işlemci nedir? Ne işe Yarar? Nasıl Çalışır?

Konu: işlemci nedir? Ne işe Yarar? Nasıl Çalışır? 2008-07-19, 7:50 pm

1. İŞLEMCİLER

İşlemcinin Görevi
“İşlemcinin görevi nedir?” Diye sorulduğunda birçok kişi net bir cevap veremese de
işlemciyi bilgisayarın beyni olarak tanımlar. Bu tanımlama, işlemcinin önemini
kavradıklarını ifade eder. İşlemcinin anlaşılabilmesi için görevini net olarak tanımlamalıyız.
Bugün piyasada çeşitli işlemciler bulunmaktadır. Eğer işlemcinin bilgisayardaki görevini
tam olarak bilmezseniz bu donanımda seçim yapmanız zorlaşacaktır. İşlemciyi anlamanız
sizi hem mesleğinizde daha yeterli yaparken hem de bilinçli bir tüketici hâline getirecektir.

1.2. İşlemci Nedir?
İşlemci, bilgisayarın birimlerinin çalışmasını ve bu birimler arasındaki veri (data)
akışını kontrol eden, veri işleme (verileri değerlendirip yeni veriler üretme) görevlerini
yerine getiren elektronik aygıttır. Veriler üzerindeki yaptığı işlemler, temel aritmetik
işlemleri kadar basit (örneğin 1+3 gibi) ya da çok daha karmaşık (bu değeri al ve ses kartına
yolla ki böylelikle hoparlörden müzik dinleyebilinsin) gibi çeşitli seviyelerde olabilir.

Aslında işlemciler, sadece bilgisayarlarda bulunan bir donanım değildir. Tüm
elektronik sistemlerde işlemciler bulunur. Örneğin, otomatik çamaşır makinesi, otomatik
bulaşık makinesi; fabrikalardaki otomatik cihazlar, televizyon.
İşlemci yerine mikroişlemci, CPU (sipiu diye okunur - Central Processing Unit ),
MİB (CPU’nun Türkçe karşılığı - Merkezi İşlem Birimi), μP (mikro processor-mikro
prosesır diye okunur) isimlerini de sıklıkla kullanıyoruz.
İşlemci = Mikroişlemci = MİB = CPU = μP
İşlemciler, klavyeden girilen tuşun ifade ettiği karakteri aynen ekranda gösterme
şeklinde bir işlem yaptığı gibi; aldığı verileri değerlendirip yeni veriler de üretebilir.
Örneğin, hesap makinesinin işlemcisi, girilen rakamlar üzerinde istenilen işlemi uygulastarhackz.comstarhackz.comstarhackz.comstarh ackz.comstarhackz.com
yeni sonucu ekranda gösterir.
İşlemciler, bilgisayarda yönetici konumunda çalışır. İnsan beyninin tüm vücut
organlarını sinir sistemi vasıtasıyla yönetmesi gibi işlemciler de kontrol sinyalleriyle sisteme
bağlı tüm birimlerin çalışmasını düzenler ve yönetir.
1971 yılında Intel firması, binlerce transistörü silikon çip üzerine yerleştirip işlemcinin
boyutlarını küçültmesiyle birlikte daha önce sadece büyük şirketler ve üniversitelerin
kullanabildiği bilgisayarlar iyice küçülmüş ve evlere girmeye başlamıştır.
Mikroişlemciler, milyonlarca transistörden oluşmaktadır. Elektrik sinyalleri bunların
üzerinden akar. Bilgisayarın yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi
işlemler bu sinyaller vasıtasıyla gerçekleşir. Devrede elektrik sinyalinin olması “1”, elektrik
sinyalinin olmaması “0” ile ifade edilir. İşlemci bu işlemleri en basit sayma sistemi olan
ikilik düzen yani 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar. Komut, işlem, veri, vb. kavramların ikili
sayı sistemi ile ifadesine, makine dili (makine kodu) denir. Mesela “A” harfi ikilik sistemde
“01000001” ile ifade edilebildiği gibi mavi gibi bir renk de ikilik tabandaki sayı gruplarıyla
ifade edilir. Aynı şekilde bir ses veya görüntü kaydı da yine buna benzer ikilik sayı grupları
ile ifade edilirler. Bu “0” veya “1”in bilgisayarda kapladıkları alana bit adı verilir.

