Transcript Document

BİL 110 Bilgisayara Giriş
Bilgisayarlar Nasıl Çalışır?
Öğrt. Gör. Dr. Ahmet Cengizhan Dirican
Bilgisayar Müh. Böl.
1
Bir Bilgisayarı Neler Oluşturur?
 Bilgisayarlar temel olarak , donanım ve yazılım olarak isimlendirilen, iki
kısımdan oluşmaktadır.
 Donanım (Hardware): Bilgisayarın fiziksel, elle tutulabilen kısmını
oluşturur. Bilgisayarı oluşturan bütün aygıt ve fiziksel parçalara verilen genel
addır.
 Yazılım (Software): Bilgisayarın sanal, elle tutulamayan ancak bilgisayar
donanımı üzerinde çalıştırılıp, monitör veya printer gibi çıktı aygıtları
üzerinden sonuçları gözlenebilen kısmıdır. Diğer bir tanımla, belirli işlemleri
yapmak için bilgisayara yüklenilen programlara verilen genel isimdir ve iki
temel çeşitir vardır.
 Sistem Yazılımları (System Software): Donanımı kullanmak ve kontrol
etmek için kullanılan genel programdır. Örn: İşletim sistemleri, derleyiciler.
 Uygulama Yazılımları (Application Software): Kullanıcıların
temBilgisayarı çalıştıran veri ve uygulamalar.
Bilgisayarlar Nasıl Çalışır ?
 Bilgisayarlar
girdi donanımları aracılığıyla aldıkları bilgiyi
çeşitli temel donanımlar vasıtasıyla işler,
çıkış donanımları vasıtasıyla sonuçları kullanıcıya gösterdikten sonra
istenirse tüm bu bilgileri daha sonra kullanılmak üzere, saklama donanımlarını
kullanarak saklar veya
 iletişim donanımları aracılığıyla başka bir yere/bilgisayara gönderir.




 Tüm bu süreç her ne kadar adı geçen donanım gruplarıyla gerçekleştirilse
de, neticede tüm bu donanımların çalıştırılması veya yapacakları işler
yazılımlarla veya programlarla belirlenmekte ve yönetilmektedir.
 Diğer bir deyişle donanım ve yazılım bu sürecin ayrılmaz iki
parçasıdır.
3
Bilgisayarın İç Donanımları
 Merkezi İşlem Birimi (CPU: Cenral Processing Unit)
 Bellek (RAM)
 Anakart (Mainboard)
Power Supply
Drive Bays
 Adaptör Kartları
 Ses Kartı
(Sound Card)
 Ekran kartı
(Graphics Card)
 Portlar (Ports)
 Sabit disk (Hard Disk)
 Optik sürücüler
(Optical Drives)
 Güç kaynağı
(Power Supply)
Processor
Ports
Memory
Video Card
Sound Card
Bilgisayarın Dış Donanımları
 Temel Girdi Donanımları
 Klavye, Fare, Touchpad, Joyistik
 Scanner, Webcam
 Mikrofon
 Temel Çıktı Donanımları
 Monitör
 Yazıcı, vb.
 Hoparlörler
 Diğer Aygıtlar
 Bilgisayarların veri alabileceği, çıktı yapabileceği veya dışarıdan bilgisayar
kontrolüyle yönetilmek istenebilecek pek çok aygıt olabilir.
 --********************
5
Sistem Yazılımları
 Sistem Yazımları. Örn: İşletim sistemleri, derleyiciler, editörler, haberleşme
programları.
 Bilgisayar donanımına can veren yazılımlardır.
 Uygulama programlarına göre daha düşük seviyelidirler.
 İşletim Sistemi
 İşletim sistemi bilgisayar kaynaklarını (CPU, bellek, sabit disk, diğer aygıtlar) yöneterek,
uygulama programlarının çalışmasını sağlayarak, kullanıcı ile bilgisayar arasındaki
iletişimi sağlayan aşağı seviyeli bir sistem programıdır.
 İşletim Sisteminin Temel Görevleri





Merkezi İşlem Birimi Yönetimi
Bellek Yönetimi
Disk Yönetimi
Dosya Sistemi Yönetimi
Diğer Aygıtların Yönetimi
 Diğer yazılımların çalıştırılması
 Kullanıcı ile iletişimin sağkanması
6
Uygulama Yazılımları
Ofis Programları. Örn. Kelime İşlemciler, Çalışma Tabloları, Gösteri/Sunum Hazırlama, Internet Tarayıcılar
 Mesleki ve Ticari Yazılımlar. Örn: Muhasebe,stok kontrol ve hasta takip programları.

 Veri elde edilmesi, işlenmesi, raporlanması ve saklanması başlıca özellikleridir.
 İşlenen veri miktarı göreli olarak büyüktür.
 Zamanın büyük kısmı giriş/çıkış işlemleri için harcanır.

Bilimsel ve Mühendislik Yazılımlar. Örn:Elektronik devre çözümü, simülasyon, bina kiriş/kolon hesabı
programları.






