Transcript Slayt

2
Bilgisayar mühendisliğinde, bilgisayarın temel işlevsel
yapısı ve kavram tasarımına verilen isim bilgisayar
mimarisidir. Bir taslak olarak iç bağlantıları, aygıtlar arası
haberleşmeleri ve daha geniş olarak merkezi işlem birimi
ve ana bellek üzerindeki yapılara odaklanmıştır.
Bilgisayar mimarisi, en küçüğe ve en başarılıya ulaşmayı
hedeflerken aynı zamanda maliyeti de göz önünde
bulundurduğu için sanat ve bilimin ortak buluştuğu nokta
olarak da tanımlanır
3
Bilgisayar Mimarisi sıklıkla Bilgisayar Organizasyonu
tanımı ile karıştırılır. Bunun nedeni Bilgisayar Mimarisi
tanımının daha alt düzey teknoloji, organizasyon
tanımının ise daha kullanıcıya yönelik üst düzey özellikler
taşımasıdır. Bilgisayar Mimarisi bilgisayar parçalarının iç
yapıları ve aralarındaki haberleşme bağlantıları ile
ilgilidir.
Bilgisayar Mimarisi tanımı aşağıdaki gibi özetlenebilir:
1. Merkezi işlem biriminin mimarisinin tasarımı
• Komut kümesinin tasarımı.
• Adresleme yöntemlerinin tasarımı.
2. Genel donanım mimarileri.
4
Bilgisayar Organizasyonu ve Mimarisi
1937 yılında Howard-Aiken ilk otomatik hesap makinesi
olan MARK-I ‘i, 1943 yılında ise J.P.Erkert ilk işlevsel
bilgisayar olan ENIAC(Elektronic Numerical Integrator
and Calculator)’ı yaptı. 1971 yılında Intel firması; tüm
bileşenleri kendi üzerinde olan 4 bitlik 4004 isimli
mikroişlemciyi, 1972 yılında 8 bitlik 8008 işlemcisini, 1974
yılında ise 8080 işlemcisini üretti.
5
8080 işlemcisi, Intel firmasının ilk genel amaçlı
mikroişlemcisiydi. Mikroişlemcilerin getirdiği en önemli
avantaj programlanabilirlik özelliğiydi. Çünkü bu sayede aynı
işlemci üzerinden farklı işlemler yapılabiliyordu.
( Örneğin: Bir gün matematiksel işlemlerin yapıldığı bir işlemci
üzerinden, diğer gün alfabetik kelime işlemlerinin
yapılabilmesi).
8080 ev bilgisayarlarında da kullanılan ilk işlemcidir. 1979
yılında IBM PC, Intel’in 8088 işlemcisini kullanmaya başladı.
8088 den sonra 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II,
Pentium III, Pentium IV serisi ile kullanıma devam edildi.
Günümüz mikroişlemcileri 8088 den çok hızlıdır.
6
Bugünkü bilgisayarların mimarisinin modeli ENIAC üzerinde
çalışmış olan John Von Neumann tarafından geliştirilmiştir ve
Von Neumann modelinde mantıksal olarak bilgisayar sistemi
tam olarak tanımlanmıştır.
Bilgisayar sisteminin; bellek, veriyolu, giriş, çıkış ve merkezi
işlem biriminden ibaret olduğu düşünülmüştür.
Von
Neumann
mimarisine
sahip
bilgisayarlarda
gerçekleştirilen adımlar: program sayacının gösterdiği
adresten komut getirilir, program sayacı 1 arttırılır, kontrol
birimi getirilen kodun komutunu çözer ve tekrar ilk adıma
dönülür.
7
Bilgisayar mimarisi
yoğunlaşmıştır.
tasarımı
2
yaklaşım
üzerinde
Bunlardan birisi az önce bahsettiğimiz Von Neuman
mimarisi, diğeri ise Harvard mimarisidir.
Harvard mimarili bilgisayar sistemlerinde veri ve
buyruklar ayrı belleklerde tutulurlar. Komutla beraber
veri farklı iletişim yollarını kullanarak ilgili belleklerden
alınıp işlemciye getirilebilir. Getirilen komut işlenip gerekli
verisi veri belleğinden alınırken sıradaki komut, komut
belleğinden alınıp getirilebilir. Bu da hızı arttıran bir
etkendir.
8
Günümüz bilgisayarlarında, ön bellek kullanılarak bellekle tek
yoldan iletişim ve buyrukla verinin aynı bellekte bulunma
sorunu çözülmüştür. Önbelleğin kapasitesine göre anabellekten
veriler ön belleğe alınır. Komut ve veriler önbellek denetleyicisi
tarafından ayrılır ve ilgili birimlere yerleştirilir. Önbellek
miktarı ne kadar fazla olursa o kadar iyi olur ancak
önbelleklerin pahalı olması bir sorundur.
Bilgisayarı oluşturan 5 ana bileşen vardır. Bunlar:
•Veriyolu
•Denetim
•Bellek
•Giriş aygıtları
•Çıkış aygıtları
9
10
11
Bilgisayar mimarisini ise 4 şekilde incelemek mümkündür:
İşlemci ve komut seti mimarisi, bellek mimarisi, giriş-çıkış
sistemi, veriyolu sistemi.
Bilgisayarlar yazılım ve donanım olmak üzere iki kısımdan
oluşurlar.
Yazılım bilgisayarı çalıştırmaya yarayan fiziksel olmayan
kısımdır. Donanım ise bilgisayarın fiziksel ve elektronik
yapısını oluşturan ana ve çevre birimlerin tümüdür.
Monitör, kasa, klavye, fare bilgisayarın donanım
elemanlarıdır.
12
Anakart
İşlemci, RAM, ses kartı, ekran kartı gibi üzerine takılan
aygıtlar ile DVD sürücü, hard disk gibi dahili aygıtları bir
araya getirip, bunlar arasındaki haberleşmeyi kontrol eden
bilgisayarın en önemli parçalarından biridir. Bilgisayara hangi
tür işlemciler takılabileceği, en fazla bellek kapasitesinin ne
kadar olabileceği, hangi yeni donanım teknolojilerinin
desteklenebileceği, anakart üzerindeki elektronik bileşenler
sayesinde belirlenir.
Yonga Takımı
Anakartın beynini oluşturur ve veri akışını denetler.
13
Veriyolu(iletişim Hatları-Data Bus)
Bilgisayarın bir bileşeninden diğerine veri aktarmak için
kullanılan devrelerdir. Adres Bus , Data Bus ve Kontrol Bus
olmak üzere üç bölümden oluşurlar. Adres yolu verilerin
nereye gideceğini belirlerken, Data Bus bilgisayar yapılan
işlemlerle ilgili veri aktarırken kullanılır.
Önbellek
Dosyaların daha hızlı bulunması ve işlenmesi amacıyla
kullanılır. Bu yüzden bilgisayarda sık kullanılan bilgiler bu
belleğe aktarılır, gerektiği zaman da buradan okunur.
14
Mikroişlemciler(Merkezi İşlem Birimi=MİB)
Bilgisayarın beynidir. İşlemcinin görevi, buyrukların bellekten
getirilmesi, çözülmesi ve çalıştırılması, sonuçların gözlenmesi,
program işlenirken diğer donanım birimlerinden gelen kesme
isteklerine cevap vermesi gibi işlemlerdir.
15
16
Buyrukların yakalanması: Buyrukların programın saklandığı
yerden alınması
Buyrukların çözülmesi: Gerekli işlemlerin ve buyruğun
büyüklüğünün belirlenmesi
İşlenenlerin okunması: İşlem yapılacak verinin bulunması ve
alınması
Yürütme: Sonucun ya da durumun hesaplanması
Sonucun saklanması: Sonuçların daha sonra yeniden kullanılmak
üzere saklanması
Sonraki Buyruk: Bir sonraki buyruğun okunması için program
sayacının değiştirilmesi
17
Bellek
ROM ve RAM olmak üzere 2 çeşit bellek vardır. ROM
üzerindeki bilgiler kalıcıdır, RAM üzerindeki bilgiler ise
istenildiği zaman okunabilir ve yazılabilir. Elektrik
kesintilerinde RAM üzerindeki tüm bilgiler silinir. RAM
bellekler de SRAM ve DRAM olmak üzere 2 çeşittir. SRAM
çok pahalı ve hızlıdır, önbellek olarak kullanılırlar.
Sabit Diskler
Bilgi depolamak için kullanılırlar.
18
Ekran Kartları
Görüntü sinyallerini görebilmemiz için sinyalleri bazı
işlemlerden geçirip ekrana gönderen bilgisayar bileşenidir.
Ses Kartları
Herhangi bir uygulamadan gelen verileri işleyerek, insan
kulağının duyabileceği bir frekanstaki sese dönüştüren
bileşendir.
19
Modemler
Bilgisayarın ağ ile veya başka bir bilgisayar ile telefon hattı
üzerinden iletişim kurmasını sağlayan aygıttır.
CD-ROM Sürücü
Veri taşımaya uygun, ucuz ve hızlı erişimli birimlerdir.
20
DVD-ROM(Digital Versatile Disk) Sürücü
DVD-ROM lar disk üzerinde daha fazla noktaya bilgi
yazılabilmesinden dolayı CD-ROM lardan daha fazla bilgi
bulundururlar.
Ekranlar(Monitörler)
Kullanıcının bilgisayar ile iletişim kurmasını sağlayan ekran.
21
Klavyeler
Bilgisayarın en önemli giriş aygıtıdır.
Fareler
Fare de klavyenin yanında önemli bir giriş aygıtıdır.
22
Bilgisayar Mimarisi
Bilgisayar mimarisi hem yazılımcılar hem de donanımcılar
için çok önemli bir konudur. İyi bir donanım tasarımı
yapabilmek, büyük sistemler için kaliteli yazılımlar
geliştirebilmek,
insanların
kullanabileceği
yazılımlar
üretmek, daha hızlı ve daha iyi çalışan yazılımlar
yaratabilmek ve işlemci hızı, yapısı, bellek kapasitesi gibi
seçenekleri değerlendirip bunlar için uygun bilgisayar
sistemlerini seçebilmek açısından bilgisayar mimarisi konusu
oldukça önemlidir. Bilgisayar mimarisi, en küçüğe ve en
performanslıya ulaşmayı hedeflerken aynı zamanda en
uygun maliyeti de göz önünde bulundurur
23
Bilgisayar
mimarisi
çoğunlukla
bilgisayar
organizasyonunun tanımı ile karıştırılır. Her ikisi de
bilgisayar sistemini tarif etmek için kullanılan temel
esaslardır. Bilgisayar mimarisi, bir programın mantıksal
çalışmasına doğrudan etki eden bir özelliktir.
Komut kümesi, değişik şekillerdeki veri tiplerini temsil
etmek için kullanılan bit sayısı, bellek adresleme teknikleri
ve giriş-çıkış mekanizmasının dahil olduğu bilgisayar
tasarımı bilgisayar mimarisine girmektedir. Bilgisayar
organizasyonu daha çok yazılımla donanım arasındaki
bağdaştırmayla ilgilidir.
