Bilgisayarlar Nasıl Çalışır

Gömülü sistemleri ve bilgisayarları hayatımızın her alanında kullanıyoruz. Evlerimizde kullandığımız tablet, telefon, televizyon, bilgisayar vb. dışında sunucuları veya endüstriyel bilgisayarları da düşünürsek (ki sadece bunlarla sınırlı değil) gerçekten bilgisayarlar hayatımıza “kök salmış” durumda.

Dev IBM Şirketi’nin yöneticisi Thomas Watson, 1940’lı yılların başında, dünyanın “beş kadar bilgisayardan” fazlasına ihtiyaç duymayacağını öne sürdü. Altı yıl sonra bilgisayarın küresel nüfusu bir milyara kadar ulaştı!

Bilgisayar Nedir?

Bilgisayar, bilgiyi işleyen elektronik bir makinedir. Ham bilgiyi (veya veriyi) alır, onu işleyene kadar depolar ve sonra çıkışa verir. Bu işlemlerin her birinin bir adı vardır. Bilginin alınması giriş, bilgileri saklama bellek (veya depolama), bilginin işlenmesi işleme ve sonucu döndürme de çıktı olarak adlandırılır.

Bilgisayarın bir insan olduğunu düşünün. Matematikte gerçekten başarılı bir arkadaşınızın olduğunu varsayın. Arkadaşınız o kadar başarılı ki herkes ona matematik problemlerini gönderiyor. Her sabah, posta kutusunda çözülmeyi bekleyen bir yığın matematik problemi buluyor. Problemlere bakmak için onları masasına yığıyor. Her öğleden sonra yığının üstünden bir mektup alıyor, sorunu inceliyor, çözüm üretiyor ve mektubun arkasına cevabı yazıyor. Onu bir zarfa koyuyor ve göndermeye hazırlıyor. Sonra yığındaki diğer mektup için aynı işlemleri yapıyor.

Arkadaşınızın sanki bir bilgisayar gibi çalıştığını görebilirsiniz. Posta kutusu onun girişi; masadaki yığın hafıza; onun beyni sorunları çözen bir işlemci; göndermeye hazırladığı mektuplar da  çıkış olur.

  • Giriş: Klavye ve fareniz giriş birimlerine örnektir. Bunlar, bilgisayarınıza onun işleyebileceği türden bilgileri girmenizin yollarıdır.
  • Depolama (hafıza): Muhtemelen bilgisayarınız, tüm doküman ve belgelerinizi bir sabit disk üzerinde barındırıyor. Sabit disk, devasa büyüklükte manyetik bellektir. Fakat küçük, bilgisayar temelli sistemler (telefon, kamera vb.) farklı depolama birimleri kullanırlar. (Örn: flash hafıza kartları)
  • İşleme: Bilgisayarınızın işlemcisi [Bazen CPU (Central Processing Unit) Tr: MİB (Merkezi İşlem Birimi) olarak da bilinir.] derinlerde gömülmüş bir mikroçiptir. Çok ilginç bir biçimde çalışır ve çalışırken gerçekten çok ısınır. Bilgisayarınızın aşırı ısınmasını önlemek için üfleyen bir fanı vardır.
  • Çıktı: Bilgisayarınız bir monitöre, belki hoparlör ve yazıcıya sahip olabilir. Bunlar bilgisayarınızın çıktı birimlerini oluşturur.

Bilgisayar donanımı nedir?

Bilgisayar donanımı, bir bilgisayarın fiziksel parçalarıdır. (Örn: Monitör, klavye, bellek, grafik kartı, ses kartı, anakart, işlemci, RAM, vb.)

Donanım, yazılım tarafından herhangi bir komutu çalıştırmak için yönetilir. Donanım ve yazılımın bir birleşimi, kullanılabilir bir bilgi işlem sistemini oluşturur.

Bilgisayar yazılımı nedir?

Bilgisayarınızı bir hesap makinesinden farklı yapan şey, onun işlemleri otomatik olarak yapabilmesidir. Siz sadece komutlar verirsiniz (Bu komutlar, program olarak adlandırılır.), o tek başına uzun ve karmaşık bir operasyon gerçekleştirir. 1970 – 1980 yılları arasında bir ev bilgisayarı kullanmak istediğinizde, öncelikle yapacağınız işe uygun küçük bir program yazmanız gerekiyordu. Günümüzde çoğu program önceden yazılmış olarak geliyor. (Örn: Google Chrome)

Bilgisayar programı, bir bilgisayar tarafından yürütülen belirli bir görevi yerine getiren komutlar yığınıdır.

İşletim sistemi nedir?

Bir bilgisayarın temel yazılımıdır. Giriş/çıkış, depolama ve işleme gibi temel işlemleri yönetir. Kullandığımız yazılımlar, işletim sistemi üzerinde çalışır.

Bir işletim sistemi, [OS (Operating System)] bilgisayar donanım ve yazılım kaynaklarını yöneten ve bilgisayar programlarına ortak servisler sunan bir yazılımdır. İşlemci yazılımı hariç tüm bilgisayar programları, çalışabilmek için bir işletim sistemi gerektirirler.

İşletim sistemi, giriş/çıkış ve bellek ayırma gibi temel donanım fonksiyonları için donanım ve yazılım arasında aracı görevi görür.

Biraz daha teknik detaylarıyla anlatmamız gerekirse, bilgisayarınızı çalıştırdığınızda “BIOS” bir test gerçekleştirir. Bu teste “POST” testi yani Power On Self Test (Açılışta kendini sınama testi) denir. Böylece işlemci, ram bellek ve diğer temel donanımlar taranır ve sağlıklı çalışıp çalışmadıkları kontrol edilir. Eğer bir sorun bulunursa bilgisayarınız çalışmaz.

BIOS bilgisayarınızın anakartında bulunan ufak bir hafıza entegresindeki yazılımdır. Bu yazılım bilgisayarınızın parçaları arasındaki temel iletişim gibi şeyleri denetler. İşletim sisteminin hangi diskten başlatılması gerektiği gibi temel ayarları da BIOS menüsü üzerinden yaparız.

POST işlemi başarıyla tamamlanırsa BIOS, seçtiğiniz (veya varsayılan olarak seçili) diski kullanarak bir işletim sistemini yüklemeyi dener. Seçili diskte bir işletim sistemi yüklüyse bu diskin ilk sektöründe “bootloader” denen bir yazılım bulunur. Bu yazılımın görevi işletim sistemini yüklemektir. Bios bu yazılımı çalıştırır ve bu yazılım da işletim sisteminin yüklenmesini sağlar.

İşletim sistemi de tamamen yüklendiğinde artık bilgisayarı kullanmaya hazırsınız: çalıştırdığınız program işletim sistemine, işletim sistemi de donanımlara gerekli komutları gönderir. Böylece örneğin müzik dinliyorsanız müziğin bir kısmı sabit diskten okunur ve ram belleğe yazılır. Daha sonra işlemci sıkıştırılmış olan müzik dosyasını çözer ve oluşan veriyi ses kartına gönderir. Ses kartı da gelen dijital veriyi işleyerek analog sinyallere dönüştürür ve ses yükseltecine gönderir. Ses yükseltecine bağlı hoparlör veya kulaklık bu sinyali ses olarak yayar. Ve böylece bir müzik dosyasını çalmış olursunuz.

Benzer şekilde bu web sayfasını görüntülemek için tarayıcı programınızı açtığınızda tarayıcı programınız ağ kartınızla iletişim kurarak bu sayfanın verilerini TurkiyeElektronik.com’dan çeker. (Aslında turkiyeelektronik.com da bir bilgisayarın adresidir ve bu sitenin çalıştığı bilgisayar da size bu sayfayı hazırlarken birtakım işlemler yaparak oluşturduğu sonucu ağ kartı aracılığıyla sizin bilgisayarınıza yollar.)  Ağ kartından çekilen veriler RAM belleğe kaydedilir. Bunların bir kısmı daha sonra kullanılması gerekliyse kalıcı belleğe de kaydedilir. Daha sonra tarayıcı yazılımınız bu verileri işler; verilerin bir kısmı ekran kartınıza, bir kısmı ağ kartınıza, bir kısmı ses kartınıza gider ve siteyi görüntülemiş olursunuz.

Bunun gibi sayısız örnek verilebilir. Ancak ben iki konuda daha bilgi vermek istiyorum. Bilgisayarınızda temel olarak iki tür bellek bulunur. Bunlara geçici ve kalıcı hafıza diyebiliriz.

RAM Bellek

Ram bellek “geçici” hafızadır. Yani elektrik giderse, veya bilgisayarınızı kapatırsanız içindeki tüm bilgi kaybolur. Yazdığınız bir yazıyı kaydedemeden elektrik kesildiğinde yazınızı kaybetmenizin sebebi budur. Peki neden verileri kalıcı bir belleğe kaydederek böyle bir sorunu önleyemiyoruz?

RAM bellekler işlemcinin ve işletim sisteminin veriyi geçici olarak saklamak için kullandığı bir alandır. Burada kullanılan veriler genellikle hesaplama gibi işlemler için tutulur ve olabildiğince hızlı okuma / yazma işlemi yapılması gerekmektedir. RAM belleklerin hızını kalıcı belleklerle kıyaslarsak gerçekten RAM belleklerin çok hızlı olduklarını görürüz. Bir bilgisayarın saniyede milyonlarca işlem yapabilmesini sağlayan en önemli parçalardan biri de RAM belleklerdir. Dolyısıyla RAM bellekler yerine kalıcı bellekler kullanılamaz. Ancak şayet kullanılabilseydi, elektrik kesildiğinde bilgisayarınızı hiçbir çalışmanızı kaybetmeden kullanmaya devam edebilirdiniz.

Kalıcı Bellekler

Enerji kesildiğinde içeriği kaybolmayan bellek türlerine kalıcı bellek denir. CD, DVD,  HDD, SSD kalıcı bellek türlerine örnek verilebilir. Kullanıcı verileri, (fotoğraf, müzik vb.) programlar ve işletim sistemi kalıcı belleklerde saklanır. Kalıcı belleklerin hızı da bilgi işlem sisteminizin hızını doğrudan etkileyecektir. SSD diskler HDD disklere göre daha hızlıdır çünkü hareketli parçalar bulundurmazlar.

Umarım faydalı bir yazı olur, yorumlarınızı bekliyorum 🙂

KAYNAKÇA:

http://www.explainthatstuff.com/howcomputerswork.html

https://www.wikizero.com/en/Computer_hardware

https://www.wikizero.com/en/Computer_program

https://www.wikizero.com/en/Operating_system

“Bilgisayarlar Nasıl Çalışır” üzerine 4 yorum

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.