iletişimini sağlayan
elektronik devredir.
Anakartın Yapısı ve Çalışması
Anakartlar özel alaşımlı
bir blok üzerine yerleştirilmiş ve üzerinde RAM yuvaları genişleme kartı slotları,
devreler ve yongalar bulunan ve bütün bu donanım birimlerinin mikroişlemci ile
iletişimini sağlayan elektronik devredir. Anakart, üzerindeki yonga setleri
sayesinde sistem çalışmasını organize eder. Bir nevi tüm birimlerin bir arada
ve uyumlu çalışmasını sağlayan bir köprü vazifesi görür.
Anakart bütün donanımları
veya bağlantı noktalarını üzerinde bulundurur. Üzerinde mikroişlemci soketi,
RAM slotu, genişleme yuvaları (ISA, PCI, AGP ve PCI-e), BIOS, donanım kartları
(dâhilî), veri yolları ve bağlantı noktalarını bulundurur. Anakart, bilgisayara
hangi sistem bileşenlerinin eklenebileceğini ve hızlarının ne olacağını
belirleyen temel unsurdur.
Anakartlarda dikkat
edilmesi gereken hususların başında, kullanılmak istenen CPU (işlemci) ile
uyumlu bir yonga seti kullanan bir anakart sahibi olmanız gerekliliği gelir. En
son işlemci, anakart ve diğer donanım
bilgilerine çeşitli bilgisayar dergilerinden faydalanarak ve internette
araştırma yaparak ulaşılabilir.
Anakartın Bileşenleri
Anakartlar büyük
elektronik devreler olduğu için tek tek elemanları ele almak yerine bölgesel olarak anlatmak yerinde olacaktır.
Yonga Seti (Chipset)
Anakart üzerinde yer alan
bir dizi işlem denetçileridir. Bu denetçiler anakartın
üzerindeki bilgi akış
trafiğini denetler. Bilgisayarın kalitesi, özellikleri ve hızı üzerinde en
önemli etkiye sahip birkaç bileşenden biridir. Bir yonga seti “North Bridge”
(kuzey köprüsü) ve “South Bridge” (güney köprüsü) denen iki yongadan oluşur.
Esasen bir anakart üzerinde birden fazla yonga mevcuttur. Ancak kuzey ve güney
köprüleri yönetici yongalardır. Tipik bir kuzey köprüsü yongası temel olarak
işlemciden, bellekten, AGP veya PCI ekspres
veri yollarından sorumludur ve bunların
kontrolüyle bunlar arasındaki veri aktarımını sağlar. Ancak kuzey köprüsü ve güney köprüsü özellikleri üreticiye ve yonga setine göre farklılık
gösterebilir ve bu genellemenin dışına çıkabilir. Kuzey köprüsü
yongası fonksiyonlarından dolayı işlemciye, bellek ve AGP slotlarına yakın olmalıdır
(Sinyalin geçtiği fiziksel yollar ne kadar kısa olursa sinyal o kadar temiz ve
hatasız olur.) ve bu yüzden de anakartın
üst kısmına yerleştirilir. Zaten adındaki “kuzey” kelimesi de buradan
gelmektedir.
Güney köprüsü yongası ise
giriş-çıkış birimlerinden, güç yönetiminden, PCI
veriyolundan ve USB
ile anakarta entegre özelliklerden (ses
ve ethernet gibi) sorumludur. Adındaki “south”
kelimesinin de yine anakarttaki
pozisyonundan geldiği kolayca tahmin edilebilir.
Üreticilerin yonga
setlerini iki parça hâlinde
tasarlamaları anakart tasarımında
esneklik sağlar. Örneğin
USB 2.0 desteği olmayan bir yonga setine bu desteği eklemek için bütün yonga
setini baştan tasarlamak yerine sadece
güney köprüsü yongasında
değişiklik yapmak çok daha kolaydır. Ayrıca değişik özelliklerdeki güney köprüsü yongaları kullanılarak değişik
kullanıcı gruplarına hitap etmek mümkün olur ve böylece kullanmayacağınız
özellikler için boşuna para vermek zorunda kalmamış olursunuz.
