Bilgisayar Donanımı

1. Bilgisayara Giriş
Bilgisayar Nedir?
Bilgisayar; kullanıcı tarafından girilen bilgileri işleyen,
depolayan
istendiğinde girilen bilgileri veya sonuçlarını çok hızlı bir şekilde verebilen
elektromekanik bir cihazdır. Bu bilgiler, yazı, resim, ses ve video kaydı gibi değişik
biçimlerde olabilir.
Bilgisayarlar, işlemleri insanlara göre çok hızlı bir şekilde ve hatasız
yapabilirler. Bu özellikleri nedeniyle günümüzde muhasebe işlemlerinden tıp
bilimine, eğitim bilimlerinden uzay bilimlerine kadar her alanda insanların
vazgeçemeyecekleri bir araç haline gelmiştir.
Bilgisayar ile Neler Yapabiliriz?
Aslında bilgisayar ile neler yapılamaz diye sorulsaydı bu sorunun cevabı daha
kolay verilebilirdi. Bir bilgisayar ile çok şeyler yapılabilir bunlardan bazıları
şunlardır;
 Her türlü kişisel veya resmi yazılar göze hoş gelen bir biçimde yazılabilir ve
bunlar yazıcıya gönderilip kağıt üzerine çıktı alınabilir.
 Karmaşık hesaplar (örneğin bütçe hesabı, maliyet raporları vs.) otomatik olarak
yapılır ve sonuçlar hızlı bir şekilde görüntülenir.
 Resim yapılabilir, hazır resim ve fotoğraflar izlenebilir veya üzerlerinde değişiklik
yapılabilir.
 Müzik dinlenebilir, bu müziklere çeşitli ses efektleri eklenebilir, uygun
yazılımlarla besteler yapılabilir.
 Uygun donanım ve yazılım bileşenleri ile sinema filmleri bile seyredilebilir.
 Bir video kamera, uygun donanım ve yazılım varsa çekilen filmlerin montajı
yapılabilir görüntülere çeşitli efektler verilebilinir.
 Bir modem ve internet hesabına sahipseniz tüm dünyadan çok sayıda kişinin akla
gelebilecek her konuda sunduğu çeşitli yazılı görsel ve işitsel bilgilere
ulaşılabilirsiniz. Aynı zamanda arkadaşlarınıza anında mektup gönderilebilirsiniz.
 Yine modem ve kamera aracılığıyla uzaktaki insanlarla sesli, yazılı ve görüntülü
olarak sohbet edebilirsiniz.
 Bir modemin sağladığı olanaklar nerdeyse sınırsızdır: İnternette web sitesi olan
mağazalardan kredi kartı ile alışveriş edilebilinir ve siparişlerin kapıya kadar
gelmesi sağlanabilir.
 Yine modemle internet üzerinden gazetelerin web sitelerine bağlanılabilinir ve
günlük haberler okunabilinir.
 Oyunlar oynanabilinir, modemle uzaktaki bir arkadaşla oyun oynamak
mümkündür.
 İşe uygun yazılımlarla işletmelerde iş verimi arttırılabilinir.
 Çocukların eğitimi için uygun programlar kullanılabilinir. Böylece öğrenecekleri
şeyleri daha kolay, daha hızlı ve daha eğlenceli bir şekilde algılamaları
sağlanılabilinir.
 Bir tarayıcı yardımıyla bilgisayarda fotoğraf albümü oluşturulabilinir.
 Kişisel bilgiler, randevular, telefon numaraları ve önemli olaylar kaydedilebilinir.
 Yabancı dil programları ile başka dillerin öğrenilmesi sağlanılabilinir.
 Çok geniş bilgi kütüphaneleri içinde hızlı aramalar yaptırarak normalde vakit
alacak araştırma işleri kolaylıkla halledilebilinir.
Yeni Bilgisayar Kullanıcılarına Tavsiyeler
Bilgisayar kullanmaya yeni başlayanlar, aşağıda verilen bazı önemli noktalara
dikkat etmesi gerekir.
 Umutsuzluğa kapılmayınız . Bilgisayar kullanmak bir günde öğrenilecek bir şey
değildir.
 Kendinize engeller koymayın. Yapamam diye düşünüyorsanız bir süre sonra
sahiden de yapamadığınızı görürsünüz.