24
Çevre elemanları, kullanılan bellek teknolojisi gibi kullanıcıya
ayrıntılarıyla açıkça görünen özellikler ise bilgisayar
organizasyonuna aittir. Yani bilgisayar mimarisi tanımı daha
düşük seviye teknoloji, organizasyon tanımı ise daha
kullanıcıya yönelik üst düzey özellik taşımaktadır. Mimari,
buyruk kümesi mimarisi ve donanım sistemi mimarisi olmak
üzere iki farklı yaklaşımla tanımlanmaktadır.
Buyruk
kümesi
mimarisi,
bilgisayarın
hesaplama
karakteristiklerini belirleyen komut kümesinin mimarisi;
donanım sistemi mimarisi ise, MİB(Merkezi İşlem Birimi),
depolama ve giriş-çıkış sistemlerinin dâhil olduğu alt sistem ve
bunların bağlantı şeklidir. Programcının bu elemanlara yön
verecek programı yazması halinde nasıl bir kabul göreceği ise
yine buyruk kümesi mimarisidir.
25
Buyruk kümesi mimarisi yazılım ile donanım arasındaki
iletişimi sağlar. Yazılımdaki komut ne kadar karmaşık olursa,
donanım da o kadar karmaşık olur. Bu yüzden komut kümesi
ne çok karmaşık ne de çok yalın olmalıdır. Buyruk kümesi
mimarisinin yazılım ve donanımla ilişkisi aşağıdaki şekilde
görülmektedir.
Programcılar özel bilgisayar sistemleri için, özel donanıma göre
kod yazmaktaydılar. Bu yüzden bir makine için yazılan
program diğer makinelerde çalışmamaktaydı ve her yeni
makine için yeni kodlar yazılmak durumundaydı. IBM firması
bu sorunu çözmek için buyruk kümesi mimarisi(ISA) ve
mikrokod motoru denilen bir yöntem geliştirdi.
26
Programsal Yaklaşım
Sistem tasarımcıları performansı arttırmak için bazı
program işlevlerini sık sık mikrokodlara(firmware)
aktardılar. Donanımı devreye sokacak buyruk kümesinin
yer aldığı bu yere mikrokod motoru denilmektedir.
Mikrokod motoru, ROM bellek sayesinde işlemci içerisine
yerleştirilmiştir ve programcının yazdığı kodları işlemcinin
daha çabuk anlayıp çalıştırabileceği küçük mikrokodlara
dönüştürür. CISC tipi işlemcilerde mikrokodun temel
işlevi, alt düzey komut kümesiyle, programcının çalıştığı üst
düzey komutlar arasında soyutlamalar yaratmaktır.
27
İşlemci üreticileri, mimariyi meydana getiren elemanların
işlevleri ve bu elemanların devreye nasıl sokulacağı
konularında düşünerek sistem tasarımı yaparlar.
Elemanları devreye sokmak için program yazmak
gereklidir
ve
donanım
mimarisini
programcıya
aktarabilmek için kullanıcıya komut kümesini hazır
olarak vermek en iyi yoldur.
Günümüz bilgisayarlarında hala mikroprogramlama
esasına göre çalışan bilgisayarlar vardır. Intel ve AMD gibi
işlemci üreticileri ürünlerinde ISA x86 buyruk kümesinin
tüm özelliklerini yeniliklerle beraber kullanmaktadırlar.
28
29
30
Donanımsal Yaklaşım
Mikrokod
kullanılarak
ISA sisteminin
yürütülmesi,
komutlarını başlangıçta doğrudan çalıştıran sistemlere göre
daha yavaştır. Bu aksaklığı gidermek için komutların
doğrudan donanım elemanları tarafından yorumlanarak
sistemin denetlendiği bir mimari yaklaşımı üzerinde
çalışılmıştır.
Komutların anlaşılır standartta bir boyuta getirilerek
çalıştırıldığı RISC modeli sisteminde küçük ve hızlı komut
kümesiyle donanım üzerinde hakimiyet mikrokoda göre daha
kolaydır. RICS tasarımcıları da ürünlerinde ISA kavramını
değiştirmeden kullanmışlardır.
31
Bilgisayar Mimarisine Etki Eden Etmenler
•Teknoloji (Transistör büyüklüğü vs. etkiler)
•Programlama Dilleri(Hangi dilde yazıldığı vs. etkiler)
•Uygulama
•İşletim Sistemleri (İşletim sistemi üzerine yazılan kod
ona özgü olduğu için etkiler)
•Geçmiş(Geçmişte yapılan komutların çalışması
zorunlu olduğu için etkiler)
32
Başarım (Performans)
Bilgisayarın başarımı sıklıkla saat hızı terimleriyle tanımlanır.
(genellikle MHz ya da GHz olarak). Bu CPU'nun ana saatinin
saniyedeki döngüleriyle ilgilidir. Ancak, Bu ölçüm bir şekilde
yanlış yönlendirse de, yüksek saat hızlı bir makine olarak
mutlaka daha yüksek bir performansı olmayabilir. Sonuç
olarak AMD gibi yapımcılar saat hızını bir performans
göstergesi olarak almamaktadırlar.
Çağdaş CPU’lar birden fazla emri bir saat döngüsünde
gerçekleştirirler ve böylece programın hızı oldukça artar.Veri
yolu hızları, kullanılabilir bellek ve programlardaki emirlerin
tipi ve sırası gibi hızı etkileyen bileşenler de çalışır.
33
Hızın iki ana tipi vardır: gecikme(latency) and throughput.
Kısaca gecikme, bir işlemin başlangıcı ve sonuçlanması
arasındaki süredir. Throughput ise belli bir zamanda yapılan
işin miktarını belirtir. Kesilme gecikmesi sistemin bir
elektronik olaya (disk sürücüsünün bilgi aktarımını bitirmesi
gibi) vereceği garanti edilmiş en fazla yanıt zamanıdır. Bu sayı
çok geniş sıralı bir tasarım seçenekleri tarafından etkilenir.
Örneğin, önbellek eklemek gecikmeyi yavaşlatırken,
throughput iyileşir. Mekanizmayı yöneten bilgisayarlar
genellikle düşük kesilme gecikmelerine gerek duyarlar. Bu
bilgisayarlar gerçek zaman diliminde işlem yaparlar ve bu
işlem belirlenen sürede bitmezse işlem başarısız olur.
34
Bilgisayarın performansı ,uygulama tanım alanına bağlı
olarak, diğer ölçümler kullanılarak da hesaplanabilir. Sistem
CPU bound (sayısal hesaplamalarda), I/O bound (web
sunucusu uygulamalarında) or Memory bound(video
düzenlemelerde) olabilir. Güç tüketimi sunucu ve diz üstü
bilgisayarlar gibi taşınabilir cihazlar için önemli hale gelir.
Ölçütleme (benchmarking) bilgisayar bu test program serisini
çalıştırıken kullandığı süreyi ölçerek bütün bunları bir hesaba
aktarmaya çalışır. Ölçütleme gücü yüksek gösterse de bu
bilgisayar seçmede yardımcı olmayabilir. Sıklıkla ölçülen
makineler farklı ölçümlere ayrılır.
35
Örneğin bir sistem bilimsel uygulamaları hızlıca idare ederken,
diğeri popüler video oyunlarını kolayca oynatabiliyordur.
Dahası yazılım veya donanımlara değişik özellikler eklemek
isteyen tasarımcılar özel bir ölçüte izin verirler. Böylece hızlı
kontrol sağlanır fakat diğerleriyle, çoğunlukla genel işlevlerle
benzer avantajlara sahip olmazlar.
En iyilemenin (optimization) genel planı bilgisayarın farklı
taraflarındaki değerleri bulmak içindir. Denge içindeki bir
bilgisayar sisteminde bilgi hızı bütün bölümler için sabit
olacaktır ve değer bunu garantiye almak için eşit olarak
dağıtılacaktır. Bilgisayar sisteminin kesin formu en iyi şekilde
belirlenmiş baskı ve amaçlara bağlı olacaktır.
36
CISC (Complex Instruction Set Computer), geleneksel
bilgisayar mimarisidir. İşlemci kendi üzerinde bulunan
microcode adlı minyatür bir yazılımı kullanarak komut
setlerini çalıştırır. Bu sayede komut setleri değişik
uzunluklarda olabilir ve bütün adresleme modellerini
kullanabilirler. Bunun dezavantajı çalışmak için daha
karmaşık bir devre tasarımına ihtiyaç duyulmasıdır.
İşlemci üreticileri daha komlpleks (ve güçlü) işlemciler
üretmek için sürekli daha büyük komut setleri kullandılar.
37
1974 yılında IBM'den John Cocke bir çipin daha az komutla
çalışabilmesi gerektiğini düşündü ve ortaya sadece sınırlı
sayıda komut setleri kullanabilen RISC (Reduced Instruction
Set Computer) mimarisi çıktı. Bu mimaride komutların
uzunluğu sabittir ve bu yüzden de direk olmayan adresleme
modu kullanılamaz. Sadece tek bir saat döngüsünde veya
daha az sürede çalıştırabilecek komutlar işleme konabilir.
RISC işlemcilerin en büyük avantajları komutları çok çabuk
işleyebilmeleridir çünkü bu mimaride komutlar çok basittir.
Bu sayede RISC işlemcileri tasarlayıp üretmek daha ucuzdur,
çünkü bu basit komutlar için daha az transistör ve daha basit
devreler gerekir
38
39
Anakart (1)
 Kişisel bilgisayar
sistemleri açık bir
mimariye sahiptir.
 Anakartların
üzerinde, değişik
amaçlar için
kullanılan kartların
takılmalarına
imkan veren
yuvalar
bulunmaktadır.
40
Anakart (2)
 Bu yuvalara değişik
amaçlı genişleme
kartları takılabilir.
41
Anakartın Görevi
 Anakartın görevi, kendi üzerine takılı olan tüm
cihazlar arasında bilgi alışverişinin düzgün
yürütülmesini sağlamaktır.
 Anakart üzerine monte edilmiş birçok yonga
bulunmaktadır.
 Anakart üzerine takılmış olan aygıtlar arasındaki
bilgi akımı veriyolu (bus) adı verilen ve birbirine
paralel olarak düzenlemiş elektriksel yollar
aracılığı ile sağlanmaktadır.
42
43
Veriyolu (Bus)
 Sistem veriyolu, işlemci ile bellek arasındaki veri akışını







sağlamaktadır.
Bir seferde taşınan veri bitlerinin sayısına o veriyolunun
genişliği denilmektedir.
Veriyolunun genişliği, aynı zamanda taşınabilecek bilgi
miktarını da belirlemektedir.
Veriyolu ne kadar geniş olursa aynı zaman diliminde o
kadar fazla veri taşınabilmekte, böylece bilgisayar daha
hızlı işlem yapabilmektedir.
Sistem veriyolu genişliği işlemci tasarımına doğrudan
bağlıdır. Daha büyük bir veriyolu ile;
İşlemci daha fazla veriyi aynı anda iletebilir ve bilgisayarın
hızı artar.
İşlemci daha fazla bellek birimin adresleyebilir ve sistem
belleği artar.
İşlemci daha fazla sayıda ve değişkenlikte deyimler
destekleyebilir.
44
Veriyolu Hızı
 Genel olarak, daha geniş veriyolunun daha hızlı
bilgisayar anlamına geldiği söylenebilir.
 Veriyolunun genişliği yanında, veriyolunun hızı da
sistem performansını etkileyen faktörler
arasındadır.