Chipset Çeşitleri:
Günümüzde birçok yonga
seti üreten firma mevcuttur. Çalışma ve kullanım
amaçlarına göre birçok
çeşitlilikte yonga seti üretimi yapılmaktadır. Firmaların ürettikleri bu yonga
setleri anakartların performansını ve
maliyetini etkileyen önemli unsurlardandır. Anakartların kullanım alanı ve
kalitelerine göre kullanılacak olan yonga setlerinin uygun özelliklerde ve
kalitede olması beklenir.
Veri Yolları (BUS)
Anakart üzerindeki
bileşenlerin birbiriyle veri alışverişini sağlayan yollardır.
Dışarıdan bağlanan
donanımlarda ise veri yolları uçlarında bulunan slotlar sayesinde bilgi alışverişi
sağlamaktadır.
Bant Genişliği: iletişim kanalının kapasitesini belirler. Birim
zamanda aktarılabilecek veri miktarıdır. Bant genişliği ne kadar büyükse belli
bir sürede aktarılabilecek veri miktarı da okadar büyük olur.
ISA (Industry Standart Architecture)
Eski bir slottur ve 8-16
bit veriyoluna sahiptir. Bant genişliği çok düşük olduğundan günümüz anakartlarında kullanılmamaktadır. 1981’de
üretilen kişisel bilgisayarlarda kullanılmıştır, bir standardı tanımlar.
Veriyolu önceleri 8 bit, daha sonra 16 bit’e çıkarıldı.
Adres yolu 24 bittir. Hızı
8.33 Mhz (mega hertz)’dir. Tak ve çalıştır özelliği yoktur.
Tak-çalıştır (Plug and play): Genellikle bilgisayarlarda, sisteme bağlı olan bir
donanımın herhangi bir ayarlamaya ihtiyaç olmaksızın donanımın sürücüsünün
otomatik olarak sisteme yüklenmesi anlamında kullanılan terimdir. Genellikle
bilgisayarların USB portunu kullanan cihazlar için kullanılır.
PCI (Peripheral Component Interconnect)
Bu veriyolu 64 bitlik olup 1993 yılında
geliştirilmiştir. Uyumluluk problemleri
nedeniyle uygulamada 32
bit olarak kullanılmaktadır. 33 veya 66 MHz saat hızlarında çalışır. 32 bit 33
MHz hızında çalışan PCI veriyolunun kapasitesi 133MB/sn. (mega bayt /
saniye)dir. PCI veriyolu tak-çalıştır
desteklidir. PCI slotları beyaz renkli olup modem, ses kartı, ağ kartı, TV
kartı gibi donanım kartlarının takılması sebebiyle diğer slotlara oranla sayısı
fazladır. Onboard (tümleşik) teknolojisinin geliştirilmesiyle PCI slotlarına
bağlanacak donanım kartları sayısı
azalmıştır.
AGP (Accelerated graphics port –
Hızlandırılmış grafik portu)
533 MHz veriyolu hızına
çıkabilen AGP veriyolu sadece ekran kartlarının takılacağı yuva olarak anakartlarda bulunur. AGP kanalı 32 bit genişliğindedir
ve 66 MHz hızında çalışır. Yani toplam
bant genişliği 266 MB/sn.dir. Ayrıca özel bir sinyalleşme metoduyla aynı saat
hızında 2, 4 ve 8 katı daha hızlı veri akışının sağlanabildiği 2xAGP, 4xAGP ve
8xAGP modları vardır. 2xAGP'de veri akış hızı 533 MB/sn.
olmaktadır.Bilgisayarda çalışılan programlar veya oyunlar geliştikçe ihtiyaç
duyulan bant genişliği de artmaktadır.
PCI-X
Server platformlarında
uzun süredir kullanılan bir veriyoludur.
PCI-X standardının amacı PCI slotlarından daha fazla bant genişliği
sağlayıp “Gigabit Ethernet” gibi server platformlarında, iletişim
kartlarına gerekli bant genişliğini sağlamaktır. PCI Express ile karıştırılmamalıdır.
Bu iki teknoloji birbiriyle kesinlikle uyumlu değildir.
PCI express (PCI-e)
PCI-e, güç tüketimini özellikle AGP limitlerini
genişleten, sistem belleğini daha
efektif kullanarak ekran
kartı ve diğer donanım maliyetlerini kısma
imkânı veren bir veriyoludur.
