İşlemciler ve 1 – 0 Mantığı

13745
ilk bilgisayarlar

Hep duymuşuzdur bilgisayarlar 1 ve 0‘lardan meydana gelmiştir diye. Peki ama nedir bu 1 ve 0’lar nasıl çalışırlar, işte bunları merak ediyorsanız doğru adrestesiniz. Öncelikle bilgisayarların biraz tarihçesine inelim hani şu hep anlatılan ilk bilgisayarlar bir oda büyüklüğünde ve sadece dört işlem yapar diye adlandırılan bilgisayarlar.

Evet ilk bilgisayarlar insanlara, ülkelere hesaplama konularında yardımcı olmak için tasarlanmışlardı. Bugün anladığımız anlamda ilk dijital bilgisayar olan “ENIAC” 1946 yılında icat edilmiştir. Amerika Birleşik Devleti’nin Ordusuna top atışları hesaplamalarına yardımcı olması için Amerikan Ordusu’nun desteği ile geliştirilmiştir. Satışa sunulan ilk kişisel bilgisayar ise İtalyan firması Olivetti’nin ürettiği Programma 101’dir.

Programma 101

Şimdi ise bilgisayarların beyni olarak adlandırılan merkezi işlem birimi (central processing unit)’ne değinelim. Evet 1 ve 0 mantığı yani binary (ikili) sayı sistemi aslında işlemci olayında devreye girmekte.İşlemcileri tanıtmadan ve 1-0 olayına girmeden önce şu çok karıştırılan mikroişlemci ve mikrodenetleyici kavram karmaşasından bahsedeyim.

Mikroişlemci daha complex(karmaşık) sistemlerde kullanılır ve konumuz asıl olarak budur mikrodenetleyici (microcontroller) ise belli bir hedefe odaklı programlanmış bir ve ömrü boyunca onu sürdürmeye dayalıdır örneğin bir mikrodalga fırının mikrodenetleyicisi belli işlevler üstlenerek programlanmıştır aynı şekilde bir örnek verecek olursak bir çamaşır makinesinin mikrodenetleyicisi verilen komutları ömrü yettiği (arıza vb. durumları) boyunca ona odaklı olarak çalışır ve son olarak bu mikrodenetleyiciler tek bir entegre içerisinde ufak bir bilgisayar sistemi barındırır desek yanlış olmaz çünkü hafıza (ram,rom) vb birimler tek entegre içindedir.

Fakat mikroişlemciler en yaygın olarak bilgisayarlarda kullandığımız işlemcilerimiz daha üst düzey görevleri yerine getirdiğini rahatlıkla anlayabiliriz belli bir hedefe odaklı değil aksine tümüyle karmaşık sistemlerin, programların, çevre birimlerinin etkileşimlerini anlık ve çok hızlı bir şekilde yerine getirir.Şimdi biraz tarihçesine değinip asıl konumuz 1 ve 0 olayına gelelim.

Aslında transistörlere’de yer vermek gerekir ancak konu çok uzayacağından onu başka bir yazımda anlatmak isterim. İlk mikroişlemciyi 1971 yılında INTEL firması 4004 modelini piyasaya sürdü.2300 transistöre, 108 khz çalışma hızına, 0.06 MIPS gücüne, 4-bit kelime işleme kapasitesine ve 640 Byte bellek bölgesi adresleme sahipti.

transistör

Daha sonra çeşitli firmalarla birlikte piyasa oluştu ve 8,16,32 ve şuan 64 bit işlemcilere sahibiz.

işlemciler

Son olarak 1 ve 0‘ları anlatalım; Mikroişlemciler, açma kapama anahtarı gibi çalışan milyarlarca transistör den oluşmaktadır. Bu anahtarların programlanma durumuna göre elektrik sinyalleri bunların üzerinden akar. Bu sinyaller, bilgisayarın yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi temel matematiksel işlemlere indirger. İşlemci de bu işlemleri en basit sayma sistemi olan ikilik (binary) düzen yani sadece 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar.

Tabi ki işlemciler complex (karmaşık) yapıdadırlar örneğin; registers, cache bellekler, pipelining, alu, control unit, datapath ve instruction set architecture (komut seti mimarisi) gibi birimler ve sistemlere sahiptir bunları sadece işlemcileri baz alan başka yazımda açıklamak isterim.

Evet yukarıda açıkladığım gibi işlemci bütün komutları dört işleme indirger ve 1-0 (on=1-off=0) şeklinde iki farklı sinyalle çözümler ve işleri gerçekleştirir. Temel mantık budur bir örnekle makaleme son vermek isterim, örneğin internet tarayıcınıza tıkladınız ve bir işlem işlemci tarafından (işletim sistemi kısmı’da var onuda işletim sistemleri ile ilgili makalemde yer vermek isterim.) tarayıcınızın bulunduğu diskteki adresinden ram’e getirilip (fetch edilmesi) daha sonra decode (kodların çözülmesi diyebiliriz) ve execute edilmesi yani çalıştırılması aşamalarından geçer işlemci tüm bunları dört işleme indirgeyerek bu process’i (işlemi) gerçekleştirir tabi ki bunlar şuan ki modern işlemcilerde çok kısa sürede gerçekleşir.