 Daha hızlı veriyolları, sistemde verilerin daha hızlı
iletilmesini, dolayısıyla sistemin daha hızlı
çalışmasını sağlamaktadır.
45
Genişleme Kartları
46
İşlemci
 Bir işlemci, temel olarak transistörlerden oluşan
bir devre bütünüdür.
 Bilgisayarın tüm işlemlerinin yapılmasını sağlayan
temel eleman olan işlemci, “bilgisayarın beyni”
olarak da görülebilir.
 İşlemci, Merkezi İşlem Birimi (CPU: Central
Processing Unit) olarak da adlandırılır.
 Bilgisayarın en karmaşık birimi olan işlemci, aynı
zamanda en çok elemana sahip olan bileşen olarak
da sistem ünitesi içinde yer almaktadır.
47
İşlemci Bileşenleri
 Günümüzde yaygın olarak kullanılan Intel Pentium işlemcilerin






içinde 42 milyondan fazla elektronik bileşen yer almaktadır.
İşlemcinin büyüklüğü birkaç santimetrekaredir.
Bileşenlerin boyutları nanometre ile, yani metrenin milyarda
biri ile ifade edilen büyüklük ölçüsü ile ifade edilebilmektedir.
Bu bileşenlerden bazıları, üç atom kalınlığına karşılık gelen 30
nanometre kalınlığında olabilmektedir.
Küçük boyutlarda üretilmiş bileşenler, işlemci içinde değişik
işlemleri yapmak üzere gruplandırılmış konumda
bulunmaktadırlar.
“Kontrol Birimi (KB; CU: Control Unit)”
“Aritmetik ve Mantık Birimi (AMB; ALU: Arithmetic and
Logic Unit)”
48
Değişik İşlemciler
49
İşlemci Modelleri
 Mikroişlemci modelleri, zaman içinde oldukça hızlı bir
gelişim göstermiştir.
 Intel 4004: 1971; Pentium: 1993; Pentium II: 1997;
Pentium III ve Xeon:1999; Pentium 4: 2000; Itanium:
2001;Itanium2:2002;
 Intel Celeron (hesaplı işlemci): performans olarak
daha düşük ancak 100-300 USD daha ucuz
 AMD Athlon, Duron, Sempron ve Turion işlemciler,
Intel firmasının Pentium ve Itanium serilerinin ciddi
rakipleri olarak piyasada kullanılmaktadırlar.
 Duron serisi de AMD firmasının ekonomik modeli
olarak piyasada kullanılmaktadır.
50
İşlemcideki Görev Bölümü
 İşlemcinin genel görevi, işlenecek olan bilgilerin ve bu
bilgilerin nasıl işleneceğini tarifleyen programların
belleğe yüklenmelerini ve işletilmelerini sağlamaktır.
 Bu görevler kontrol birimi ve aritmetik ve mantık
birimi tarafından paylaşılarak gerçekleştirilmektedir.
 Bilgisayar sisteminde tüm bileşenlerin, girdi-çıktı
aygıtlarının, bellek ve diğer aygıtlarla haberleşmenin
kontrolü ve bunlar arasındaki ilişkilerin
koordinasyonu Kontrol Birimi (KB)’nin görevidir.
 Bilgisayar içinde sözkonusu olan tüm aritmetik ve
mantıksal işlemler ise Aritmetik ve Mantık Birimi
(AMB) tarafından gerçekleştirilmektedir.
51
Yazmaç (Register)
 İşlemci içinde, KB ve AMB’den ayrı olarak özel bellek
alanları da bulunmaktadır.
 Yazmaç (register) olarak adlandırılmaktadır.
 İşlenmiş ve işlenecek olan deyim ve verilerin
saklanmasını sağlamaktadırlar.
 Yüksek hıza sahip geçici alanlardır.
 KB’nin denetiminde işlemleri gerçekleştirirler.
 Genel amaçlı yazmaçlar olduğu gibi, özel amaçlı
yazmaçlar da bulunmaktadır.
 O anda işlenmekte olan deyimi depoladıkları gibi, bir
sonra işlenecek olan deyimin belleğin neresinde
depolandığı bilgisini de tutabilmektedir.
52
Sistem Saat Yongası
 Bir işlemcinin işlemleri gerçekleştirebilme hızı, o
işlemciye belirli aralıklarla sinyal gönderen bir
sistem saat yongası ile ölçülmektedir.
 İşlemci, veri ve deyimleri bu yonganın gönderdiği
sinyale göre işlemektedir.
 Üretilen sinyallerin miktarı, bir saniyede üretilen
sinyal sayısı ile ölçülür.
 Megahertz (MHz) veya Gigahertz (GHz) ile ifade
edilir.
 Hertz = Bir sinyal döngüsü
 1 MHz = Bir saniyede bir milyon sinyal döngüsü.
53
Veriyolu Teknolojileri
 Genişleme kartları ile
anakart arasında bağlantı
sağlayan veriyolu
teknolojisi geçmişten
günümüze oldukça büyük
değişiklikler göstermiştir.
 En yaygın görülen ve
kullanılan veriyolu
yapıları
ISA
PCI
AGP
USB
54
ISA ve VESA
 Endüstri Standart Mimarisi (ISA:Industry
Standard Architecture)
 Bu veriyolu yapısı IBM PC’ler için
geliştirilmiştir.
 İlk veriyolu genişliği 8 bittir.
 Daha sonra bu değer 16 bite çıkartılmıştır.
 Bir dönem mimari olarak VESA (Video
Electronics Standards Association)
kullanılmıştır.
 VESA 32 bit veriyolu genişliğine sahiptir.
55
PCI
 Çevre Birimi Bileşeni Bağlantısı
(PCI:Peripheral Component Interconnect)
 Öncelikle grafik kullanıcı arabirimlerinin
hızlandırılması amacına yönelik olarak
tasarlanmıştır.
 Önce 32 bit sonra da 64 bitlik olarak
geliştirilmiştir.
 Günümüzde birçok genişleme kartı bu
veriyolu yapısını kullanmaktadır.
56
AGP
 Hızlandırılmış Grafik Kapısı
(AGP:Accelerated Graphics Port)
 Bu veriyolu yapısı, PCI veriyolunun iki
katından daha fazla bir hıza sahiptir.
 PCI veriyolu değişik amaçlar için
kullanılırken, bu veriyolu yalnızca grafik
arabirimler için kullanılmaktadır.
57
USB
 Evrensel Seri Veriyolu (USB:Universal
Serial Bus)
 Bu veriyolu yapısı, ana kart üzerindeki bir
PCI veriyolu ile birleşmektedir.
 Her bir aygıt için ayrı kartların sistem
ünitesine takılmasına gerek duyulmaksızın
bu aygıtların bilgisayara bağlanabilmesine
imkan sağlamaktadır.
 Bu veriyolu yapısı genellikle tarayıcı, yazıcı,
video alma aygıtları ve depolama aygıtları
için kullanılmaktadır.
58
Bağlantı Kapısı (Port)
 Bağlantı kapıları, bilgisayarların, giriş/çıkış
birimleri gibi dış birimlerle bağlantı
kurabilmelerini sağlarlar.
 Bu kapılar anakart üzerinde
bulunmaktadırlar.
 Bu kapılar klavye, fare ve görüntü
aygıtlarının bağlanmalarını sağlayan özel
amaçlı kapılar da içermektedirler.
60
Seri Bağlantı Kapısı
 Seri (serial) bağlantı kapıları fare, klavye, modem
ve birçok değişik aygıtın bağlanabilmesi için
kullanılmaktadırlar.
 Bu bağlantı kapıları, bilgilerin seri olarak (bir
zaman diliminde yalnızca bir bit) gönderilmesini
sağlamakta olup, uzun mesafelere bilgi
göndermek için uygundurlar.
 Bu kapılar aynı zamanda COM PORT
(Communications port) olarak da bilinirler.
 Bir bilgisayarda standart olarak iki tane seri kapı
bulunmaktadır.
61
Koşut (Paralel) Bağlantı Kapısı
 Koşut (paralel) bağlantı kapıları, kısa mesafelerde
çok fazla verinin gönderilmesi veya alınması için
kullanılmaktadırlar.
 Bu kapılarda bilgi genellikle sekiz koşut kablodan
aynı anda sekiz bitin gönderilmesi ile
aktarılmaktadır.
 Genellikle yazıcıların bağlanması için
kullanılmaktadırlar.
 Bir bilgisayarda, özel olarak eklenmedikçe, bir
tane paralel kapı bulunmaktadır.
62
Seri ve Paralel İletimler
63
ESV Bağlantı Kapısı (USB)
 Evrensel Seri Veriyolu (ESY; USB:Universal Serial
Bus)
 Seri ve koşut bağlantı kapılarının yerini almak
üzere tasarlanmıştır.
 Daha hızlı veri iletim kapasitesine sahiptir ve aynı
anda birçok aygıtın bağlanmasına imkan
vermektedir.
 Anakart özelliğine bağlı olarak 2-10 arasında
değişebilen sayıda olabilmektedir.
64
YPSV Bağlantı Kapısı
 Yüksek performanslı seri veriyolu (YPSV;
HPSB:High Performance Serial Bus)
 “Firewire” olarak da adlandırılmaktadır.
 Bu veriyolları, ESY’den 33 kat daha hızlıdır.
 Sistem birimine video kamera veya yüksek hızlı
yazıcıların bağlanmasında kullanılmaktadırlar.
65
Bellek
 Birincil depolama birimidir.
 Bu birimde veri, deyim ve bilgiler tutulmaktadır.
 Bellek de sistem ünitesi içine konulabilen yongalardan






oluşmaktadır.
Yarıiletken teknolojisinin gelişimine bağlı olarak gelişmiş,
daha güvenilir, daha yoğun, daha düşük güç gereksinimli
ve daha ucuz olarak üretilebilir hale gelmiştir.
Yarıiletken belleklerin yoğun üretimi, fiyatlarının da
düşmesini beraberinde getirmiştir.
Kişisel bilgisayarlarda kullanılan bellek
“Rasgele Erişimli Bellek (REB; RAM:Random Acces
Memory)”,
“Yalnızca Okunabilir Bellek (YOB; ROM:Read Only
Memory)”
“Tümleyici Metal-oksit Yari-iletken (TMOY;
CMOS:Complementary Metal-Oxide Semiconductor)”
67
Bellek Yuvaları ve Bellekler
68
Girdi
 Girdi (Input), bilgisayar tarafından
kullanılan veri ve deyimlerdir.
 Kişilerden veya diğer kaynaklardan
gelebilir.
 Girdi donanımları, bilgisayara giriş
yapabilmek için kullanılan donanımlardır.
70
Klavye
 Klavye (keyboard), bilgisayar doğrudan
bilgi girmeyi sağlayan ve en yaygın olarak
kullanılan donanımdır.
 Klavyeler, harf, rakam ve özel karakterlerin
bilgisayara elektrik sinyallerine çevrilerek
iletilmesini sağlamaktadır.
 Bilgisayarlarda ikili kodlarla tanımlı
karakterler, klavyenin tuşlarına basıldıkça
oluşturulmakta ve bilgisayara
aktarılmaktadır.
71
Klavye Tuş Grupları
 Klavyelerde değişik işlevleri yerine getiren
tuş grupları bulunmakta ise de, en genel tuş
grupları; Fonksiyon tuşları, harf ve rakam
tuşları, sayısal klavye, yönlendirme tuşları
ve özel kontrol tuşlarıdır.