PCI Express’in, PCI-e 1.1
ve PCI-e 2.0 olmak üzere 2 spesifikasyonu vardır. PCI-e
1.1'de hat başına hız 250
MB/s olarak verilirken, PCI-e 2.0 bunu 500 MB/s düzeyine çıkartır. Böylece
ekran kartları için kullanılan PCI-e x16 bağlantılarında PCI-e 1.1’te toplam
4000 MB/s, PCI-e 2.0 ise 8000 MB/s verir.
Normalde PCI-e 1.1 için
aktarım hızı hat başına "2.5 Giga-Transfers/second" denir.
Bu değer saniyede aktarılan
bit sayısıdır. Normal koşullar altında kaç MB aktarıldığını görmek için bit sayısını sekize bölmeliydik ancak PCI-e
8b/10b adı verilen bir kodlamayı kullanır. Yani PCI-e'nin fiziksel iletim
katmanında her bayt, teknik nedenlerle
10 bitlik gruplar hâlinde iletilir.
8b/10b kodlamasından kaynaklanan % 20'lik farkı hesaba kattığımızda, iletilebilecek
en yüksek ham veri miktarını hat başına 250 MB/s olarak buluruz. PCI-e 2.0 için
de hat başına 500 MB/s sayısını elde ederiz.PCI-e'nin diğer yenilikleri
arasında dinamik bağlantı hızı yönetimi, bağlantı bant genişliği notifikasyonu
gibi özelliklerin yanında, güç sınırı tanımlama olanağı da bulunuyor.
Bu sonuncusu ile daha
yüksek güç ihtiyacı olan kartlar için kart yuvasının güç limiti düzenlenebiliyor.
PCI-e 2.0, PCI-e 1.1 ile geriye doğru uyumlu olacak şekilde tasarlanıyor; yani
PCI-e 2.0 destekli bir yonga üzerine kurulu anakart satın aldığınızda, eski
PCI-e 1.1 ekran kartınız yeni anakartınızda çalışmaya devam edecek.Geriye
uyumluluğu biraz daha açalım.
PCI-e 1.1 ekran
kartıyla PCI-e 2.0 yuvalı anakart: Çalışacak,
ancak bir
tanesi PCI-e 1.1 olduğu
için ara bağlantı PCI-e 1.1 hızında olacak.
PCI-e 2.0 ekran
kartıyla PCI-e 1.1 yuvalı anakart: Yeni alacağınız PCI-e 2.0
ekran kartı, eski
anakartınızla çalıĢacak ancak aynı Ģekilde bir tanesi PCI-e 1.1
olduğundan ara bağlantı
yine PCI-e 1.1 hızında olacak.
PCI-e 2.0 ekran
kartıyla PCI-e 2.0 yuvalı anakart: Ancak bu durumda PCI-e
2.0 hızlarında çalışmak
mümkün olacak.
Portlar ve Konnektörler
Anakart ile dış birimlerin
iletişim kurmasına olanak sağlayan bağlantı noktalarıdır. Portların bir kısmı
kasanın içindedir ve bu portlara hard disk gibi kasa içine monte edilen birimler
bağlanır. Bazı portlarda kasa yüzeyinde
anakarta monteli şekilde bulunur. Bu portlara kasa dışından ulaşılır ve
mikrofon gibi kasa dışında bulunması gereken cihazlar bağlanır.
1. PS/2 portu: Yeşil ve mor renklerde ayrı iki PS/2 portu olan anakartlar da vardır. Bunlardan yeşiline
fare, mor olanına ise klavye takılır. Buradaki porta ise klavye ve faredenher ikisi de takılabilir.
Tek olmasının sebebi günümüzde USB klavye ve farelerin daha çok kullanılmasıdır.
USB 3.0, USB 2.0 Port: Her anakart üreticisi farklı sayıda USB port
kullanabilir.
Bu anakarta 6 adet USB 3.0 portu ve 2 adet USB 2.0 portu koyulmuştur.
USB cihazların bağlanmasını sağlar.
S/PDIF: Sayısal (dijital) ses çıkışı
sağlayan birimdir. Bu birimle ses analog
dönüşümü yapılmadan
doğrudan sayısal olarak çıkış birimine gönderilir. Böylece ses analog yerine
sayısal gideceğinden seste kayıp olmaz.