Matematiksel ve istatistiksel algoritmalar ağırlıklıdır.
Yoğun olarak sayı ve sayı dizileriyle uğraşılır.
Veri miktarı göreli olarak düşüktür.
Matematiksel karmaşıklık başlıca ayırt edici özellikleridir.
CPU kullanımları oldukça yüksektir.
Yapay zeka yazılımları. Örn: Satranç oynayan programlar, uzman sistemler, doğal dil algılama ve robot
programları
 İnsan davranışlarını taklit etmeyi amaçlayan programlar.

Görüntüsel Yazılımlar. Örn: Oyun ve animasyon programları.
 Görüntü işlemlerinin ve algoritmalarının yoğun olduğu programlardır.
 Bilgisayarın grafik arabirimini yoğun bir biçimde kullanırlar.
7
Bilgi Nasıl İşlenir?
Girdi (Input)
İşleme (Processing)
Çıktı (Output)
Saklama (Storage)
İletişim (Communication)
Bilgisayarlar Bilgiyi
Nasıl İfade Eder?
8
Bilgi Nasıl İşlenir? (1/2)
 Bilgisayarda bilgi Merkezi İşlem Birimi (CPU) tarafından, ona verilen
programlar takip edilerek veya uygulanarak işlenir.
 Program bilgisayar tarafından çözülmesi istenen bir problem için üretilmiş bir
çözümün veya algoritmanın bilgisayar diline veya işlemcinin onu anlayabileceği
biçime çevrilmiş haline denir.
 Bir problemin veya belirli bir işin nasıl yapılacağını tanımlayan adımlar kümesine
algoritma denir. Daha teknik ifadesiyle, algoritma, sonlu bir süreci tanımlayan,
sıralı, kesin (açık) ve çalıştırılabilir adımlar kümesidir.
 Örn:
 Yemek pişirme  yemek tarifler
 Adres bulmak Yol tarifleri
 Çamaşır yıkama  Makine kullanım talimatnamesi
 Bir makinenin (bilgisayarın) belirli problemi çözebilmesi veya bir
görevi icra edebilmesi için öncelikle bu görevin yapılmasını sağlayacak
bir algoritmanın keşfedilmesi gerekir.
 Daha sonra keşfedilen algoritmanın ilgili makineye uyumlu olarak ifade edilmesi
gerekmektedir.
9
Bilgi Nasıl İşlenir? (2/2)
 İnsanlar için programlar kağıt üzerinde veya bilgisayar ekranında
gösterilir.
 Makineler için ise programlar makinenin teknolojisine uygun bir
biçimde kodlanırlar.
 Bir programın geliştirilmesi, makineye uyumlu biçime
kodlanması ve makine içine yerleştirilmesi sürecine
programlama denir.
 Programlar, ve onların ifade ettikleri algoritmalar, toplu halde yazılım
olarak ele alınır. Diğer bir tanımda yazılım, programlamayı ve bu
konuyla ilgili dokümantasyonları içeren genel bir terimdir.
10
Bilgisayarlar Bilgiyi Nasıl İfade Eder
veya Gösterirler?
Bilgisayarlar bilgiyi, kendi elektronik doğalarına/teknolojilerine
uygun bir biçimde 1’ler ve 0’lar veya ikili sayı sistemi kullanarak
geliştirilmiş sayısal şifreleme teknikleri vasıtasıyla ifade ederler.
Yapılan işlem temelde, belirli tipteki bir verinin, (tam sayı, ondalıklı
sayı, yazı, resim veya ses), ona özel olarak geliştirilmiş, bilgisayar
teknolojine uygun bir şekilde ve daha sonra onun işlenmesini
mümkün kılacak bir biçimde şifrelenmesidir.
11
Veri Gösterimi, İkili Sistem ve Bit Kavramı
 Bilgisayarda veriler “digital” şekilde, yani ikili tabanda gösterilir.
 Bilgisayarlar yanlızca 1 ve 0 değerleri üzerinde işlem yaparlar.
 1 ve 0, “on/off ” veya “açık/kapalı” durumlarını tanımlar.
 Bu iki durumu tanılamak için ikili (binary) sistem kullanılır.
 İkili sistem 1 ve 0 sayılarından
oluşan matematiksel bir
sayma sistemidir.
 Her sayıya “binary digits”
kelimelerinin kısaltılmışı
olan “bit” denir
Byte Kavramı
 8 bit’in gruplanması ile oluşturulan birimdir.
 Veriler byte ve byte’ın katları olarak depolanır (KB, MB, GB)
 256 farklı karakterin gösterimi için “1” ler ve “0” lardan oluşan yeterli
farklı kombinasyonu sağlar
 Numaralar
 Büyük ve küçük harfler
 Noktalama işaretleri
Onlu (Decimal) Gösterim
 Her basamak için 10 olası değer (0-9)
 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, ???
 Sonra ne yaparız?





En sağdaki basamak birler basamağı (0’dan 9’a),
Sonraki onlar basamağı (10’dan 90’a),
Sonraki yüzler basamağıdır (100 den 900 e)
vb...
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, …, 98, 99, 100, vb.
 Örneğin, 506
 6 bir, 5 yüz
 (6 x 100) + (0 x 101) + (5 x 102) = 506
 (6 x 1) + (0 x 10) + (5 x 100) = 506
İkili (Binary) Gösterim
 Her basamakta sadece 2 olası değer (0 veya 1)
 0, 1, ???
 Sonra ne yaparız?





En sağdaki basamak birler basamağı (0 ve 1),
Sonraki ikiler basamağı (1’den 2’ye),
Sonraki dörtler basamağı (1’den 4’e)
vb...
0, 1, 1 0, 1 1, 1 0 0, 1 0 1, …, 1 1 0 1, 1 1 1 1, vb.
 Örneğin, 1 1 0
 1 iki, 1 dört
 (1 x 22) + (1 x 21) + (0 x 20) = (1 1 0)2
 (0 x 1) + (1 x 2) + (1 x 4) = (1 1 0)2
Binary (ikili – 2 tabanında) Sistem
Üstler
6
5
4
3
2
1
0
2 tabanında eşitlik
n = 1 veya 0
26 x n
25 x n
24 x n
23 x n
22 x n
21 x n
20 x n
Üst Sonuçları
64
32
16
8
4
2
1
İkili Gösterim
1
0
0
1
1
0
1
Sonuç
77
64
0
0
8
4
0
1
Yazının Gösterimi: ASCII
 ASCII: American Standard Code for Information Interchange
 Latin alfabesi üzerine kurulu
7 bitlik bir karakter setidir
 ANSI X3.110-1963 adıyla bir
standart olmuştur
 Sembolleri gösterebildiğimiz tek
yolun bu olmadığına dikkat edin.
Symbol
Decimal
Binary
7
8
9
:
;
<
=
>
?
@
A
B
C
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
00110111
00111000
00111001
00111010
00111011
00111100
00111101
00111110
00111111
01000000
01000001
01000010
01000011
Veri Gösterimi (Input/Output)
 Bir harf nasıl ikili sisteme çevrilir ve geri döndürülür
Adım 1.
Kullanıcı klavyeden “D” (shift+D)
tuşuna basar
Adım 4.
“D” harfinin ikili kodu üzerinde
işlem yapıldıktan sonra kod görüntüye
çevrilir ve çıkış aygıtında gösterilir
Adım 2.
“D” harfi için elektronik
sinyal sistem ünitesine
gönderilir
Adım 3.
“D” harfi için sinyal ASCII
ikili koda (01000100)
dönüştürülür ve işlenmek
için hafızada saklanır
Yazının Gösterimi: EBCDIC
 EBCDIC: Extended Binary Coded Decimal Interchange Code
 IBM tarafından kullanılan bir karakter kümesi ailesidir
 Daha çok OS/360 işletim sistemi ve S/390 sunucularında kullanılır
 Harf, rakam, işaretleri karşılayan 256 farklı sembolü kodlayabilir
ASCII
00110000
00110001
00110010
00110011
Symbol
0
1
2
3
EBCDIC
11110000
11110001
11110010
11110011
Hegzadesimal (16’lık) Kodlama Sistemi
Adrese göre düzenlenmiş hafıza hücreleri
Adrese göre düzenlenmiş hafıza hücreleri
CD depolama biçimi
Bir Manyetik Teyp Depolama Mekanizması
ASCII Kodlarıyla “Hello.”
Onluk ve İkilik Sistem
İkilik “100101”
Pozitif Tam Sayıların İkili Gösterimi: Algoritma
Pozitif Tam Sayıların İkili Gösterimi: Örnek
Figure 1.18: The sound wave represented by the
sequence 0, 1.5, 2.0, 1.5, 2.0,
3.0,
4.0, 3.0, 0
İkili Toplama
İki sayıların Çözümlenmesi: 101.101
İkiye Tümleme Gösterim Sistemi
Two’s Complemment Notation
4 bit Kullanarak -6 Sayısının “İkiye Tamamlama
Yöntemiyle” Gösterimi
İkiye Tamamlama Gösterimine Dönüştürülmüş
Toplama Problemleri
Excess 8 Dönüşüm Tablosu
3 Bit ile Excess Gösterim Sistemi
Kayan Nokta Gösterim Bileşenleri
2 5/8 Değerini Kodlama
Bilginin Saklanması
 Bilgisayarda bilgiler kalıcı/sürekli hafıza ortamlarında saklanır.
 Bunlar: Sabit diskler, Flash bellekler, CD/DVD, Disket
 Hafıza Ortamlarının Ölçü Birimleri
 Byte (B)
 Kilobyte (KB)
 Megabyte (MB)
 Gigabyte (GB)
 Terabyte (TB)
= 8 bit
= 1024 Byte
= 1024 KB
= 1024 MB
= 1024 GB
= 1,048,576 Byte
= 1,073,741,824 Byte
= 1,099,511,627,776 Byte
40