72
Klavye Türleri-Ergonomik
 Klavyeler değişik şekil ve özelliklerde
üretilmektedir. Bu klavyelerden bazıları
katlanabilmekte, bazıları ergonomik
şekilllerde üretilmektedir.
73
Klavye Türleri-Çokluortam
 Bazı klavyelerde, standart tuşların yanında
internet uygulamalarının kullanımı, ses
kontrollerinin gerçekleştirilmesi gibi değişik
amaçlara hizmet eden tuş grupları da
bulunabilmektedir.
74
Klavye Türleri-Sanal
 Mobil iletişimin gelişmesine koşut olarak
sanal klavyeler de giderek geniş kullanım
alanı bulmaktadır
75
İşaretleme Aygıtları
 İnsanın doğasındaki en temel güdü işaretlemedir.
 İşaretleme aygıtları bilgisayar teknolojisinde de
kullanılmaktadır.
 Grafik arayüzlerin bilgisayarlarda kullanımının
yaygınlaşması ile daha da çok kullanılmaya
başlanmıştır.
 Birçok kullanıcı tarafından vazgeçilmez olarak
kabul edilmektedir.
 Yazılım teknolojilerinin gelişimi ile bilgisayarlarda
gelişmiş oyunlar oynanmaya başlanmıştır.
 Bu oyunların kontrolü için özel aygıtların
geliştirilmesi gerekmiştir.
76
İşaretleme Aygıt Türleri
 İşaretleme aygıtlarının en yaygın
kullanılanları,
 fare (mouse),
 kumanda kolu (joystick),
 dokunmatik ekran(touch screen)
 ışıklı kalem (light pen)
77
Fare (mouse)
 Fare (mouse), ekranda genellikle bir ok
şeklinde görünen bir işaretleyiciyi kontrol
eden bir aygıttır.
 Fare sayesinde, yazılımlar, işaretleyicinin
ekranın hangi noktasında bulunduğunu
kontrol edebilmekte, tuşların kullanımı ile
de ekrandaki seçeneklerden istenilen
işaretlenebilmektedir.
78
Farelerin Yapısı
 Farelerin üzerinde, asgari
iki ayrı tuş, altında ise
farenin yatay ve düşey
hareketlerinin kontrol
edilmesini sağlayan
mekanizmaya hareketleri
aktaran bir yapı
bulunmaktadır.
 Bazı farelerin üzerlerinde
bir veya daha fazla
tekerlek
bulunabilmektedir.
79
Farelerin Sınıflandırılması
 Fareler, yatay ve düşey hareketleri algılama
mekanizmaları açısından mekanik ve optik,
bilgisayara bağlantı yönünden de kablolu ve
kablosuz olmak üzere farklı şekillerde
sınıflandırılmaktadırlar
 Kablosuz bağlantı radyo frekansı (RF:Radio
Frequency) veya kızılötesi (IR:Infrared) teknolojisi
kullanılarak gerçekleştirilmektedir.
 Kablosuz farelerin hareket algılama
mekanizmaları yönünden diğer farelerle herhangi
bir farkları bulunmamakta, yalnızca bilgisayarla
aralarındaki iletişim kablosuz olarak
gerçekleştirilmektedir.
80
Farelerde Hareket Algılama(1)
Mekanik farelerde;
 Farenin hareketi, altta bulunan bir topun
farenin içinde bulunan bir mekanizmayı
hareket ettirmesi ile algılanmakta ve bu
harekete göre farenin işaretleyicisinin
ekrandaki konumu belirlenmektedir.
 Temizlik gerektirmektedir.
 Üzerinde kullanıldığı yüzey düzgün
olmalıdır.
81
Farelerde Hareket Algılama(2)
Optik farelerde;
 Hareketli parçalar bulunmamaktadır.
 Farenin hareketlerinin algılanması, ışık
yayılımı ve bu ışığın yeniden algılanması
sayesinde gerçekleşmektedir.
 Farenin üzerinde kullanıldığı yüzeyin renk
özellikleri kullanımını sınırlayabilmektedir.
 Temizlik gerektirmez.
 Daha duyarlıdır.
82
Kumanda Kolu (Joystick)
 Bir kumanda kolu (joystick), spor
arabalardaki vites kollarına benzer
şekilde tasarlanmış bir aygıttır.
 Bu kolun hareket miktarı ve yönü,
işaretleyicinin ekrandaki konumunu
belirtir.
 Özellikle uçuş benzeştiricilerinde
(flight simulator) yaygın olarak
kullanılmaktadır.
 Fare yerine de kullanılabilmektedir.
83
Dokunmatik Ekran
 Dokunmatik ekran (Touch
Screen)
 Ekranda bulunan menülerden
istendiğinin üzerine
dokunulmasıyla seçilmesini
sağlanır.
 Ekrana yatay ve düşey yönde
ışıklar verilmektedir.
 Ekrana dokunulduğunda bu
ışıklar kesilmektedir.
 Hangi ışıkların kesildiğinin
bulunmasıyla da ekranda
işaretlenen bölge belirlenmektedir.
84
Işıklı Kalem
 Işıklı kalemler (Light Pen)
 Dokunmatik ekrana benzemektedir.
 İşaretleme aygıtı olarak içinde ışık kaynağı bulunan
bir kalem kullanılmaktadır.
85
Tarayıcılar
 Kağıt, film gibi herhangi bir ortam üzerinde
kayıtlı olan bilgilerin bilgisayar ortamına
aktarılması için kullanılırlar
Temel prensip:
 Bir ışık kaynağından güçlü bir ışık verilmekte
 Işık taranacak olan belgeye çarpıp geri gelmekte
 Işık şiddeti ölçülmekte
 Belge üzerindeki şekiller sayısal hale dönüştürülüp
bilgisayar ortamına aktarılmakta
86
Tarayıcı Türleri
Tarayıcılar, genel olarak üç ana gruba
ayrılmaktadırlar.
 Yatay Tarayıcı (Flatbed Scanner)
 Sayfa Beslemeli Tarayıcı (Sheetfeed Scanner)
 Taşınabilir Tarayıcı (Handheld Scanner)
87
Yatay Tarayıcı
Flatbed Scanner
 Tek bir sayfayı tarayabilecek şekilde tasarlanmış
aygıtlardır.
 Kimi zaman bu aygıtlara, 1’den fazla sayfayı
ardışık olarak tarayabilmelerine imkan sağlayacak
otomatik belge besleme donanımları da eklenebilir.
Bu tarayıcılar,
 Kitap sayfaları gibi toplu belgeleri kolaylıkla
tarayabilirler.
 Masa üstünde fazla yer kaplarlar.
88
Yatay Tarayıcı (2)
89
Sayfa Beslemeli Tarayıcılar
Sheetfeed scanner
 Sayfa bir tambur (drum) aracılığı ile tarayıcı kafa
önünden geçirilmekte ve tarama işlemi
gerçekleştirilmektedir.
 Genellikle klavye ile ekran arasında küçük bir
alana yerleştirilebilecek şekilde ve boyutta
tasarlanmışlardır.
 Yoğun doküman akışının sözkonusu olduğu
ortamlarda kullanılmaktadırlar.
 Yatay tarayıcılara göre daha az duyarlı ve hatalara
daha açıktır.
90
 Günümüzde pek kullanılmamaktadırlar.
Elde Taşınan Tarayıcılar
Handheld scanner
 Tarayıcıların içinde en ucuz ve en az
duyarlı olan türdür.
 Bu tür bir tarayıcı ile iyi bir tarama
elde etmek oldukça zordur.
 Kullanıcı tarayıcıyı düz bir hat
üzerinde ve sabit bir hızla götürmek
zorundadır.
 Taranacak belge tarayıcıdan daha
geniş ise, belgeyi birçok kez
taramak ve tarama sonuçlarını
yazılımla birleştirmek
gerekmektedir.
 Kullanılabilirlikleri düşüktür.
91
Karakter ve İşaret Tanıyıcılar
 Character and Mark Recognition Devices
 Optik Karakter Tanıma.
 Optik İşaret Tanıma
 Manyetik Mürekkepli Karakter Tanıma
 Çubuk Kod Tanıma
92
Optik Karakter Tanıma
Optical Character Recognition (OCR)
 Yazılımsal olarak gerçekleştirilir.
 Taranan ve bilgisayar ortamına resim olarak
aktarılan metindeki birbirinden ayrı şekiller ayrı
ayrı ele alınır.
 Her şekil karakter tanıma yazılımında tanımlı olan
harf, rakam ve işaret şekilleri ile karşılaştırılır.
 Ele alınan şekil, tanımlı şekillerden birisine
benziyor ise, o şekil harf olarak tanımlanır ve bir
sonraki şekle geçilir.
 OKT işlemi için ANSI tarafından oluşturulan ve
OCR-A olarak adlandırılan standart yazı şekilleri
bulunmaktadır.
93
Optik İşaret Tanıma
Optical Mark Recognition (OMR)
 Bu işlemde bir kağıt üzerindeki işaretler
algılanmaktadır.
 Sınavlarda ve istatistiksel çalışmalarda karşılaşılan
ve genel olarak “optik form” olarak adlandırılan
kağıtlar başlıca uygulamasıdır.
 Tüm form bir matris olarak algılanmaktadır.
 Kullanıcı tarafından belirli bölgelerde bulunan
kutucuklar doldurulmaktadır.
 Dolu bölgelerin yerleri, optik işaret tarayıcı aygıt
tarafından belirlenmektedir.
 Tüm form, okuma işlemi sonunda “0” ve “1” lerden
oluşan bir matris olarak ifade edilmektedir.
94
Optik Kart Okuyucu
 Optical Card
Reader
 Optik form veya
kartların okutulma
işlemi için
kullanılırlar.
95
Manyetik Mürekkepli Karakter Tanıma
MICR:Magnetic Ink Character Recognition (MICR)
 Genellikle bankacılık faaliyetlerinde
kullanılmaktadır.
 Bankacılık sisteminde kullanılan çeklerin üzerinde,
manyetikleştirilme özelliği olan bir mürekkeple
basılmış harf ve yazılar bulunmaktadır.
 Belgenin okuma aygıtına okutulması sırasında,
aygıt manyetik mürekkeple yazılmış yazı ve
rakamları algılamakta ve bir karakter tanıma
işleminden geçirerek belgenin doğruluğunu
denetlemektedir.
96
Çubuk Kod Tanıma
Bar Code
 Evrensel Ürün Kodu (EÜK; UPC:
Universal Product Code) olarak
adlandırılan numaraların, bilgisayar
ortamına rahat aktarılabilmeleri için
geliştirilmiş bir uygulamadır.
 Burada her karakter düşey olarak
oluşturulan işaretler veya çubuklarla ifade
edilmektedir.
 Bu çubuklar, Çubuk Kod Okuyucu (barcode reader) olarak adlandırılan bir
fotoelektrik aygıt tarafından yansıyan
ışıktan yararlanılarak algılanır ve eşdeğeri
karakterlere çevrilir.
97
Sayısallaştırma
 Birçok mühendislik uygulamalarında, başkaları
tarafından hazırlanmış çizimler üzerinde
çalışılmakta, bazen de bazı çizimleri tümüyle el ile
yapmak ve bunları bilgisayara aktarmak
gerekmektedir.