Dijital bilgi: Türkçe karşılığı sayısaldır. Bilgisayar
dilinde “0” ve “1”lerden oluşan
bilgilerdir.
Analog bilgi: Belli sınırlar içinde sürekli olarak değişen elektrik
sinyalidir.
Fireware (IEEE1394 – 6 pin, 4 pin) port: Bilgisayara çevre ürünleri
bağlanmasında kullanılan
yüksek hızlı arayüz bağlantısıdır. IEEE 1394 standardına dayalıdır. Dijital
kameralar ve video kaydedici cihazların bilgisayara bağlanıp hızlı veri
aktarımı yapmak için geliştirilmiştir.
eSATA port: eSATA, haricî SATA anlamında, External SATA demektir.
Tek
başına yeni bir
standarttan ziyade, SATA standardı için "dışarıya" bir uzatma olarak düşünebilirsiniz.
eSATA arabiriminin çıkış amacı, bilgisayar
dışına koyduğumuz haricîdiskler için sağlıklı ve hızlı bir bağlantı
kurmak. Şu anda haricî depolama için yaygın olarak kullanılan Hi-Speed USB ve
Firewire 400 (IEEE 1394b) gibi arabirimlerin özellikle performans tarafındaki
kısıtlamalarından kurtulurken uygulamada da kolaylık sağlıyor.
LAN
(RJ-45) portu: Yerel ağ
ve internete bağlanmak için kullanılır.
Ses giriş ve çıkışı: Kulaklık ve 5+1, 7+1 gibi ses sistemleri takmak için
kullanılır.
Floppy bağlantısı: Disket sürücüsünün
anakarta bağlanması için kullanılır. Son
derece yavaş ve sınırlı
kapasiteye sahip olması nedeniyle günümüz anakartlarında bu slotlar kullanılmamaktadır.
IDE (integrated drive elektronics)
bağlantısı: Harddisk, CD-ROM,
CD-Writter,
DVD-ROM, DVD-Writter gibi
sürücülerinin anakarta bağlanması için kullanılır.
SATA bağlantısı: Serial ATA (SATA) birimi ise günümüzde depolama
birimleri
için en çok kullanılan
arayüzdür. SATA kabloları IDE kablolara göre çok daha incedir.
ATX
güç konnektörleri: Anakartın
tüm işlevleri yerine getirebilmesi için güç
kaynağının anakarta
bağlanmasını sağlayan konnektörlerdir.
Ön
panel bağlantıları: Bilgisayar kasasındaki aç-kapa, reset, led, ve USB
bağlantılarının aktif hâle
gelmesi için takılması gereken konnektörlerdir.
İŞLEMCiLER
İşlemciler, mikroişlemciler bilgisayara yüklenen işletim
sistemini ve diğer tüm
programları çalıştırıp bu programların işlemlerini yerine
getirir. Bu sebeple merkezî işlem
birimi (MĠB) adını alırlar, İngilizcedeki karşılığı ise
“Central Processing Unit”dir (CPU).
Genel bir bilgisayar dört ana birimden oluşur. Bunlar
sırasıyla aşağıdaki gibidir:
-Merkezî işlem birimi (MĠB, central processing
unit-CPU)
-Hafıza-bellek (memory)
-Giriş/çıkış (Input/Output-I/O) ünitesi
-Giriş çıkış ünitesine bağlanan çevre
birimleri (fare, klavye, yazıcı, tarayıcı,
monitör vb.).
İŞLEMCİ YAPISI VE ÇALIŞMASI
İşlemler yapılırken sayısal (mantıksal 1 veya 0) mantık
kullanılmaktadır. Yani iki
sayıyı toplamak için ilk olarak sayıların ikilik
değerleri (1001010 şeklinde) ele alınır vebunun üzerine işlemler yapılarak sonuç elde edilir.
Bir film izlerken ya da bir program kullanırken ekrandaki
görüntünün oluşması,
programın sonuç üretmesi için hafızada bulunan ikilik
değerler birleştirilir ve böylece sonuç oluşur.