Bu sayı grupları üzerinde işlem yapmak için işlemci içerisinde komut listesi (komut
seti = instruction set) mevcuttur. Bu komutlar, işlemcinin sorumlu olduğu tüm matematiksel
ve mantıksal işlemleri gerçekleştirir. İşlemciye gönderilen ve ona ne yapması gerektiğini
söyleyen komutlara ise programlar denir.

Programlar Nerede Tutulur?
İşlemciye ne yapmasını istediğimizi söyleyen programlar olmadığı sürece işlemci bir
işe yaramaz. Peki bu programlar nerede tutulur, çalıştırılır, bu programların içerdiği komutlar
işlemciye nasıl ulaşır? Bilgisayarda tüm programlar sabit diskte (hard disk) tutulur. Peki
sabit diskte tutulan bu programların çalıştırılması aşaması nasıl gerçekleşir?
İşlemci her saniyede milyonlarca, hatta milyarlarca komutu işleyebilir. Sabit disk,
işlemcinin komut işleme hızına ulaşamaz. Bu sorunu ortadan kaldırmak için programlar sabit
diskten alınarak RAM’e (rem diye okunur) yüklenir. RAM’den de işlemciye aktarılır. Bir
program RAM’e yüklendiğinde ve işlemci kendisinden istenileni gerçekleştirdiğinde buna
program (yazılım) çalışıyor deriz. 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

RAM = Random Access Memory = Sistem Belleği = Ana Bellek

RAM’ler sabit disklerden hızlı olduklarına göre, işlemciyle uyum açısından neden
sabit disk yerine sadece RAM’leri kullanmıyoruz? Birincisi sabit diskler RAM’lerden
yüzlerce kat bilgiyi saklayabilirler. İkincisi RAM’ler bilgisayarı kapattığınız anda üzerindeki
tüm bilgileri kaybederlerken sabit diskteki bilgiler kaybolmaz. Yüksek oranda bilgi tutabilen
ve bilgisayar kapalıyken de üzerindeki bilgileri kaybetmeyen bir belleğin üretim maliyeti
sabit diskin maliyetinden çok daha fazladır. Bu nedenle tüm programlar sabit diskte tutulur
ve çalıştırılmak istenen program RAM’e alınarak hızlı bir şekilde çalıştırılır.

İşlemci Paketleri

İşlemcilerin farklı şekil, boyut ve harici özellikleri vardır. Bu özelliklere işlemcinin
paketi denir. İşlemcilerin gelişim süreçlerinde, üreticiler işlemcileri anakarta bağlayan ayak
sayılarının artması, işlemci ısınmalarını engellemek amacıyla yapılan değişiklikler, kimi
parçalarda anakarta bağımlılığı ortadan kaldırma gibi amaçlarla değişik paketlemeler
kullanmaktadır. Bunlardan bir tanesi olan slot tipi paketleme (SEC=Single-Edge Cartridge),
1990’lı yılların başında piyasaya sürüldü. Slot tipi işlemciler artık üretilmemektedir.
Alt tarafında çeşitli sayıda pin bulunduran işlemci paketlemesine PGA (pin grid array)
adı verilir. Paketteki ayak sayısına göre paketler isimlendirilir. Örneğin, 423 ayak Pentium 4
paketi ve 478 ayak Pentium 4 paketi. Bu paket yapısındaki işlemcilerin takıldıkları soketler
ise soket 423 ve soket 478 olarak isimlendirilir. Üreticiler bunların dışında da farklı
paketlemeler yapmaktadırlar. Farklı bir paketleme olan LGA paketinde işlemci ayaklarının
yerini elektrik iletimini sağlayan iletim noktaları almıştır. Pin yerine iletim noktalarının
kullanımı elektrik sinyallerinin iletim yolunu kısaltmış, böylelikle sinyal iletim hızı artmıştır.

SEC Paketi

PGA Paketi

FC-PGA Paketi

PPGA Paketi

LGA Paketi

Aynı marka ve model işlemciler, piyasaya farklı paketlerle sürülebilirler.

Eskiden işlemciler, anakarta sabitlenmiş olarak üretiliyordu. İşlemci veya anakart
arızalandığında onların birbirinden bağımsız olarak test veya tamir edilmesini mümkün
olmuyordu. Ayrıca var olan işlemciyi yenisiyle değiştirmek de zor oluyordu. Bu nedenle
işlemcinin anakarta takılıp sökülmesini sağlayan işlemci yuvaları geliştirildi. İşlemciler
anakarta takılma şekillerine göre isimlendirilen soket ve slot olmak üzere iki şekle sahiptir.