 Haritalama, mimari veya restorasyonda
hazırlanan çizimlerin sayısal değerler olarak
bilgisayara aktarılması istenebilmektedir.
 Tüm çizim bir koordinat ekseni tanımlanarak o
eksene oturtulmakta, sayısallaştırma için cetvel ve
gönyeler kullanılmakta, belirlenen noktaların
koordinatları ve –varsa- yükselti değerleri
bilgisayara el ile girilmektedir.
98
Sayısallaştırma (2)
 Çizimlerdeki nokta sayısının az olması
durumunda, sayısal değerlerin
oluşturulması işlemi fazla zaman
almamaktadır.
 Nokta sayısının fazla olması durumunda, bir
çizimin bilgisayara aktarılması bazen günler
sürebilmektedir.
 Bu zaman kaybını, dolayısıyla maliyeti
azaltmak amacıyla “Sayısallaştırıcı
(Digitizer)” adı verilen aygıtlar
kullanılmaktadır.
99
Sayısallaştırıcı (Digitizer)
 Elektronik bir ızgara
oluşturacak şekilde
düzenlenmiş bir
masa, bu masaya
bağlı bir işaretleme
ve veri girme aygıtı
ile bir bilgisayar
bağlantısı içerir.
100
Sayısallaştırıcı-Kullanım Alanları
 Yalnızca mühendislik ve
mimarlık alanlarında değil,
güzel sanatlarda da
kullanılmaktadır.
 Değişik eklentilerle çizici
olarak da
kullanılmaktadırlar.
101
Sayısal Kameralar
 Bilgisayarlara bilgi aktarma işleminde
sayısal kameralar da kullanılmaktadır.
102
Sesli Girdi Sistemleri
Ses tanıma sistemi için gerekenler:
 Mikrofon
 Ses kartı
 Özel yazılım
Kaydedilen sesler bilgisayara aktarılmakta.
Bazı sistemler, sesten yazıya çeviri işlemini de
gerçekleştirmekte.
103
Çıktı
 Bilgisayardan alınan işlenmiş veri veya bilgi.
Metin
Grafik
Fotoğraf
Ses
Video
 Çıktı donanımları bilgisayardan çıkış
alabilmek için kullanılan donanımların
tümüdür.
104
Yazıcı
 Printer
 Bilgisayarda elde edilen bilgileri kağıt çıktısı
olarak oluşturan bir aygıttır.
 Eski tür yazıcılar, yalnızca harf ve
rakamları yazabilirken, günümüzdeki
modern yazıcılar grafik çıktılar da
verebilmektedir.
105
Yazıcıların Sınıflandırılması
 Yazma tekniğine göre:
darbeli (impact)
darbesiz (non-impact)
 Bir darbeli yazıcı, yazma işlemini
gerçekleştirebilmek için kağıt, şerit ve
yazma çekici ile birlikte kağıt üzerinde
fiziksel bir temas sağlamaktadır.
 Darbeli yazıcılar
Elektronik daktilolar,
Nokta vuruşlu yazıcılar (dot-matrix
printer),
Satır yazıcılar (line printer)’dır.
106
Satır Yazıcı
Line printer
 Anabilgisayarların ilk kullanıma girdiği dönemlerden
beri kullanılmaktadır.
 Sonsuz bir metal şerit üzerinde bulunan harflerin
arkasında bulunan küçük çekiçler, şerit döndükçe
harflere vurmakta, bu harfler de mürekkepli şerite
vurmakta ve yazı yazılmaktadır.
 Yalnızca metinsel (text) bilgilerin yazdırılmasında
kullanılmaktadırlar.
 Fazla sayfalı çıktıların alınmasında vazgeçilmezlerdir.
 Hızları yüksektir (sd:satır/dakika; lpm: lines per
minute)
 Baskı kalitesi düşüktür.
107
Satır Yazıcı (2)
108
Nokta Vuruşlu Yazıcı
Dot-matrix
 Kişisel bilgisayar kullanımının yaygınlaşması ile,
kullanıcılar yazıcılarını kendi yanlarında
bulundurmak ve istedikleri gibi kullanmak
istemeye başlamışlardır.
 Büyük boyutlara sahip ve oldukça pahalı olan satır
yazıcıları her kullanıcının satın alabilmesi ve
kullanması mümkün olamamaktadır.
 Ağırlıklı olarak kişisel kullanıma yönelik
tasarlanan yazıcılar üretilmeye başlandı.
109
Nokta Vuruşlu Yazma Sistemi
 Yazıcıda, üzerinde bir veya daha fazla sayıda
sütunlara yerleştirilmiş ince iğnelerin olduğu bir
yazma kafası bulunmaktadır.
 Her harf bir nokta matrisi şeklinde
tanımlanmaktadır.
 Yazıcı kafanın hareketi ile ve her harfi oluşturacak
şekilde gerekli iğnelerin yazıcı kafa ile kağıt
arasında bulunan şerite vurması ile yazma işlemi
gerçekleştirilmektedir.
 Baskı hızı karakter/saniye (ks; cps:characters per
second) olarak verilir.
 Baskı kalitesi, yazıcı kafada bulunan iğnelerin
sayısının artmasına bağlı olarak artmaktadır.
110
Nokta Vuruşlu Yazıcı
 Kişisel bilgisayar sistemlerinde yaygın
olarak kullanım alanı bulan nokta vuruşlu
yazıcılar, günümüzde yerlerini darbesiz
yazıcılara bırakmıştır.
111
Darbesiz Yazıcı Türleri
 Darbesiz yazıcı, bir resim veya metni kağıda
dokunmaksızın kağıt üzerinde
oluşturabilmektedir.
Mürekkep püskürtmeli (Inkjet, BubbleJet)
Laser (Laser)
 Sayfa yazıcı olarak da adlandırılmaktadır.
 Yazma hızları sayfa/dakika (sd; ppm: pages
per minute) olarak tanımlanır.
112
Mürekkep Püskürtmeli Yazıcı
Inkjet / Bubblejet printer
 Mürekkep püskürtmeli yazıcılar, yazıcı kartuşlarının
üzerinde bulunan ince püskürtme deliklerinden
kağıdın üzerine mürekkep püskürtmek suretiyle
yazma işlemini gerçekleştirirler.
 Evlerde veya çok fazla baskı yapılmayan işyerlerinde
yaygın olarak kullanılırlar.
 Siyah ve renkli yazabilirler.
 Kaliteli çıktı alabilmek için özel kağıtlar
kullanılmalıdır.
 Fiyatları düşüktür.
113
Mürekkep Püskürtmeli Yazıcı (2)
 Değişik kağıt boyutları (A4, A3, ... )
kullanabilirler.
114
Lazer Yazıcı
Laser printer
Çalışma prensipleri, fotokopi makineleri ile aynıdır.
 Küçük noktalardan oluşan bir düzende, bilgisayarda
oluşturulan bilgiler bir laser ışığı aracılığı ile yazıcı içinde
bulunan ve pozitif elektrikle yüklenmiş bir tambura taşınır.
 Herhangi bir yazı veya resim yazdırılmak istendiğinde, laser
ışığı açılır ve tambur üzerinde pozitif olarak yüklenmiş olan
noktalar nötr hale gelir.
 Çok ince boyutta öğütülmüş karbon parçacıklarını (toner)
içeren kartuşun içinden geçen tamburdaki nötr bölgelere
yapışan toner, daha sonra kağıdın üzerine aktarılır.
 Yazdırma işleminin son aşamasında toneri kağıdın üzerine
sabitlemek için bir ısıtma ve baskı işlemi uygulanır.
 Yazma işlemini bitiren tambur, daha sonraki geçiş için
temizlenir.
115
Lazer Yazıcı (2)
Günümüzde değişik renklerde toner kullanarak
renkli baskı yapabilen laser yazıcıların kullanımı
da giderek yaygınlaşmaktadır.
 Evlerden büyük işyerlerine kadar geniş bir alanda
kullanılmaktadır.
 Yazma hızları yüksektir.
 Kişisel kullanımda 8-10 sayfa/dakika
 Ağ yazıcılar: 35-50 sayfa/dakika
 Bankalar, sigorta firmaları gibi işyerlerinde: 1,000
sayfa/dakika
116
Tümleşik Yazıcı
 Gerek laser, gerekse de
mürekkepli yazıcılar,
tarayıcı ve belgegeçer
gibi aygıtlarla
bütünleştirilerek,
kullanıcıya ayrı
aygıtlarla
uğraşmamasını
sağlayacak çözümler
sunmaktadır.
117
Termal Yazıcı
 Thermal Printer
 Otomobil, bisiklet ve beyaz eşya gibi üretilen
malların takiplerinin gerekli olduğu yerlerde,
ürünlerin üzerlerine çubuk kod ve diğer bilgileri
içeren etiketlerin yapıştırılması gerekmektedir.
 Bu etiketlerin dayanıklı olması için
Özel kağıtlar kullanılmalı
Yazılan bilgiler bozulmamalıdır.
 Özel üretilmiş kağıtlara harf ve şekilleri kağıdı
yakarak oluşturarak baskı yapabilen termal
yazıcılar üretilmiştir.
118
Termal Yazıcı (2)
119
Baskı ve Renk Kalitesi
 Satır yazıcıların baskı kalitesi en düşüktür.
 Nokta vuruşlu, Mürekkep püskürtmeli ve lazer
yazıcıların, bir inçteki nokta sayısı (dpi: dots per
inch) ile belirlenmektedir.
 Yaygın olarak kullanılan mürekkep püskürtmeli
ve lazer yazıcılardaki baskı kalitesi değerleri 300
ile 1,200 dpi arasında değişmektedir.
 Baskı kalitesi ne kadar artarsa artsın, renkli
baskılardaki renk kalitesi, hiçbir zaman ekranda
görünen renklerle aynı olamamaktadır.
Baskı kalitesi:
Satır yazıcı < nokta vuruşlu < mürekkepli < lazer
120
Nerede, hangi yazıcı ?
 Belirli bir kalitede yüksek baskı hızlarının gerektiği
ve renkli baskının gerekmediği yerlerde, siyah baskı
yapabilen laser yazıcılar tercih edilmektedir.
 Renkli baskının istendiği, yazı ve baskı kalitesinin çok
önemsenmediği yerlerde de mürekkep püskürtmeli
yazıcılar kullanılabilir.
 Fatura basımı, bilet basımı, bankalarda kullanılan
çoklu kopyalı dekont basımı gibi yazdırma
işlemlerinde ise, hızları düşük olmalarına karşın,
darbeli yazıcılar tercih edilmektedir.
 Baskı kalitesinin önemli olmadığı, ancak baskı hızının
yüksek olmasının gerekli olduğu yerlerde ise satır
121
yazıcılar kullanılmaktadır.
Çizici
Plotter
 Geniş Kalıplı Yazıcı (Large Format Printer)
 Özellikle tasarım ve mühendislik
işlemlerinde oluşturulan grafik çıktıların
alınması için kullanılmaktadır
 Gerek yazma tekniklerine, gerekse de
fiziksel şekillerine göre ayrı ayrı
sınıflandırılmaktadırlar.
 A4 (210 mm x 297 mm) kağıt boyutlarından
başlamak üzere 1152 mm genişliğinde ve
150 metre uzunluğa varabilen kağıtlara
çizim yapabilen çiziciler de bulunmaktadır.