İşlemciler hafızalarında bulunan komutlarla dışarıdan
gelen uyarılar eşliğinde
işlemleri yapmaktadır. İşlemcinin hafızasında bulunan
komutlara o işlemcinin komut seti denir ve hangi uygulamayı kullanırsak kullanalım bizim
kullandığımız uygulama işlemcinin anlayacağı bu komut setlerine dönüştürülerek sonuç elde
edilir.
İşlemciler komut setlerine göre CISC ve RISC olmak üzere
ikiye ayrılır.
CISC:
Kompleks komutlara, yani bir seferde birden fazla işlemi yerine
getirebilen
komutlara sahip işlemci mimarisidir.
RISC: Her seferinde tek bir işlem gerçekleştiren basit
ve hızlı komutlara sahip işlemci mimarisidir.
Normalde bilgisayarımızda veya başka kompleks ürünlerde
sadece bir tane işlemcinin olduğunu düşünürüz oysaki detaylıca inceleyecek olursak
diğer ünitelerin de (ekran kartı, TV kartı, ses kartı gibi) merkezî işlem birimine sahip
olduğunu görürüz.
Bilgisayarda tüm programlar sabit diskte (hard disk)
tutulur. İşlemci her saniyede
milyonlarca, hatta milyarlarca komutu işleyebilecek
kapasiteye sahiptir.
1 hertz (Hz) = saniyede 1 çevrim
1 megahertz (MHz) = saniyede 1.000.000 çevrim
1 gigahertz (GHz) = saniyede 1.000.000.000 çevrim
Sabit disk, işlemcinin komut işleme hızına ulaşamaz. Bu
sorunu ortadan kaldırmak
için programlar sabit diskten alınarak RAM’e (random access
memory) rastgele erişimli belleğe yüklenir. RAM’den de işlemciye aktarılır. Bir
program RAM’e yüklendiğinde ve işlemci kendisinden istenileni gerçekleştirdiğinde buna
program (yazılım) çalışıyor deriz.
RAM = Rasgele EriĢimli Bellek = Sistem Belleği = Ana
Bellek
Verinin sabit disk, RAM ve işlemci arasındaki akışı tek
yönlü bir işlem değildir.
İşlemcinin yaptığı işlemler sonucunda ürettiği veriler de
işlemciden, RAM’e ve oradan da sabit diske alınarak sabit diskte tutulur.
Bütün programlar RAM’da çalıştığına göre neden
getir-götür işiyle uğraşılıyor ve
bilgiler RAM’da tutulmuyor sorusu akla gelebilir. Bunun
cevabı kısaca, RAM içindeki
bilgilerin elektrik kesildiğinde silinmesi ve maliyettir.
İşlemci kendi içinde
bir mimariye sahip olup işlemlerin yapılabilmesi için birçok
birimi bulunmaktadır. Bu birimlerden en önemlileri
sırasıyla;
- Kontrol birimi,
- İşletim yolları,
- Kaydedici,
- Sayıcılar,
- Giriş/çıkış tamponları,
-Aritmetik mantık birimi,
- Kayan nokta birimidir.
Kontrol birimi: Bütün komutlar buradan işletilir. İşlenen
komuta göre mikroişlemci
içerisindeki bir veri değiştirilir veya bir verinin işlem
içindeki başka bir bölüme aktarılması
sağlanır.
İşletim yolları (bus): Bu yollar işlemci ile bilgisayarın diğer birimleri
arasındaki
bağlantıyı sağlayan iletkenlerdir. Üç tip iletim yolu
vardır.
Adres yolu (adress
bus): İşlemcinin bilgi
yazacağı veya okuyacağı her hafıza
hücresinin ve çevre birimlerinin bir adresi vardır. İşlemci, bu adresleri bu birimlere ulaşmak
için kullanır. Adresler, ikilik sayı gruplarından oluşur.
Bir iilemcinin ulaşbileceği
maksimum adres sayısı, adres yolundaki hat sayısı ile
ilişkilidir.
2Adres hattı sayısı=Maksimum hafıza kapasitesi
Bir mikroişlemci 16 adres hattına sahipse adresleyebileceği
maksimum hafıza
kapasitesi
Veriyolu (data buses): İşlemci, hafıza elemanları
ve çevresel birimleriyle çift yönlü
veri akışını sağlar. Birbirine paralel iletken hat
sayısı veriyolunun kaç bitlik olduğunu
gösterir. Örneğin, iletken hat sayısı 64 olan veriyolu 64
bitliktir. Yüksek bit sayısına sahip
veriyolları olması sistemin daha hızlı çalışması anlamına
gelir.