 Her şeyi birden öğrenmeye çalışmayınız. Belki bir süre çok az bir bilgiyle idare
edebilirsiniz. Bilgisayarı kullandıkça yeni şeyler öğrendiğinizin farkına
varacaksınız.
 Denemekten ve yanılmaktan korkmayınız. Programlar arasında kaybolmaktan
çekinmeyin.
 Unutmayın ki bilgisayar kullanmak için bilgisayarcı olmak gerekmez. Önemli olan
neyi ne kadar öğrendiğiniz değil, bilgisayarla işinizi görüp görmediğinizdir.
 Bilgisayarlardan beklentileriniz büyük olmasın. Bilgisayar kullanınca hemen
harikalar oluşturacak değilsiniz.
Bilgisayarın Tarihçesi
Bilgisayarların tarihçesi basit hesaplama cihazlarından başlayarak yüksek hızlı
elektronik ağ bağlantısına sahip süper bilgisayarlara kadar uzanan uzun bir
hikayedir. Bu yolculuk M.Ö. 500 yıllarında eski Çin’de abacus’un (abaküs) icadıyla
başlamaktadır. Bilgisayarın gelişimi vakum tüplerin, transistörlerin, entegre
devrelerin, mikroişlemcilerin ve sayısız pek çok diğer icatlarla günümüze kadar
gelmiştir. Bilgisayarın tarihçesini birkaç kuşağa ayırabiliriz.
Abaküs (M.Ö. 500): İlk bölüm M.Ö. 500 yıllarında abaküs’ün icadıyla başlar abaküs
ilk insan yapısı sayısal hesaplayıcıdır (Şekil 1). Belli bazı kuralları bilerek kullanıcı
herhangi bir matematik işlemi gerçekleştirebilir. Abaküs gerçektende ilk
bilgisayardır. Çünkü bir şeyler hesaplayabilmektedir. İnsan beynini bir kenara
bırakırsak abaküs rakamlarla hesaplama yapan ilk cihaz idi.
Şekil 1. İlk Abaküs
Eniac (1943): ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator) Dünyanın ilk
elektronik bilgisayarı 1943’de icat edildi (Şekil 2). Bu bilgisayarda vakum tüpleri
kullanılmıştır. Kendisinden önceki herhangi bir makineden bin kat daha işlem
yapabilme kabiliyetine sahipti. Çünkü eşitlikleri çözmekte kendisine has bir yöntem
kullanmaktaydı. Bu bilgisayarın kötü tarafı çok fazla enerji harcaması ve çok fazla
yer kaplamasıydı. Bu, o zamanki teknolojinin kısıtlı olmasından kaynaklanmaktaydı.
Şekil 2. ENIAC
Manyetik Depolama (1957): 1957’ye kadar depolama üniteleri olarak manyetik
boncuklar kullanılmaktaydı. 1957’de bilgiyi saklamanın daha kolay ve daha güvenli
olması nedeniyle manyetik teypler kullanılmaya başlandı. Daha çok depolama alanı,
bilgisayarlarda daha büyük ve daha gelişmiş programları işletmeye imkan sağlar
(Şekil 3).
Şekil 3. Manyetik Depolama Ünitesi
Transistör (1959): 1959’da bilgisayarlar, transistör adı verilen bir devre elemanı
sayesinde giderek küçülmeye başlamıştır. Transistörler vakum tüplerinin yerini
aldılar çünkü daha küçüktüler, daha az enerji harcıyorlardı ve çok daha hızlı idiler
(Şekil 4).
Şekil 4. İlk transistör ve günümüzdeki transistörler
Entegre Devreler (1965) : Entegre devreler 1965’de keşfedildiler. Devreler cama
benzer silikon adı verilen bir madde üzerine işlenmekteydi. Bu bilgisayar
endüstrisinde büyük bir gelişmeye yol açtı. Çünkü çok fazla yer kaplayan
transistörlerle dolu büyük kartlar daha küçükleriyle yer değiştirerek bilgisayarların
daha küçük, daha güvenilir, daha hızlı ve daha ucuz olmasını sağladı.
