırken sayısal (mantıksal 1 veya 0) mantık kullanılmaktadır. Yani iki sayıyı toplamak için ilk olarak sayıların ikilik değerleri (1001010 Ģeklinde) ele alınır ve bunun üzerine işlemler yapılarak sonuç elde edilir.
Bir film izlerken ya da bir program kullanırken ekrandaki görüntünün oluşması, programın sonuç üretmesi için hafızada bulunan ikilik değerler birleştirilir ve böylece sonuç oluşur.İşlemciler hafızalarında bulunan komutlarla dışarıdan gelen uyarılar eşliğinde işlemleri yapmaktadır. İşlemcinin hafızasında bulunan komutlara o işlemcinin komut seti denir ve hangi uygulamayı kullanırsak kullanalım bizim kullandığımız uygulama işlemcinin anlayacağı bu komut setlerine dönüştürülerek sonuç elde edilir.
İşlemciler komut setlerine göre CISC ve RISC olmak üzere ikiye ayrılır.
CISC: Kompleks komutlara, yani bir seferde birden fazla işlemi yerine getirebilen komutlara sahip işlemci mimarisidir.
RISC: Her seferinde tek bir işlem gerçekleştiren basit ve hızlı komutlara sahip işlemci mimarisidir.
Normalde bilgisayarımızda veya başka kompleks ürünlerde sadece bir tane işlemcinin olduğunu düşünürüz oysaki detaylıca inceleyecek olursak diğer ünitelerin de (ekran kartı, TV kartı, ses kartı gibi) merkezî işlem birimine sahip olduğunu görürüz.
Bilgisayarda tüm programlar sabit diskte (hard disk) tutulur. İşlemci her saniyede milyonlarca, hatta milyarlarca komutu işleyebilecek kapasiteye sahiptir.
1 hertz (Hz) = saniyede 1 çevrim
1 megahertz (MHz) = saniyede 1.000.000 çevrim
1 gigahertz (GHz) = saniyede 1.000.000.000 çevrim
Sabit disk, işlemcinin komut işleme hızına ulaşamaz. Bu sorunu ortadan kaldırmak için programlar sabit diskten alınarak RAM’e (random access memory) rastgele erişimli belleğe yüklenir. RAM’den de işlemciye aktarılır. Bir program RAM’e yüklendiğinde ve işlemci kendisinden istenileni gerçekleştirdiğinde buna program (yazılım) çalışıyor deriz.
RAM = Rasgele EriĢimli Bellek = Sistem Belleği = Ana Bellek
Verinin sabit disk, RAM ve işlemci arasındaki akışı tek yönlü bir işlem değildir. İşlemcinin yaptığı işlemler sonucunda ürettiği veriler de işlemciden, RAM’e ve oradan da sabit diske alınarak sabit diskte tutulur.
Bütün programlar RAM’da çalıştığına göre neden getir-götür işiyle uğraşılıyor ve bilgiler RAM’da tutulmuyor sorusu akla gelebilir. Bunun cevabı kısaca, RAM içindeki bilgilerin elektrik kesildiğinde silinmesi ve maliyettir.İşlemci kendi içinde bir mimariye sahip olup işlemlerin yapılabilmesi için birçok birimi bulunmaktadır Bu birimlerden en önemlileri sırasıyla;
>Kontrol birimi,> İşletim yolları,
> Kaydedici,
> Sayıcılar,
> Giriş/çikiş tamponları,
> Aritmetik mantık birimi,
>Kayan nokta birimidir.
Kontrol birimi: Bütün komutlar buradan işletilir. İşlenen komuta göre mikroişlemci içerisindeki bir veri değiştirilir veya bir verinin işlem içindeki başka bir bölüme aktarılması sağlanır.
İletim yolları (bus): Bu yollar işlemci ile bilgisayarın diğer birimleri arasındaki bağlantıyı sağlayan iletkenlerdir. Üç tip iletim yolu vardır.
Adres yolu (adress bus): İşlemcinin bilgi yazacağı veya okuyacağı her hafıza hücresinin ve çevre birimlerinin bir adresi vardır. İşlemci, bu adresleri bu birimlere ulaşmak için kullanır. Adresler, ikilik sayı gruplarından oluşur. Bir işlemcinin ulaşabileceği maksimum adres sayısı, adres yolundaki hat sayısı ile ilişkilidir.
Veriyolu (data buses): İşlemci, hafıza elemanları ve çevresel birimleriyle çift yönlü veri akışını sağlar. Birbirine paralel iletken hat sayısı veriyolunun kaç bitlik olduğunu gösterir. Örneğin, iletken hat sayısı 64 olan veriyolu 64 bitliktir. Yüksek bit sayısına sahip veriyolları olması sistemin daha hızlı çalışması anlamına gelir.
Kontrol yolu (control buses): İşlemcinin diğer birimleri yönetmek ve eş zamanlamayı (senkronizasyon) sağlamak amacı ile kullandığı sinyallerin gönderildiği yoldur.
Kaydedici:Mikroişlemci ile hafıza ve giriş/çıkış (I/O-Input/Output) kapıları arasındaki bilgi alışverişinin çeşitli aşamalarında, bilginin geçici olarak depolanmasını sağlar.