Kontrol yolu (control
buses): İşlemcinin diğer birimleri yönetmek ve eş
zamanlamayı (senkronizasyon) sağlamak amacı ile
kullandığı sinyallerin gönderildiği
yoldur.
Kaydedici:
Mikroişlemci ile hafıza ve giriş/çıkış (I/O-Input/Output)
kapıları arasındaki bilgi
alışverişinin çeşitli aşamalarında, bilginin geçici
olarak depolanmasını sağlar.
Sayıcılar (counter)
İşlemi yapılacak komut ve verilerin adreslerini taşıyarak
bilgisayarın çalışması
sırasında hangi verinin hangi sırada kullanılacağını
belirler.
Giriş/çıkış tamponları (buffers):
Mikroişlemcinin dış dünyaya adres, veri ve kontrol
sinyallerini iletirken dış dünya ile
iletişimin sağlandığı bir çeşit kapı görevi görür.
Aritmetik mantık birimi (ALU-aritmetic logic unit)
Mikroişlemcinin en önemli kısmıdır. Toplama çıkarma gibi
işlemlerin yapıldığı
bölümdür.
İŞLEMCİ ÇEŞİTLERİ
Nasıl ki dünyada birçok anakart üreticisi pek çok çeşitte
üretim yapıyorsa ve pek çok firmadan oluşuyorsa işlemcilerde de aynı şey geçerlidir.
İşlemci üreticileri de dünya üzerindeki kullanıcılar için birçok çeşit ve içeriğe
sahip işlemciler üretmektedir. İşlemciler anakart üzerine bağlantı şekillerine göre
soket işlemciler ve slot işlemciler olmak üzere ikiye ayrılır.
işlemci Seçimi
Yeni bir bilgisayar satın alırken işlemci ve anakart konularına ayrıca dikkat
edilmelidir. Bu iki bileşen performansları da diğer tüm
bileşenlerin performansına doğrudan etki eder. Her işlemcinin her anakarta takılamayacağını
göz önünde bulundurarak çalışmak istediğiniz işlemciyi seçtiğinizde onu destekleyen
anakartları gözden geçirmelisiniz.
Performans istenilen durumlarda FSB ve ön belleği yüksek,
HT (hyper threading) ve
çok çekirdekli işlemci tercih etmelidir.
Toplumumuzda genel kabul gören almışken en iyisini alayım
mantığı yanlıştır. Sadece internete giren ve ofis programlarıyla çalışan birinin
hızlı bir işlemci almasına gerek yoktur.
işlemci Montajı
Anakartlarda anlatıldığı gibi insanlar üzerinde deşarj
yapılmadığı sürece var olan bir
elektrik yükü çok hassas elektriksel değerlerle çalışan
bilgisayar donanımlarına zarar verebilir. Bu nedenle bilgisayar parçalarına dokunmadan
önce üzerinizdeki antistatik yükün boşaltılması gerekir. Bunun için en basit yöntem olarak
eller bulunduğunuz mekândaki duvara veya metal olan kalorifer peteği, çeşme gibi
yerlere dokundurulabilir.
İşlemci, anakart kasaya monte edilmeden önce takılırsa
kolaylık sağlayacaktır.
iŞlemci Soğutması
Bilgisayar sisteminde en hızlı çalışan birim
mikroişlemcilerdir. İşlemci üreticileri bu
hızı sağlayabilmek için yukarıdaki tabloda gösterildiği
gibi daha fazla transistörü bir gövde içerisine sığdırma yarışına girmişlerdir. Bu yarış doğal
olarak mikroişlemcilerde ısınma problemini yanında getirmiştir. Örnek olarak bir sınıf
içerisinde 30 öğrencinin nefes alıp vermesiyle bile ortam ısısı artmaktadır. Aynen öyle
milyonlarca iş yapan transistörün soğuk kalması da düşünülemez. Bu sıcaklık öyle noktalara ulaşır
ki mikroişlemci zarar görebilir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder