1. İŞLEMCİLER
1.1. İşlemci
İşlemci, bilgisayarın birimlerinin çalışmasını ve bu birimler arasındaki veri (data) akışını kontrol eden, veri İşleme (verileri değerlendirip yeni veriler üretme) görevlerini yerine getiren donanım birimidir.İşlemci yerine mikroişlemci, CPU (Central Processing Unit ), MİB (Merkezi İşlem Birimi), μP (mikro Processor) isimleri de sıklıkla kullanılır.
İşlemci = Mikroişlemci = MİB = CPU = μP
İşlemci işlemleri ikilik sayı sistemini kullanarak yani 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar. Komut, işlem, veri, vb. kavramların ikili sayı sistemi ile ifadesine Makine dili (makine kodu) denir.
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 imarisidir.
*RISC: Her seferinde tek bir işlem gerçekleştiren basit ve hızlı komutlara sahip işlemci mimarisidir.
1.2. İşlemcinin Görevi
İşlemciler, bilgisayarda yönetici konumunda çalışır. İnsan beyninin tüm vücut organlarını sinir sistemi Vasıtasıyla yönetmesi gibi işlemcilerde kontrol sinyalleriyle sisteme bağlı tüm birimlerin çalışmasını düzenler ve bu birimleri yönetir.Gönderilen komutlara göre işlemci 3 temel işlemi gerçekleştir.
* Mikro işlemci kendi içindeki ALU (Arithmetic Logic Unit-Aritmetik Mantık Birimi) birimini kullanarak matematiksel ve mantıksal işlemleri yapar.
* İşlemci bellek bölgesindeki verilerin yerlerinin değiştirilmesini sağlar.
* Kendine gönderilen komutlara göre hareket eder ve yeni görevleri başlatır.
İşlemcinin Yapısı
İşlemcinin anakartla iletişim kurmasını sağlayan uçlara pin denir.
1.3.1. Çekirdek (Core)
Komut çalıştırma işlemlerini yapan bölümdür. Çalıştırma birimi (execution unit) olarak da bilinir. Bu ünite komutları çalıştırır ve pipeline (iş hattı) denen yollarla beslenip tamsayıları kullanarak okuma, değiştirme ve komut çalıştırma işlemlerini yapar. Çekirdek içerisinde ALU, Genel amaçlı register, Durum registeri (Status Register-SR) ve Program sayacı (Program counter –PC) bulunmaktadır.
1.3.2. Kontrol Birimi
İşlemciye gönderilen komutların çözülüp (komutun ne anlama geldiğinin tanımlanması) işletilmesini sağlar.
1.3.3. Ön Bellek (Cache)
Sistem belleğinden gelen veriler, çoğunlukla CPU’nun hızına yetişemez. Bu problemi çözmek için CPU içinde yüksek hızlı hafızalar bulunur, buna ön bellek denir. Ön bellek çalışmakta olan programa ait komutların, verilerin geçici olarak saklandığı yüksek hızlı hafızalardır.
* L1 ön bellek (cache) : Önemli kodlar ve veriler bellekten buraya kopyalanır ve işlemci bunlara daha hızlı ulaşabilir. Kodlar için olan Code cache ve veriler için olan Data cache olmak üzere ikiye ayrılır. Kapasitesi 2 KB ile 256 KB arasında değişir.
* L2 ön bellek (cache) : L1 belleklerine göre kapasiteleri 256 KB ile 2 MB arasında değişir.
*L3 ön bellek (cache): L3 ön belleklerinin kapasiteleri 2MB ile 256 MB arasında değişir. Yeni bir teknolojidir. Çok çekirdekli işlemcilerde bütün çekirdeklere tek bir bellekle hizmet vermek akıllıca bir Yaklaşım olacağı düşüncesiyle geliştirilmiştir.
1.3.4. İletişim Yolları
İletişim hatları, üzerinden elektrik sinyali geçebilecek iletken hatlardır. Bu hatların sayısı işlemci modeline göre değişir.
*BUS ınterface (Yol arayüzü): İşlemciye veri–kod karışımı olan bilgileri getirir.
İletişim hatları üç grup hâlinde incelenebilir:
* Adres yolu (Address Buses):Bir işlemcinin ulaşabileceği maksimum adres sayısı, adres yolundaki hat sayısı ile ilişkilidir.
Adres yolundaki hat sayısı işlemcinin kullanabileceği maksimum RAM’ı belirler
2^Adres hattı sayısı = Maksimum hafıza kapasitesi
Bir mikroişlemci 16 adres hattına sahipse adresleyebileceği maksimum hafıza kapasitesi,
2^16 = 65536 bayt = 64 KB olacaktır.
Yeni işlemciler 36 bit adres yoluna sahiptir. Buda 236 dan 64 GB bellek adresleye bilmesini sağlar.
*Veri yolu (Data Buses)
İşlemci, hafıza elemanları ve çevresel birimlerle çift yönlü veri akışını sağlar.Yüksek bit sayısına sahip veri yolları olması sistemin daha hızlı çalışması anlamına gelir.
*Kontrol yolu (Control Buses)
İşlemcinin diğer birimleri yönetmek ve senkronizasyon(eş zamanlama) sağlamak amacı ile kullandığı sinyallerin gönderildiği yoldur. Burada bellek okuma-yazma sinyalleri, kesme sinyalleri ve clock(saat) sinyalleri iletilir.