122
Çiziciler-Fiziksel Sınıflandırma
 Fiziksel şekillerine göre:
Düzyataklı çiziciler (flatbed plotters)
Tamburlu çiziciler (drum plotters)
123
Düzyataklı Çizici
 Bürolardan sanayinin çeşitli kesimlerine kadar
geniş bir uygulama alanı bulmuştur.
 Yazma mekanizması yerine kesici
mekanizmaların takılması ile, reklamcılıktan
kalıp hazırlamaya kadar çok değişik alanlarda
kullanılabilen aygıtlar haline dönüşmektedirler.
124
Tamburlu Çizici
 Düzyataklı çizicilerde kağıt
sabit, yazdırma mekanizması
hareketlidir.
 Tamburlu çizicilerde, hem
kağıt, hem de yazdırma
mekanizması hareket
etmektedir.
Düzyataklı çizicilerde
Daha iyi sonuçlar alınmakta.
Kağıt boyutları, çizici
masasının boyutları ile sınırlı
kalmakta.
125
Çiziciler-Yazım Teknikleri
 Kalemli çizici (pen plotter)
 Mürekkepli (inkjet plotter)
126
Kalemli Çiziciler
 Kalemli çizicilerde, içine değişik renkte mürekkep
doldurulmuş ve değişik uç kalınlıklarına sahip
kalemlerle çizim yapılmaktadır.
 Kalemlerin konulabileceği kartuşun kalem
kapasitesinin sınırlı olması istenilen renk ve çizgi
kalınlığının sağlanmasını engellemekteydi.
 Ayrıntılı çizimlerin oluşturulması, gerekirse
kartuştaki kalemlerin değiştirilmesi sayesinde
sağlanabilmekte, ancak bu işlem de uzun zaman
almaktaydı.
127
Mürekkep Püskürtmeli Çiziciler
 Mürekkep püskürtme
teknolojisinin gelişimi ile kalem
kullanan çizicilerin kullanımları
azalmıştır.
 Yerlerini mürekkep püskürterek
yazma işlemini gerçekleştiren
çiziciler almıştır.
 Mürekkepli çizicilerde hem kağıt,
hem de yazdıma mekanizması
hareketli olmasına karşın, tüm
yazdırma işlemi kağıdın yazıcıdan
bir kez geçmesi sonunda
tamamlanmaktadır.
 İstenildiği kadar renk elde
edilmekte ve daha duyarlı
çizimler yapılabilmektedir
128
Tümleşik Çiziciler
 Çizicilere, özel tarama aygıtları takılarak
tarayıcı olarak kullanmak da mümkün
olabilmektedir.
 Özellikle büyük harita ve resim gibi
çizimlerin bilgisayara aktarım işlemlerinde
çiziciler yaygın olarak kullanılmaktadır.
 Bilgisayara aktarılan çizimler, uygun
yazılımların kullanımı ile sayısal hale de
dönüştürülmekte, böylece çiziciler aynı
zamanda sayısallaştırıcı olarak da
kullanılmaktadırlar.
129
Ekran
 Monitor, Video Gösterim Birimi
(VDU:Video Display Unit)
 Bilgisayar sistemlerinde en çok kullanılan
çıktı birimidir.
 Ekranlar, bilgisayarların ilk üretildikleri
günden bugüne büyük değişiklik
göstermişlerdir.
 İlk kullanılan ekranlar yalnızca metin
tabanlı bilgileri gösterebilmektedir.
 Sonra geliştirilen ekranlar grafik bilgilerin
de gösterilebilmesini sağlamaktadır.
130
Katod Işını Tüpü
 Katod ışınları bir yüzey üzerinde bulunan
elemanları uyartmakta ve görüntü
oluşmaktadır.
 Katod Işını Tüpü (KIT; CRT: Cathod Ray
Tube) olarak adlandırılmaktadırlar.
 Televizyon teknolojisi ile aynı teknolojiyi
kullanmaktadırlar.
 En büyük avantajları düşük fiyatları ve üstün
görüntü kaliteleridir
 KIT’ler
Boyutları büyük
Yüksek iletim maliyeti
Yer kaplama
Daha küçük ekranlar üretilmeli
131
Sıvı Kristal Ekranlar
 Daha az yer kaplayan ve daha taşınabilir
ekranlar üretildi.
 Düz panel ekranlar veya Sıvı Kristal Ekranlar
(SKE; LCD:Liquid Crystal Display)
 Sıvı kristallerle görüntü elde edilmektedir.
 Kol saatlerinden cep telefonlarına kadar hemen
her yerde kullanılmaktadır.
 Taşınabilir, gerek dizüstü gerekse de avuç içi
bilgisayarlarında kullanılan bu ekran türü,
günümüzde masa üstünde de yaygın olarak
kullanım alanı bulmaktadır.
132
Ekran Boyutları
 Gerek KIT, gereksede SKE teknolojisine sahip
ekranlar, değişik boyutlarda üretilmektedir.
 Ekran boyutları, ekranın çapraz köşeleri arasındaki
ölçünün inç (2.54 cm) cinsinden ifadesi ile
tanımlanmaktadır.
 Bu boyutlar 15, 17, 19 ve 21 inç olabildiği gibi, daha
büyük boyutlarda ekranlar da özellikle mühendislik ve
grafik çalışmalarında kullanılmaktadırlar.
 Gerek KIT, gerekse de SKE ekranlar genel olarak kare
şeklinde üretilmektedirler.
 Değişik gereksinimler doğrultusunda, özellikle dizüstü
bilgisayarlarda dikdörtgen şeklinde ekranlar da
yaygın olarak üretilmeye başlanmıştır.
 Bu ekranların boyutları, 15.4, 17, 21 inç gibi
olabilmektedir.
133
Görüntü Netliği
 Ekranlardaki görüntü netliği, o ekrandaki görüntüyü
oluşturan yatay ve düşey nokta sayısı ile
belirlenmektedir.
 Ekrandaki görüntünün en küçük birimi “piksel
(pixel)” olarak adlandırılmaktadır.
 Bir piksel, ekranda görüntüyü oluşturma sırasında
kullanılan en küçük noktaya karşılık gelmektedir.
 Ekranda yatay ve düşey olarak ne kadar çok nokta
tanımlanabilirse, o kadar ayrıntılı ve duyarlı
görüntüler elde edilebilmektedir.
 Bu duyarlılık hem ekran özelliğine, hem de bilgisayar
sisteminden ekrana görüntülerin aktarılmasını
sağlayan ekran kartı veya donanımı özelliğine bağlı
olarak değişmektedir.
134
Etkin ve Edilgen Matriks
 Sıvı kristal ekranlarda görüntü
oluşturma teknikleri:
Edilgen (pasif) matriks (passive matrix)
Etkin (aktif) matriks (active matrix)
135
Edilgen Matriks Ekran
 Edilgen matriks ekranlar, aynı
zamanda çiftli tarama
ekranlar (dual scan monitor)
olarak da
adlandırılmaktadırlar.
 Bu ekranlarda görüntü,
ekranın en üstünden başlamak
üzere, soldan sağa ve
yukarıdan aşağıya olmak
üzere tüm ekranın taranması
ile oluşturulmaktadır.
 Az güç harcanmakta, ancak
elde edilen görüntü kalitesi
çok iyi olamamaktadır.
136
Etkin Matriks Ekran
 İnce Filmli Transistör (İFT; TFT:Thin Film
Transistor) ekran.
 Görüntü, ekranı oluşturan her bir noktanın
ayrı ayrı elektriksel olarak uyartımı ile
oluşturulmaktadır.
 Bu ekranlarda daha fazla renk, daha duyarlı
bir görüntü kalitesi ile
görüntülenebilmektedir.
 Etkin matriks ekranların fiyatları daha
yüksek olup, aynı zamanda daha fazla güç
harcamaktadırlar.
137
Görüntü Standartları
 Ekranların duyarlılıklarının tanımlanması
için değişik standartlar geliştirilmiş ve
uygulama konulmuştur.
 Günümüzde en yaygın olarak kullanılan
standartlar:
SVGA
XGA
SXGA
UXGA
138
SVGA
 SVGA (Süper Video Grafik Dizini; Super
Video Graphics Array);
 En alt duyarlılık yatayda 800, düşeyde ise
600 pikseli tanımlamaktadır.
 Bu standarttaki bir ekran görüntüsü, 800 x
600 = 480,000 pikselden oluşmaktadır.
 Yaygın olarak 15 inç boyutundaki
ekranlarda bu standart kullanılmaktadır.
139
XGA
 XGA (Genişletilmiş Grafik Dizini; Extended
Graphics Array):
 Yatayda 1,024, düşeyde ise 768 piksel
tanımlanmaktadır.
 Özellikle 17 ve 19 inç boyutundaki
ekranlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
140
SXGA
 SXGA (Süper Genişletilmiş Grafik Dizini;
Super Extended Graphics Array)
 Bu standartta yatayda 1,280, düşeyde ise
1,024 piksel tanımlanmaktadır.
 Özellikle 19 ve 21 inç boyutundaki
ekranlarda kullanılan bu standartla daha
duyarlı görüntüler elde edilmektedir.
 Dizüstü bilgisayarlarda değişik ekran
boyutları olabildiğinden bu ekranlarda
farklı ekran duyarlılıkları (1,200 x 800;
1,600 x 1,200 gibi) da kullanılabilmektedir
141
UXGA
 UXGA (Ultra Genişletilmiş Grafik Dizini;
Ultra Extended Graphics Array)
 Bu standartta yatayda 1,600, düşeyde ise
1,200 piksel tanımlanmaktadır.
 Özellikle 21 inç boyutundaki ekranların
kullanımının artmasına bağlı olarak bu
standart da yaygınlaşmaktadır.
 UXGA ekranlar mühendislik veya güzel
sanatlar gibi yüksek çözünürlük isteyen
uygulamaların kullanıldığı yerlerde tercih
edilmektedir.
142
Uçbirim
 Terminal
 Girdi ve çıktı özelliklerini birarada
bulundurmaktadır.
 Uçbirim türleri
Aptal uçbirim (Dumb Terminal)
Akıllı uçbirim (Intelligent Terminal)
143
Aptal Uçbirim
 Girdi işlemi için bir klavye ve çıktı
işlemi için de bir monitörden oluşan,
herhangi bir hesaplama kapasitesine
sahip olmayan ve doğrudan bir ana
bilgisayara bağlı olan bir aygıttır
 Klavyede yazılan herşey ana bilgisayara
gönderilip işlenmekte, ana bilgisayardan
ise işlenmiş veriler uçbirim ekranına
aktarılmaktadır.
 Ana bilgisayar ile bağlantısı kesildiğinde
herhangi bir işlevi kalmamaktadır.
 Genellikle anabilgisayar (mainframe) ve
UNIX işletim sistemine sahip
bilgisayarlara bağlı olarak
kullanılmaktadır.
144
Akıllı Uçbirim
 Akıllı uçbirim türü bellek ve sınırlı işlem
kapasitesine sahip bir işlemci
içermektedir.
 Ekranda bulunan değişik formlar
aracılığı ile kullanıcının veri girmesine
ve yazdığı metni biçimlemesine imkan
sağlamakta, kullanıcı istediğinde ise
formdaki bilgileri toplu olarak ana
sisteme göndermektedir.