Sayıcılar (counter):İşlemi yapılacak komut ve verilerin adreslerini taşıyarak bilgisayarın çalışması sırasında hangi verinin hangi sırada kullanılacağını belirler.
GiriĢ/çıkıĢ tamponları (buffers):Mikroişlemcinin dış dünyaya adres, veri ve kontrol sinyallerini iletirken dış dünya ile iletişimin sağlandığı bir çeşit kapı görevi görür.
Aritmetik mantık birimi (ALU-aritmetic logic unit)
Mikroişlemcinin en önemli kısmıdır. Toplama çıkarma gibi işlemlerin yapıldığı bölümdür.
İşlemci Çeşitleri
Nasıl ki dünyada birçok anakart üreticisi pek çok çeşitte üretim yapıyorsa ve pek çok firmadan oluşuyorsa işlemcilerde de aynı şey geçerlidir. İşlemci üreticileri de dünya üzerindeki kullanıcılar için birçok çeşit ve içeriğe sahip işlemciler üretmektedir.İşlemciler anakart üzerine bağlantı şekillerine göre soket işlemciler ve slot işlemciler olmak üzere ikiye ayrılır.
İşlemci Seçimi
Yeni bir bilgisayar satın alırken işlemci ve anakart konularına ayrıca dikkat edilmelidir. Bu iki bileşen performansları da diğer tüm bileşenlerin performansına doğrudan etki eder. Her işlemcinin her anakarta takılamayacağını göz önünde bulundurarak çalışmak istediğiniz işlemciyi seçtiğinizde onu destekleyen anakartları gözden geçirmelisiniz.
Performans istenilen durumlarda FSB ve ön belleği yüksek, HT (hyper threading) ve çok çekirdekli işlemci tercih etmelidir.
İşlemci Montajı
Anakartlarda anlatıldığı gibi insanlar üzerinde deşarj yapılmadığı sürece var olan bir elektrik yükü çok hassas elektriksel değerlerle çalışan bilgisayar donanımlarına zarar verebilir. Bu nedenle bilgisayar parçalarına dokunmadan önce üzerinizdeki antistatik yükün boşaltılması gerekir. Bunun için en basit yöntem olarak eller bulunduğunuz mekândaki duvara veya metal olan kalorifer peteği, çeşme gibi yerlere dokundurulabilir.
İşlemci, anakart kasaya monte edilmeden önce takılırsa kolaylık sağlayacaktır.
İşlemci Soğutması
Bilgisayar sisteminde en hızlı çalışan birim mikroişlemcilerdir. İşlemci üreticileri bu hızı sağlayabilmek için gibi fazla transistörü bir gövde içerisine sığdırma yarışına girmişlerdir. Bu yarış doğal olarak mikroişlemcilerde ısınma problemini yanında getirmiştir. Örnek olarak bir sınıf içerisinde 30 öğrencinin nefes alıp vermesiyle bile ortam ısısı artmaktadır. Aynen öyle milyonlarca iş yapan transistörün soğuk kalması da düşünülemez. Bu sıcaklık öyle noktalara ulaşır ki mikroişlemci zarar görebilir.
Bu noktada devreye soğutucular ve fanlar girer. Soğutucu ve fan mikroiĢlemciyi ideal çalıĢma ısısı aralığında tutar.
Soğutma çeşitleri
Üç çeşit soğutma sistemi kullanılır. Bu soğutma sistemlerinin birbirine göre avantajları ve dezavantajları vardır. Örneğin daha iyi soğutanın daha pahalı olması bir dezavantajdır. Soğutma şekli ihtiyaca göre seçilmelidir.
Havayla soğutma
İşlemci üzerinde soğutucu, onun üzerinde de fanın bulunduğu soğutma düzeneğidir. İşlemciden çekilen ısı ince petekler üzerinden fan yardımıyla havaya aktarılır. Isınan havanın doğal olarak kasadan da dışarı atılması gerekir. Kasa fan sistemi düzgün çalışmazsa istediğiniz kadar mikroişlemci soğutma sisteminiz iyi olsun, aynı hava devridaim edileceği için ortam ısısı gittikçe yükselecek ve kasa içindeki yüksek ısı üreten birimler zarar görecektir.
Suyla soğutma
İşlemci üzerindeki ısının suya aktarıldığı, suyun ısısının da radyatör-fan düzeneği vasıtasıyla dağıtıldığı sistemdir. Su soğutma sistemi hava soğutmalı sistemden daha verimlidir fakat su soğutma sistemleri iyi bir hava soğutmalı sistemden daha pahalıdır. Isıl borulu soğutma
İşlemcinin ısısı soğutucu vasıtasıyla içinde özel bir sıvı olan ısı borularına (heat pipes) aktarılır. Özel sıvı çok çabuk buharlaşabilen ve yoğunlaşabilen bir sıvıdır. İşlemci üzerindeki ısı, soğutucu blokun içinde bulunan boruların içindeki sıvıyı buharlaştırır. Buharlaşarak yukarı doğru hareket eden sıvı, ısısını salarak boruların üst kısmında tekrar yoğunlaşır ve aşağı iner. Sıvının bu hareketiyle işlemci ısısı işlemciden uzaklaştırılmış olur.
Soğutucu ve Fan Montajı
0 yorum:
Yorum Gönder