Soket İşlemci

Kare şeklinde üretilmiş işlemci modelidir. Üst yüzeyinde marka ve model isimleri
bulunur. Alt yüzeyinde ise işlemcinin türüne göre çok sayıda pin veya iletim noktası bulunur.
Takıldıkları anakarta bir mandal/kilit yardımı ile tutturulurlar. Anakarttaki sokete uygun
işlemci seçilmelidir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi anakartta LGA soket varsa, işlemci
de LGA soket işlemci olmalıdır. Başka bir örnek vermek gerekirse anakartta soket 939 varsa
işlemci de 939 pinli işlemci olmalıdır.

Anakart Soketi

Soket İşlemci

Slot İşlemci

Diklemesine anakartın üzerine monte edilirler. Dikdörtgen bir kart şeklinde üretilen
işlemci modelidir. Kimi işlemci bileşenleri kart üzerindedir. Kartın alt kısmında bulunan
bağlantı noktaları ile ana karta bağlanır. İşlemcinin korunması için dış kılıfı vardır. Kılıfın
yan yüzeylerine soğutucu takılmaktadır. Slot işlemcilerin üretimi durdurulmuştur.

İşlemci Slotu

Kılıfsız Slot İşlemci

Kılıflı Slot İşlemci

Misafir

1. İŞLEMCİLER

İşlemcinin Görevi
“İşlemcinin görevi nedir?” Diye sorulduğunda birçok kişi net bir cevap veremese de
işlemciyi bilgisayarın beyni olarak tanımlar. Bu tanımlama, işlemcinin önemini
kavradıklarını ifade eder. İşlemcinin anlaşılabilmesi için görevini net olarak tanımlamalıyız.
Bugün piyasada çeşitli işlemciler bulunmaktadır. Eğer işlemcinin bilgisayardaki görevini
tam olarak bilmezseniz bu donanımda seçim yapmanız zorlaşacaktır. İşlemciyi anlamanız
sizi hem mesleğinizde daha yeterli yaparken hem de bilinçli bir tüketici hâline getirecektir.

1.2. İşlemci Nedir?
İşlemci, bilgisayarın birimlerinin çalışmasını ve bu birimler arasındaki veri (data)
akışını kontrol eden, veri işleme (verileri değerlendirip yeni veriler üretme) görevlerini
yerine getiren elektronik aygıttır. Veriler üzerindeki yaptığı işlemler, temel aritmetik
işlemleri kadar basit (örneğin 1+3 gibi) ya da çok daha karmaşık (bu değeri al ve ses kartına
yolla ki böylelikle hoparlörden müzik dinleyebilinsin) gibi çeşitli seviyelerde olabilir.

Aslında işlemciler, sadece bilgisayarlarda bulunan bir donanım değildir. Tüm
elektronik sistemlerde işlemciler bulunur. Örneğin, otomatik çamaşır makinesi, otomatik
bulaşık makinesi; fabrikalardaki otomatik cihazlar, televizyon.
İşlemci yerine mikroişlemci, CPU (sipiu diye okunur - Central Processing Unit ),
MİB (CPU’nun Türkçe karşılığı - Merkezi İşlem Birimi), μP (mikro processor-mikro
prosesır diye okunur) isimlerini de sıklıkla kullanıyoruz.
İşlemci = Mikroişlemci = MİB = CPU = μP
İşlemciler, klavyeden girilen tuşun ifade ettiği karakteri aynen ekranda gösterme
şeklinde bir işlem yaptığı gibi; aldığı verileri değerlendirip yeni veriler de üretebilir.
Örneğin, hesap makinesinin işlemcisi, girilen rakamlar üzerinde istenilen işlemi uygulastarhackz.comstarhackz.comstarhackz.comstarh ackz.comstarhackz.com
yeni sonucu ekranda gösterir.
İşlemciler, bilgisayarda yönetici konumunda çalışır. İnsan beyninin tüm vücut
organlarını sinir sistemi vasıtasıyla yönetmesi gibi işlemciler de kontrol sinyalleriyle sisteme
bağlı tüm birimlerin çalışmasını düzenler ve yönetir.
1971 yılında Intel firması, binlerce transistörü silikon çip üzerine yerleştirip işlemcinin
boyutlarını küçültmesiyle birlikte daha önce sadece büyük şirketler ve üniversitelerin
kullanabildiği bilgisayarlar iyice küçülmüş ve evlere girmeye başlamıştır.
Mikroişlemciler, milyonlarca transistörden oluşmaktadır. Elektrik sinyalleri bunların
üzerinden akar. Bilgisayarın yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi
işlemler bu sinyaller vasıtasıyla gerçekleşir. Devrede elektrik sinyalinin olması “1”, elektrik
sinyalinin olmaması “0” ile ifade edilir. İşlemci bu işlemleri en basit sayma sistemi olan
ikilik düzen yani 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar. Komut, işlem, veri, vb. kavramların ikili
sayı sistemi ile ifadesine, makine dili (makine kodu) denir. Mesela “A” harfi ikilik sistemde
“01000001” ile ifade edilebildiği gibi mavi gibi bir renk de ikilik tabandaki sayı gruplarıyla
ifade edilir. Aynı şekilde bir ses veya görüntü kaydı da yine buna benzer ikilik sayı grupları
ile ifade edilirler. Bu “0” veya “1”in bilgisayarda kapladıkları alana bit adı verilir.