 Ana sistem tarafından işlenen verilerin
sonuçlarını alıp biçimlendirebilmekte ve
ekranda görüntüleyebilmektedir.
 Bu tür uçbirimler, Grafik Uçbirim
(Graphics Terminal) veya X-Uçbirim (XTerminal) olarak da adlandırılmaktadır.
145
Uçbirim Benzeşim Yazılımları
 Kişisel bilgisayarlarda kullanılabilen
uçbirim benzeşim (terminal emulation)
yazılımları ile de, kişisel bilgisayarların
birer uçbirim olarak kullanılabilmeleri
mümkün olmaktadır.
 Bu benzeşim yazılımları, kişisel bilgisayarın
gerek aptal, gerekse de akıllı uçbirim olarak
görev yapmalarını sağlamaktadır.
146
Diğer Uçbirimler
 Satış noktası uçbirimleri
(Point-of Sale Terminal)
 Bu uçbirimler, girdi ve çıktı
özelliklerini birarada
bulundurmaktadır.
 Girdi işlemi için genellikle
çubuk kod okuyucu
bulunduran bu aygıtlarda,
verilerin girilebileceği bir
klavye de bulunmaktadır.
147
Diğer Uçbirimler (2)
 Kendi içinde bir işlemci, bellek
ve depolama birimi
bulundurur
 Üzerlerinde yazılım
çalıştırılabilir.
 Girilen veri işlenir,
gerektiğinde uçbirime
bağlanan veya bazı uçbirim
türlerinde doğrudan uçbirimin
kendi üzerinde bulunan bir
yazıcı sayesinde de kağıda
yazdırılabilir.
148
İkincil Depolama Birimleri
 Manyetik Depolama Birimleri
Disket (Floppy Disc),
Manyetik Teyp (Magnetic Tape)
Sabit Disk (Fixed/Hard Disc)
 Optik Depolama Birimleri
Yoğun Disk (CD:Compact Disc)
Sayısal Görüntü Diski (DVD:Digital Video
Disc, Digital Versatile Disc)
150
Verilerin Depolanması
 Manyetik depolama birimlerinde veriler,
ortam üzerinde mikroskobik parçacıkların
manyetikleştirilmesi ile depolanmaktadır.
 Bu parçacıklar, yönleri değiştirilene kadar
konumlarını korumakta, böylece disk ve
teypleri kalıcı ancak gerektiğinde
değiştirilebilir bilgi depolama araçları haline
getirmektedirler.
151
Manyetik Ortamda Depolama
 Disk sürücüdeki bir okuma-yazma kafası,
verileri gösterecek şekilde manyetize edilmiş
parçacıkları okuyabilecek şekilde
tasarlanmıştır.
152
Manyetik Bilgilerin Korunması
 Manyetik ortamda tutulan veriler,
manyetik ortamlardan,
mıknatıslardan,
manyetik alanlardan,
toz, is veya duman parçacıklarından
etkilenmektedir.
 Herhangi bir disketin üzerine mıknatıs tutulduğunda,
disket üzerinde bulunan veriler bozulmaktadır.
 Manyetik ortamlar, zamanla manyetiklik özelliklerini
kaybetmekte, bu da o ortam üzerinde bulunan
verilerin zamanla kaybolmasına neden olmaktadır.
 Saklama için öngörülen süre genellikle üç yıldır.
 Bilgiler her iki yılda bir yenilenmelidir.
153
Optik Depolama
 Yoğun Disk (YD) ve Sayısal
Görüntü Diskleri’nde (SGD)
kullanılmaktadır.
 Veriler, disk yüzeyinde yoğun bir
laser ışık demeti gönderilerek
oluşturulan, koyu ve açık noktalar
kullanılarak depolanmaktadır.
 Disk yüzeyinde oluşturulan derin
çukurlar “çukur (pit)”, düz
bölgeler ise “düzlük (land)” olarak
adlandırılmaktadır.
 Ortam üzerindeki çukur ve
düzlükler güçlü bir mikroskopla
rahatlıkla görülebilir durumdadır.
154
Optik Ortamdaki Bilgilerin Korunması
 Optik ortam üzerindeki çukur ve düz alanlar, veriyi
gösteren 1’ler ve 0’lar olarak kullanılmaktadır.
 Optik depolama aygıtları, optik ortamlar üzerine
kaydedilmiş verileri düşük güçlü bir laser ışığı kullanarak
okumaktadırlar.
 Laser ışığı diskin yüzeyine gönderilmekte, yansıyan ışık
miktarına göre o bölgede bulunan verinin değeri elde
edilmektedir.
 Optik ortam üzerine kaydedilmiş veriler, manyetik
ortamdakine göre daha kalıcı ve bozulamaz olarak kabul
edilmektedir.
 Optik depolama birimlerinin bilgi depolama ömürlerinin
teorikte sonsuz olduğu kabul edilmektedir.
155
Disket
 Esnek bir malzeme olan ince polyesterden
(Mylar) yapılmıştır.
 Üzeri mıknatıslanabilir bir malzeme olan
“demir oksit” ile kaplanmıştır.
 Boyutları küçüktür, ucuz ve kolay taşınırdır.
 Farklı boyut ve kapasitelerde üretilmişlerdir.
 Bilgisayarların ilk zamanlarında 8 inç (~20
cm)
 Kişisel bilgisayarlarda kullanılmak üzere 5.25
inç ve 3.5 inç boyutunda üretilmişlerdir.
 Biçimlendirilmiş olarak 1.44 MB veri
depolama kapasitesine sahiptir.
 Günümüzde çok daha yüksek kapasitelere
sahip olan türleri kullanılabilmektedir.
 SuperDisk : 120/240 MB
156
Sabit Disk
 Fixed disk, hard disk
 Başlıca depolama
birimleri.
 Üst üste konmuş ve
yüzeyleri manyetik oksit ile
kaplanmış metal
plakalardan oluşmaktadır.
 Üst üste konmuş metal
plakalar bir disk paketini
oluşturmaktadır.
157
Disk Plakaları
 Farklı sayıda metal
plakaya sahip olan
değişik türlerde sabit
diskler bulunmaktadır.
 Bazı disk modellerinde
her plakanın alt ve üst
yüzeyleri kullanılır.
 Bazı disk modellerinde
en üst ve en alt yüzeyler
kullanılmaz.
158
Disklerde Okuma Mekanizması
 Sabit disklerde, tüm disk plakaları
aynı motora bağlı oldukları için aynı
zamanda dönmekte ve aynı anda
yalnızca birisinden bilgi okunmaktadır.
 Bilgi okumayı/yazmayı sağlayan birim,
“bağlantı kolu” adı verilen bir
mekanizma üzerine monte edilmiştir.
 Bu bağlantı kolu üzerinde bulunan
okuma/yazma kafaları, kolun ileri-geri
hareketi sırasında bilginin okunacağı
veya yazılacağı konum üzerine
gitmektedir.
 Okuma/yazma kafaları ile disk
yüzeyleri arasında bir cm’nin birkaç
milyonda biri kadar bir aralık
bulunmaktadır.
159
Disk Kapasiteleri ve Erişim Hızı
 Sabit disklerin kapasiteleri, üretim teknolojilerinin gelişimine
paralel olarak artmıştır.
 1980li yılların başlarında 5.25 inç, 10 MB
 Günümüzde 3.5 inç 400 GB
 Dizüstü bilgisayarlar gibi değişik türdeki bilgisayar
sistemleri için üretilen diskler daha küçük boyutlarda da
olabilmektedir.
 Disk üzerinde bulunan bilgilere erişmek için gereken zaman
da disk seçiminde önemli bir faktördür.
 Günümüzde kullanılan sabit disklerde 6-11 ms (milisaniye)
zaman aralığında bilgiye erişim süresi kabul edilebilir bir
değerdir.
 Bu değer, diskin dakikadaki dönüş hızına da bağlıdır.
 Kişisel bilgisayar sistemlerinde yaygın olarak kullanılan
disklerin dönüş hızları 5,400, 7,200 hatta 10,000 devire kadar
160
Disk Üzerinde Bilginin Düzenlenmesi ve
Bilgiye Erişim
 Bir disk üzerinde verilerin fiziksel olarak
düzenlenmeleri farklı şekillerde ifade edilmektedir.
 Hem disket hem de disklerde bilgilerin ortak
olarak depolandıkları düzenlemelerde temel olan
karakteristikler:
“iz (track)”,
“bölüm (sector)”
“küme (cluster)” ve
“silindir (cylinder)”
161
İz (Track)
 Bir iz, diskin merkezinden dışına doğru eşit
aralıklarla tanımlanmış dairesel bölgelerin herbirine
verilen genel bir addır.
 Bu alanlar, disk döndükçe okuma-yazma kafası
altından geçmektedir.
 Standart disketler 80 izden oluşurlarken, diskler
1,000 veya daha fazla ize sahip olabilirler.
162
Bölüm (Sector)
 Bölüm, disk üzerinde bulunan izlerin sabit
büyüklükte veri içerecek şekilde bölümlenmeleri ile
oluşmuş disk alanlarıdır.
 Bu bölünme, diskin eşit açılarla bölünmesi ile
oluşturulur.
 Her iz, aynı sayıda ve eşit kapasitede bölüm
içermektedir.
163
İz’deki Veriye Erişim
 Verinin üzerinde bulunduğu yüzey, iz ve bölüm
numaralarının bilinmelidir.
 Diskin dairesel özelliğinden dolayı, diskin merkezine en
yakın olan iz üzerindeki bir bölümün içerdiği bilgi ile
en dışta bulunan iz üzerinde bulunan bölümün
içerdikleri bilgi miktarı eşittir.
 Bu da disk üzerindeki alanların verimsiz kullanılmasını
beraberinde getirmektedir.
164
Zon Kayıt (Zone Recording)
 Disk üzerinde bulunan izlerden içte
bulunanlardaki bölüm sayıları, dışa doğru gittikçe
arttırılmaktadır
 Farklı izlerde farklı bölüm sayıları elde
edilmektedir
 Disk daha verimli kullanılmaktadır.
 Disk üzerinde bulunan her bölüm aynı sayıda veri
depolayabilmektedir.
 Disk üzerinde ne kadar çok bölüm
tanımlanabilirse o kadar çok veri
depolanabilmektedir.
165
Küme (Cluster)
 Disk üzerinde yanyana bulunan sabit sayıdaki
bölümün bir araya gelmesinden oluşur.
 İşletim sistemi tarafından tek bir depolama birimi
olarak değerlendirilir
 Dosyalar kümeler temelinde depolanır.
 Herhangi bir dosya bir kaç karakterden oluşmuş olsa
dahi bir kümeyi tümüyle kullanmaktadır.
166
Silindir (Cylinder)
 Bir sabit disk, 1’den daha fazla disk plakalarından
oluşabilmektedir.
 Üstüste olan plakalarda bulunan aynı hizadaki izlere
“silindir” adı verilmektedir.
 Okuma-yazma kafalarının aynı anda üzerinde
bulunduğu izlerin tümüdür.
167
Veriye Erişim Süresi
 Bilgilere erişmek için gereken süre, erişim zamanı olarak
adlandırılmaktadır.
 Üç ana bileşenden oluşur.
 Arama Zamanı Gecikmesi: Bir bilginin disk üzerinde nerede
olduğunun bir dizin aracılığı ile bulunmasını için geçen
süreyi göstermektedir. Bu süre, çok az mekanik hareket
içermesi nedeniyle çok küçük miktarda olmaktadır.
