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