Şekil 5. İlk entegre ve günümüzdeki entegre
Mikroişlemciler (1971) : 1971’de İntel ilk mikro işlemcilerden olan dört bitlik
108KHz hızındaki 4004 çipini piyasaya sundu. Mikroişlemciler bilgisayarların daha
süratli karar vermesini ve daha derin düşünebilmesini sağladı. Böylece bilgisayarlar
daha karmaşık işlemleri daha kısa bir sürede yapmaya başladılar. Mikroişlemciler
bugünde olduğu gibi entegre devre teknolojisine dayalı olarak üretilmişlerdi (Şekil
6).
Şekil 6 İlk mikroişlemci ve günümüzdeki mikroişlemci
IBM PC (1981) : 1980’de IBM microsoft’tan ilk kişisel bilgisayar projesi için BASIC
programlama dilini geliştirmesini istedi. 1981’de IBM, Datamaster adını verdiği ilk
masaüstü bilgisayarını piyasaya sundu (Şekil 7).
Şekil 7 İlk IBM PC ve günümüzdeki bir PC
Bilgisayarın Çalışma Prensibi
Elektronik devreleri analog ve dijital sistemler olmak üzere iki gruba
ayırabiliriz.
Analog sistemlerde devre üzerindeki gerilim değerleri sürekli
değişkenlik gösterir. Bundan dolayıdır ki analog devreler tasarlanması ve arıza
durumunda arızanın tespit edilmesi oldukça zordur. Dijital sistemlerde ise devre
üzerinde 0V ve 5V olmak üzere sadece iki farklı gerilim değeri görülebilir. Bundan
dolayıdır ki tasarlanması kolay arıza tespiti basittir.
Bilgisayarlar dijital sistemlerdir. Dijital sistemlerde 0V değeri ikilik sayı
sistemindeki 0’a +5V değeri ise 1’e karşılık gelir. Bilgisayarda ki bilgilerin tamamı
1’ler ve 0’lardan oluşur. (Şekil 8). Bir bilgiyi oluşturan bir tane 1 veya 0 bilgisini
bilgisayarda saklamak için gerekli olan hafıza birimine bit denir. BİT, Binary Digit
(ikili sayı) kelimelerinden türetilmiştir.
Şekil 8 Binary Sayı sistemi ve decimal sayı sistemine dönüşümü
8 bitlik hafıza birimine 1 byte denir ve bilgisayarlarda kullanılan karakterlerin
her biri 1 byte ile ifade edilir. Bu şekilde 256 (28) tane farklı karakter kodlanabilir.
Karakterlerin kodlanması, ASCII (American Standart Code for Information
Interchange) kodu adı altında uluslararası bir standarda kavuşturulmuştur.
Bilgisayarda kullanılan karakterler sayısal (0’dan 9’a kadar olan rakamlar) ve
alfa sayısal (a’dan z’ye kadar olan harfler ve diğer karakterler) olmak üzere iki gruba
ayrılır.
Hafıza Elemanlarının Kapasite Birimleri
Bilgisayar ortamındaki bilgiler hafıza elemanlarında saklanır. Hafıza
elemanlarının kapasite birimleri byte ile ifade edilir. Byte birimini üst katları
aşağıdaki Tablo 1.1 de gösterilmiştir.
Tablo 1. Kapasite Birimleri
1 Byte (B)
8 Bit
1 KiloByte (KB)
1024 Byte
1 MegaByte (MB)
1024 KiloByte
1 GigaByte (GB)
1024 MegaByte
1 TeraByte (TB)
1024 GigaByte
Örnek 1: 2048 KB kaç MB’dır ve kaç Byte’dır
 2048 / 1024 = 2 MB
 2048 x 1024 = 2097152 Byte
Örnek 2: Word sayfasında yazılmış olan 8192 adet karakter kaç KB’lık yer
kaplar

8192 karakter = 8192 byte demektir.

8192 / 1024 = 8 KB’dır.