 Kafa Yerleşimi Gecikmesi: Diskin okuyucu-yazıcı kafalarının
bilginin bulunduğu bölgeye gitmesi için gereken süredir.
Mekanik hareket içermesi nedeni ile bu süre büyük değerlere
erişebilmektedir.
 Dönme gecikmesi: Diskin, bilginin bulunduğu yere gelmesi
sırasında söz konusu olan dönme hareketi nedeniyle olan
168
gecikmedir.
Disk Erişim Teknolojileri
 Tüm sabit disk sürücü mekanizmaları
denetleyici olarak adlandırılan bir devre
kartı bulundurmaktadır.
 Bu kart, sabit diskin bilgiye erişebilmek için
gereken dönme miktarını ve okuma-yazma
kafalarının yerleşimlerini belirlemektedir.
 Disk sürücüler, denetleyicinin türüne göre
disk sürücüler sınıflandırılmaktadır.
 Sabit disk denetleme mekanizmaları ATA ve
SCSI olarak iki gruba ayrılmaktadır.
169
Tümleşik Sürücü Elektroniği (IDE)
 Sabit diskleri tanımlarken yaygın olarak kullanılan bir
deyimdir.
 IDE (Integrated Drive Electronics, Tümleşik Sürücü
Elektroniği), kendi içinde bir denetleyici (controller) bulunan
herhangi bir sürücüyü ifade etmektedir.
 Yaygın olarak kullanılan IDE arayüzleri, ATA (Advanced
Technology Attachment: Gelişmiş Teknoloji Eklentisi) olarak
da adlandırılmaktadır.
 AT deyimi IBM PC/AT modelinden gelmektedir.
 Günümüzüdeki sürücülerin çoğunluğu IDE’dir.
 Bu teknolojide, denetleyici sürücünün üzerinde bulunmakta
ve daha kısa veri iletim mesafeleri sözkonusu olmaktadır.
 Sürücünün güvenilirliği arttırılmaktadır.
170
ATA IDE
 ATA IDE, IDE’nin en revaçta şeklidir.
 İlk olarak CDC, Compaq ve Western Digital
tarafından üretilmiştir.
 1980’lerin sonlarına doğru ANSI tarafından
standart olarak belirlenmiştir.
 Bu standartlaştırma ile,
Eski ve yeni disk sürücüleri ve firmalar arasındaki
uyumsuzluk ortadan kaldırılmıştır.
ATA IDE teknolojisi ile 1’den fazla sürücünün
arka arkaya bağlanbilmeleri sağlanmıştır.
171
ATA-2 (EIDE)
 ATA teknolojisinin geliştirilmiş bir şeklidir.
 Geliştirilmiş IDE (EIDE:Enhanced IDE) olarak da
adlandırılmaktadır.
 EIDE teknolojisinde
Programlı Giriş/Çıkış (PIO:Programmed
Input/Output)
Doğrudan Bellek Erişimi (DMA:Direct Memory
Access)
teknikleri kullanılmaktadır.
 EIDE teknolojisinde daha büyük disk kapasiteleri
ve daha yüksek veri iletim hızları elde
edilmektedir.
172
PATA-SATA
 ATA disk erişim teknolojisi, Koşut Ata (PATA:
Parallel ATA) ve dizisel ATA (SATA:Serial ATA)
olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.
 UltraDMA, DBE teknolojisinin en güncel
sürümüdür. DMA ve UltraATA teknolojileri
genellikle birlikte kullanılmaktadır.
 PATA teknolojisi disk sürücüler için kullanılır
 ATAPI veya PATAPI (AT Attachment Packet
Interface, Parallel ATAPI, AT Ek Paket Arayüzü,
Koşut Ek Paket Arayüzü) YD, SGD ve teyp
aygıtları için kullanılmaktadır.
173
SATA-SATAPI
 SATA veya SATAPI arayüzü, yalnızca disk
sürücülere bilgi aktarmak ve disk
sürücülerden bilgi almak için
kullanılmaktadır.
 Arayüz başka bir aygıtla paylaşılmadığı için
bu tür arayüzlerde veri iletim hızları 6.0 GB
(gigabyte) mertebesine kadar
çıkabilmektedir.
174
SCSI
 “KBSA: Küçük Bilgisayar Sistem Arayüzü
(SCSI:Small Computer Systems Interface)
 IDE teknolojisinin yeterli olmadığı durumlarda
kullanılır.
 Veri iletim hızları IDE teknolojisine göre iki kattan
fazla artmaktadır.
 Bir bilgisayara 1’den fazla depolama birimi, gerek
içsel, gerekse de dışsal olarak bağlanabilmektedir.
 Sistemlerin daha da genişlemesi
sağlanabilmektedir.
 Günümüzde birçok sunucu ve iş istasyonunda bu
teknolojiyi kullanan depolama birimleri
kullanılmaktadır.
175
DMA, UltraDMA, UltraATA
 Birçok kişisel bilgisayarda kullanılan teknolojide,
veriler diskten denetleyici aracılığı ile işlemciye,
oradan da işlenmek üzere belleğe aktarılmaktadır.
 Doğrudan Bellek Erişimi (DMA:Direct Memory
Access; DBE) teknolojisi bilgisayarın verileri diskten
alıp doğrudan belleğe aktarmasını sağlamaktadır.
 Bu teknolojide işlemcinin araya girmesine gerek
kalmamaktadır.
 UltraDMA, DBE teknolojisinin en güncel sürümüdür.
 DMA ve UltraATA teknolojileri genellikle birlikte
kullanılmaktadır.
176
Optik Diskler
 Başlıca iki gruba ayrılırlar.
 Birinci grup:
Üzerine fabrikasyon olarak bilgi yazılabilen
diskleri içermektedir.
Bu diskler, üzerlerine yalnızca bir kez ve
özel makinalarla bilgi yazılabilecek şekilde
üretilmiş olup, firmalar tarafından
geliştirilen yazılımların dağıtımları için
kullanılmaktadır.
177
Optik Diskler (2)
 İkinci grup:
Bilgisayar kullanıcılarının bilgilerini
depolayabilmeleri için üretilmişlerdir.
Bu disklerin üzerine bir kere bilgi
yazılabilmekte, birçok kez bu bilgi
okunabilmektedir.
Bir kere yaz, çok kez oku (WORM: Write
Once Read Many) olarak adlandırılan bu
diskler, özellikle güvenli olarak saklanması
istenilen bilgilerin depolanmalarında
kullanılmaktadır.
Bir kez üzerlerine yazıldığında disk
üzerindeki bilgiler silinememektedir.
178
Yoğun Disk
 YD-YOB (Yoğun Disk-Yalnızca Okunur
Bellek; CD-ROM: Compact Disc-Read
Only Memory):
Kapasiteleri 700 MB seviyesindedir.
 Kaydedilebilir Yoğun Disk (KYD; CD-R:
Compact Disc-Recordable),
Kendisine yalnızca bir kez kayıt
yapılabilir
Yazma işlemini için özel bir sürücü aygıtı
ve özel yoğun diskler gerekmektedir.
Üzerine kayıt yapılan KYD’ler herhangi
bir KYD sürücü veya YD sürücüde
okunabilirler.
179
Yoğun Disk (2)
 Yeniden Yazılabilir Yoğun Disk (YYYD,
Y3D; CD-RW: Compact Disk ReWritable):
Üzerlerine birçok kez veri kaydedilebilir
ve silinebilir.
Bu disklerin bazı YD sürücüler
tarafından okunamama gibi problemlerle
karşılaşmaları da söz konusu olmaktadır.
180
Sayısal Görüntü Diski
 Sayısal Görüntü Diski (SGD) (DVD: Digital
Versatile Disk, Sayısal Kalıcı Disk; önceleri
Digital Video Disk-Sayısal Görüntü Diski),
 Video Yoğun Disklerinin (VCD:Video
Compact Disk) yerini almak üzere
tasarlanmıştır.
 Veri depolama aygıtı olarak bilgisayarlarda
da kullanım alanı bulmuştur.
 Depolama kapasiteleri 4.7 GB ile 17 GB
arasında değişebilmektedir.
 SGD’lerin her iki yüzeyine de veri
kaydedilebilmekte, böylece depolama
kapasiteleri 17 GB’a kadar çıkabilmektedir.
181
Manyeto-Optik Disk
 Manyeto-optik (MO:Magneto-
optical)
 Melez disk türü olarak
 Manyetik ve optik depolama
birimlerinin avantajlarını biraraya
getirmektedir.
 Optik disklerde olduğu gibi yüksek
kapasitelere sahiptir.
 Bilgiler manyetik disklerde olduğu
gibi yazılmaktadır.
182
Manyeto-Optik Disk (2)
 Disk yüzeyi plastik bir malzeme ile
kaplı olup, altında ise manyetik
olarak duyarlı metal kristaller
içermektedir.
 Verilerin yazılması sırasında bir laser
ışığı plastik yüzey üzerinde
mikroskobik bir delik açmakta, ve
bir mıknatıs da plastik soğumadan
metal parçacıklarını
düzenlemektedir.
 Kristaller, bazıları ışığı yansıtacak
şekilde düzenlenmekte, verilerin
diskten okunması sırasında ise
yalnızca ışığı yansıtan kristaller ele
alınmaktadır.
183
Manyetik Teypler
 Bilgisayarların ilk dönemlerinden itibaren
yaygın olarak kullanılmaktadır.
 Günümüzde disk ve optik depolama
birimlerinin kapasitelerinin artmasına bağlı
olarak kullanımları azalmıştır.
 Teknolojinin gelişimine bağlı olarak değişik şekil
ve ebatlarda üretilmişlerdir.
184
Manyetik Teyplerde Bilgi Depolama
 Manyetik teyplerdeki bilgi depolama sistemi,
sabit disk veya disketteki bilgi depolama
sistemine benzemektedir.
 Diğer depolama birimlerinde, birim üzerine
kaydedilmiş olan herhangi bir veriye doğrudan
ulaşılabilir (Doğrudan Erişim).
 Manyetik teyplerde herhangi bir bilgiye, teybi
o bilginin olduğu yere kadar ilerleterek erişilir.
 Manyetik teyplerde bilgiye erişim “sıralı”
olmaktadır.
185
Manyetik Teyplerin Kullanım Alanları
 Veri kayıt ve okuma hızlarının yavaşlığı nedeniyle
yalnızca yedekleme amaçlı olarak kullanılmaktadır.
 Teyp kapasiteleri teknolojinin gelişimine bağlı olarak
artmıştır.
 Kişisel bilgisayar sistemlerinde kullanım alanı
bulamamıştır.
 Manyetik teypler, genellikle orta ve büyük boy
sistemlerde verilerin yedeklenmesi amacıyla
kullanılmaktadır.
 Manyetik ortamlar zamanla manyetiklik özelliklerini
kaybetmektedirler.
 Manyetik teyplerde çok uzun süre bilgi saklamak
sağlıklı olamayabilmektedir.
 Manyetik teypler, günlük veya yıllık yedekleme
işlemlerinde kullanılmakta, üzerlerindeki bilgi sürekli
yenilenmektedir.
 Bu teyplerin saklandıkları ortamın da belirli ısı ve nem
koşullarını sağlaması gerekmektedir.
186
187