Paylaşır mısınız?

15 Yorum

  1. Adam emek vermiş bir şeyler yazmış; makale sınırları içinde ve hiç bilmeyenler için. Eleştiren arkadaşlar iddia ettikleri gibi kendileri de yazsınlar bizler de öğrenelim.

  2. Üstad emeğine sağlık ama ben okurken hiç birşey bilmeyen bilgisayar öğretmenimin anlattıkları geldi aklıma. Oda aynı anlatmıştı. Konunun adı bilgisayar bir ve sıfırla çalışır sonu yani bilgisayar bir ve sıfırla çalışır. Anlatacam demekten birşey anlatamamışsın. Anlat en basit bir “dir” sorgusunu bilgisayar nasıl bir ve sıfıra çevirir nasıl işler diskten nasıl okur ve ekrana nasıl gönderir. Bir ve sıfırla çalışan şey işlemcidir ki artık onlar bile bunun fazlasını yapıyor. Bilgisayar değildir. Yanlış bildiğim şeyler varsa düzelt lütfen. Günümüzde bir bilgisayara bir ve sıfır mantığı ile çalışıyor demek haksızlık olur. Ama şu gerçek işlemciler mantık olarak bir ve sıfırdır. Milyon adet transistör nasıl bir nasıl sıfır olmaya karar veriyor anlat öğrenelim.

    • Yorumunuz için teşekkür ederim.Fakat konuya bir açıklık getirmek isterim,burada genel hatlarıyla hiç bilmeyen kişileri de baz alarak bu mantığı temel düzeyde anlatmak istedim.Ayrıca sizlerin de tahmin ettiği gibi bir bilgisayar sistemi complex bir yapıdadır. Çalışmasında bir çok faktör var bunları tam detaylı anlatmak gerekirse(işletim sisteminde yer alan konseptler,cpu scheduling algoritmaları,işlemcinin kendisi zaten complex bir mimari CISC ve RISC mimarilerine değinmek gerekir ve kendi bileşenlerini saymıyorum bile alu,control unit,datapath gibi yani bir makale değil kitap yazmak gerekir.Son olarak şunuda belirtmek isterim bir kaç kişiden daha istek geldi daha ayrıntılı bir yazı yazmam için bunun için en kısa sürede bir içerik yazacağım ama burada da ancak sizinde isteğiniz ve gerekli olduğuna kendimde inandığım transistörleri daha detaylı ele almayı planlıyorum tekrar teşekkürler.

    • Bir üst yorumda bazı açıklamalar da bulundum.Transistörleri daha çok ele alan bir içerik en kısa sürede yazacağım.Yorumunuz için teşekkürler.

  3. Aciklayici bisey yokki burada, en azindan 1 ve 0’in transistordeki voltaj degerleriyle nasil olustugunu bari anlatsaydiniz. Cok yuzeysel olmus.

    • Yorumunuz için teşekkür ederim.Bu makale zaten genel hatlarıyla nasıl çalıştığını anlatmaya dayalı idi yani hiç bilmeyen kişileri hedef almaktadır.Ama transistörler konusunda en kısa zamanda detaylı bir içerik yazacağım.Transistör konusu bu işleri belli düzeyde bilen kişiler için daha detaylı anlatılması gerekli bir konu o yüzden bu konuyla ilgili bir makale gelecek en kısa sürede.

  4. Cok guzel ellerinize saglik keske daha uzun olsaymiş :) ben elektrik elektronik okuyorum 2. Sinifim. Kafamda bunlar tam oturmamisti. Sayenizde birazcik daha oturdu.lutfen olabildigince upuzun olsun akisiniz mukemmel ellerinize saglik kolay gelsin beyler :)

    • Öncelikle yorumunuz için teşekkür ederim.Evet bu yazıda yer alan fakat çok detayına inilmeyen yerleri tekrar ele almayı planlıyorum.Burada akıllarda kalan bilgisayarlar 1-0 ile çalışır kısmına değinmek istedim fakat belirttiğim gibi diğer konuları detaylı anlatacağım.Tekrar teşekkürler.

    • Hepsini birleştiğim de yazı çok uzun olacağından okuyucuyu sıkmamak ve kafa karıştırmamak adına kısa tutup,hafızalara kazınan bilgisayarlar 1 ve 0’dan oluşur kısmına değinmek istedim ama işlemci ile işletim sistemi arasındaki bağ,işlemcinin bileşenleri gibi konuları tekrar ele alacağım.Yorumunuz için teşekkür ederim.

    • Yorumunuz için çok teşekkür ederim.Çok uzun olduğun da okuyucuyu sıkmamak ve herkesin hafızasında kalan bir bilgi olan bilgisayarlar 1 ve 0’dan oluşur kısmına kısa bir değinmek istedim ama bu konularla ilgili daha teknik yazılarım olacak oralarda uzun uzun değinmeye çalışacağım bu konulara.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.