Örnek 3: Elimde 80 GBLık bir sabit disk, 700MB’lık CD-ROM, 128MB’lık Flash
Bellek ve 1,44MB’lık bir disket var. Bu durumda;
1 Sabit Disk = …………?…………. CD-ROM kapasitesine eşittir.
1 Sabit Disk = …………?…………. Flash Bellek kapasitesine eşittir
1 Sabit Disk = …………?…………. Disket kapasitesine eşittir.

80 GB = 81920 MB’dır.
1 Sabit Disk = 81920 / 700 = 117 CD-ROM kapasitesine eşittir.
1 Sabit Disk = 81920 / 128 = 640 Flash Bellek kapasitesine eşittir
1 Sabit Disk = 81920 / 1,44 = 56888 Disket kapasitesine eşittir.
Bilgisayar Donanımı
Bilgisayarlar, donanım (hardware) ve yazılım (software) olmak üzere iki ana
başlık altında incelenebilir. Bilgisayarı oluşturan bütün fiziksel parçalara donanım
denir. Diğer bir ifadeyle, tartı aleti üzerinde ağırlık yapan her şey donanımın bir
parçasıdır. Dışarıdan bakıldığında bir sistemin bilgisayar diye nitelendirilebilmesi
için en az monitör, klavye, mouse ve kasa (kasa içindeki birimler) birimlerini Şekil
9’da görüldüğü gibi içermesi gerekir.
Şekil 9. Bilgisayarın genel görünümü
Donanım Birimleri
Giriş birimleri: Dış ortamdan bilgisayar ortamına veri girişi yapmak amacıyla
kullanılan birimlerdir.
Merkezi İşlem birimi: mikroişlemci olarak isimlendirilir ve bilgisayarımızda
gerçekleşen işlemlerin tamamını bizzat yapar veya diğer birimler tarafından yapılan
işlemleri denetler.
Bellek birimleri: Bilgisayarımızdaki bilgilerin saklanması amacıyla kullanılan
birimlerdir.
Çıkış birimleri: Bilgisayardaki bilgileri dış ortama aktarabilmek amacıyla kullanılan
birimlerdir (Şekil 10).
Disket sürücü, CD sürücü ve modem gibi bazı çevre birimleri hem giriş hem
de çıkış birimi olarak kullanılmaktadır.
Şekil 10 Bilgisayar Donanım Birimleri
Merkezî İşlem Birimi
Mikroişlemci(CPU)
Bilgisayar içinde yapılan işlemleri ya bizzat kendisi yapan ya da yapılmasını
denetleyen birimdir. Dolayısıyla bilgisayarın yaptığı işlemlerde önemli katkısı
vardır. Mikroişlemciler günümüze kadar çeşitli aşamalar kaydederek günümüze
kadar gelmiştir. Tablo 4’de bu tarihsel gelişim kısaca özetlenmiştir.
Şekil 28. Mikroişlemciler
Tablo 4. Mikroişlemcinin tarihsel gelişimi
INTEL
AMD
CYRIX
8086 (1978)
-
-
8088 (1979)
-
-
80186 (1980)
-
-
80286 (1982)
-
-
80386 (1985-1990)
386 benzeri
386 benzeri
80486 (1989-1994)
486 benzeri
486 benzeri
Pentium (1993)
Am5x86 (1995)
5x86 benzeri
Pentium Pro (1995)
AMD K5 (1996)
6x86 (1995)
Pentium MMX (1997)
AMD K6 (1997)
6x86MX (1997)
Pentium II (1997)
-
-
Celeron (1998)
AMD K6-2 ve K6-3 (1998)
-
Pentium III (1999)
AMD Athlon (1999)
Üretimi durduruldu (1999)
Celeron II (2000)
Duron (2000)
-
Pentium IV (2000)
-
-
İşlemcilerin kendilerine verilen komutları işlemekteki hızları onların önemli
özelliklerinden birisidir. Bu özellikleri MHz olarak ifade edilir ve 1 saniyede kaç
milyon komut işleyebildiklerini gösterir. Örneğin 1000 MHz (1GHz) işlem hızına
sahip bir işlemci, saniyede 1 Milyar işlem yapabilir. Yukarıdaki tabloda verilen
işlemciler arasında böyle bir kıyaslama yapacak olursak, ilk çıkan 8086 işlemcisi
saniyede ancak 4 milyon işlem yapabilirken, yeni bir Pentium IV işlemci saniyede 2
milyardan fazla işlem yapabilir.
Şekil 29. 4004 İşlemci
Şekil 30. 8086 İşlemci
İşlemcileri bir diğerinden ayırt eden önemli özelliklerden birisi de onun bir
seferde işleyebileceği bilgi miktarını gösteren komut kapasitesidir. Bu da bit ile ifade
edilir. Yine bir karşılaştırma yapacak olursak, ilk çıkan 8086 tipi bir işlemci 8 bit
komut kapasitesine sahipken, yeni bir Pentium IV işlemcisi 64 bitlik komut
kapasitesine sahiptir. Komut kapasitesi, basitçe işlemcinin bir seferde işleyebildiği
rakamın ne kadar büyük olduğunu göstermektedir.
Şekil 31. 386 işlemci
Şekil 32. Pentium MMX işlemci
Yukarıdaki ifadelerden de anlaşılacağı üzere, hızlı işlemci iyi işlemci demek
değildir. Daha yavaş fakat komut kapasitesi yüksek bir işlemci, hızlı fakat komut
kapasitesi düşük bir işlemciden daha güçlü olabilir. Bu nedenle bilgisayar alırken
yeni model işlemciler tercih edilmelidir.
Şekil 33. Pentium II işlemci
Şekil 34. Pentium IV Mikroişlemci
Şekil 35. Celeron İşlemci
Şekil 36. AMD işlemci
Çok Çekirdekli Kavramı
Çok çekirdekli işlemcilerde, çekirdek diye bahsedilen aslında fiziksel manada
işlemcinin kendisidir. Zar(die) içinde çok yakın bir zamana kadar sadece bir tane
işlemci çekirdeği bulunuyordu. Ancak, mesela çift çekirdekli işlemcileri ele
aldığımızda, bir zar içerisinde iki tane işlemci çekirdeği bulunduğunu görürüz. Çok
çekirdekli işlemciler denildiği zaman mutlaka değinilmesi gereken çeşitli kavramlar
vardır:
 İple Bağlama (Threading): Aynı anda birden fazla iş parçacığını işleme
sokabilmektir.
 Çoklu İşleme (Multi Processing): Threading ve çekirdekler ile yapılan çoklu
işlemlerin tümüdür.
 Çoklu Görevlendirme (Multi Tasking): Birden fazla programın aynı anda
çalıştırılmasını sağlar.
Çoklu Çekirdek Tasarımı
Çoklu çekirdek tasarımının en büyük avantajı, aynı anda birden fazla işlem
yapabilme kapasitesidir. Bu tür işlemcilerde hızı sağlayan asıl etken, aynı zar
üzerindeki iki işlemcinin etkileşmesinin, ayrı ayrı işlemcilerin etkilenmesinden daha
hızlı olmasıyla oluyor. Çok çekirdekli işlemcilerde, iki çekirdek aynı veri yolu ve
aynı bellek bant genişliğini kullanacağından bu verimin düşmesine neden olur.
İşlemci piyasasında işlemci başarımı çok önemlidir ve bu yüzden başarımı en
mükemmel yapmak gerekir. Var olan üretim teknolojisi kullanılarak saat hızı ve
işleme birimleri arasındaki dengeyi en iyi şekilde sağlayarak başarımı en iyi duruma
getiren taraf, işlemci piyasasındaki başarım mücadelesini kazanabilir.
Çok iş parçacıklı yazılımlar, çok çekirdekli tek işlemcili ve tek çekirdekli çok
işlemcililerde işletim sisteminin iş parçacıklarını çekirdekler arasında paylaştırır. Bir
bilgisayarın başarımını arttırmak için saat hızını yükseltmektense daha fazla sayıda
çekirdek eklemek başarımı daha fazla arttırır.
Çok Çekirdekli İşlemciler
Eski 8086 işlemcilerinden, Athlon 64 ve Intel Pentium 4’e kadarki tüm işlemciler tek
çekirdeklidir. Yani bunlar, üzerlerinde tek bir işlem birimi taşıyan işlemcilerdir. Tek
vuruşlu işlemcilerde, tek bir uygulama varken saat hızları yüksek olduğunda
başarım yüksek olabilir. Çift işlem çekirdeğine sahip olmak demek teorikte çift işlem
gücü demektir ancak işlem gücünün artabilmesi için uygulamaların çok çekirdekli
işlemcilere göre uyarlanmış olması gereklidir.
Eğer yazılım çok iş parçacıklı çalışmak üzere tasarlanmışsa, daha yüksek
hesaplama gücüne ihtiyaç duyan ağır bir yazılımdır. Bu tür yazılımları çalıştırmak
için çift çekirdekli işlemcileri kullanmak kullanıcıya kolaylık sağlayacaktır. Ayrıca
çift çekirdek, kullanıcı internette dolaşırken aynı anda elektronik posta
gönderebilmesi gibi birden fazla uygulamayı aynı anda çalıştırmada kolaylık sağlar.
Yani çift çekirdek sayesinde aynı anda birçok uygulama sorunsuz çalışır. Dört
çekirdekli işlemcilerin ise güçlerini gösterebildikleri az sayıda uygulama var. Çünkü
uygulamaların birçoğu çok çekirdekli işlemcilere göre uyarlanmamıştır. Dört
çekirdekli işlemciler, dört adet işlem çekirdeğinin ortak bir önbellekte tek bir yonga
içine sokulmasıyla üretilirler.
Anakart
Şekil 37. Anakartın görüntüsü
Anakart, işlemcinin, bilgisayarın diğer bileşenleriyle haberleşmesini sağlayan
karttır. Bilgisayarın mikroişlemcisi anakart üzerinde bulunur. İşlemci ile anakartın
birbirine iyi uyum sağlaması bilgisayarın sağlıklı ve en üst performans seviyesinde
çalışması için gereklidir. Bilgisayarın içbelleğini oluşturan RAM bellek modülleri de
yine anakarta takılır.
Bilgisayarın diğer bileşenleri, yuva (slot) adı verilen konnektörler üzerinden
anakarta bağlanır. Farklı özellikteki kartları bağlamak için farklı slotlar mevcuttur
(ISA, PCI, AGP gibi). Bu bakımdan, anakart, PC tipi bilgisayarın önemli mimari
özelliklerinden birisidir. Bu sayede basitçe bir kart ekleyerek bilgisayarın farklı
donanımsal özellikleri desteklemesi sağlanmaktadır. Örneğin, ses özelliği olmayan
bir bilgisayara ses kartı takılarak oyunlardaki sesleri daha etkili çıkarması ve mp3
biçimli müzik parçalarını çalması sağlanabilmektedir.
Anakartlar hakkında konuşurken hep chipset (yongaseti) kavramından
bahsederiz. Bir yongaseti North Bridge (Kuzey Köprüsü) ve South Bridge (Güney
Köprüsü) denen iki yongadan oluşur.
Tipik bir Nortbridge yongası temel olarak işlemciden, bellekten ve AGP
veriyolundan sorumludur ve bunların kontrolüyle bunlar arasındaki veri aktarımını
sağlar. Ancak Northbridge ve Southbridge özellikleri üreticiye ve yongasetine göre
farklılık gösterebilir ve bu genellemenin dışına çıkabilir. Örneğin AMD`nin Hammer
serisi işlemcilerinde bellek kontrolcüsü işlemciye entegre olacağından bu işlemciyi
destekleyen Northbridge yongalarında bellek kontrolcüsü bulunmayacak.
Northbridge yongası fonksiyonlarından dolayı işlemciye, bellek ve AGP slotlarına
yakın olmalıdır (sinyalin geçtiği fiziksel yollar ne kadar kısa olursa sinyal o kadar
temiz ve hatasız olur) ve bu yüzden de anakartın üst kısmına yerleştirilir. Zaten
adındaki “North” kelimesi de buradan gelmektedir.
Southbridge yongası ise giriş – çıkış birimlerinden, güç yönetiminden, PCI
veriyolundan ve USB ile anakarta entegre özelliklerden (ses ve ethernet gibi)
sorumludur. Adındaki “South” kelimesinin de yine anakarttaki pozisyonundan
geldiğini kolayca tahmin edebilirsiniz.
Üreticilerin yonga setlerini iki parça halinde tasarlamaları anakart tasarımında
esneklik sağlar. Örneğin USB 2.0 desteği olmayan bir yongasetine bu desteği eklemek
için bütün yongasetini baştan tasarlamak yerine sadece Southbridge yongasında
değişiklik yapmak çok daha kolaydır. Ayrıca değişik özelliklerdeki Soutbridge
yongaları kullanılarak değişik kullanıcı gruplarına hitap etmek mümkün olur ve
böylece kullanmayacağınız özellikler için boşuna para vermek zorunda kalmazsınız.
Şekil 38. Yonga seti blok diyagramı