Bu sayı grupları üzerinde işlem yapmak için işlemci içerisinde komut listesi (komut
seti = instruction set) mevcuttur. Bu komutlar, işlemcinin sorumlu olduğu tüm matematiksel
ve mantıksal işlemleri gerçekleştirir. İşlemciye gönderilen ve ona ne yapması gerektiğini
söyleyen komutlara ise programlar denir.

Programlar Nerede Tutulur?
İşlemciye ne yapmasını istediğimizi söyleyen programlar olmadığı sürece işlemci bir
işe yaramaz. Peki bu programlar nerede tutulur, çalıştırılır, bu programların içerdiği komutlar
işlemciye nasıl ulaşır? Bilgisayarda tüm programlar sabit diskte (hard disk) tutulur. Peki
sabit diskte tutulan bu programların çalıştırılması aşaması nasıl gerçekleşir?
İşlemci her saniyede milyonlarca, hatta milyarlarca komutu işleyebilir. Sabit disk,
işlemcinin komut işleme hızına ulaşamaz. Bu sorunu ortadan kaldırmak için programlar sabit
diskten alınarak RAM’e (rem diye okunur) yüklenir. RAM’den de işlemciye aktarılır. Bir
program RAM’e yüklendiğinde ve işlemci kendisinden istenileni gerçekleştirdiğinde buna
program (yazılım) çalışıyor deriz. 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

RAM = Random Access Memory = Sistem Belleği = Ana Bellek

RAM’ler sabit disklerden hızlı olduklarına göre, işlemciyle uyum açısından neden
sabit disk yerine sadece RAM’leri kullanmıyoruz? Birincisi sabit diskler RAM’lerden
yüzlerce kat bilgiyi saklayabilirler. İkincisi RAM’ler bilgisayarı kapattığınız anda üzerindeki
tüm bilgileri kaybederlerken sabit diskteki bilgiler kaybolmaz. Yüksek oranda bilgi tutabilen
ve bilgisayar kapalıyken de üzerindeki bilgileri kaybetmeyen bir belleğin üretim maliyeti
sabit diskin maliyetinden çok daha fazladır. Bu nedenle tüm programlar sabit diskte tutulur
ve çalıştırılmak istenen program RAM’e alınarak hızlı bir şekilde çalıştırılır.

İşlemci Paketleri

İşlemcilerin farklı şekil, boyut ve harici özellikleri vardır. Bu özelliklere işlemcinin
paketi denir. İşlemcilerin gelişim süreçlerinde, üreticiler işlemcileri anakarta bağlayan ayak
sayılarının artması, işlemci ısınmalarını engellemek amacıyla yapılan değişiklikler, kimi
parçalarda anakarta bağımlılığı ortadan kaldırma gibi amaçlarla değişik paketlemeler
kullanmaktadır. Bunlardan bir tanesi olan slot tipi paketleme (SEC=Single-Edge Cartridge),
1990’lı yılların başında piyasaya sürüldü. Slot tipi işlemciler artık üretilmemektedir.
Alt tarafında çeşitli sayıda pin bulunduran işlemci paketlemesine PGA (pin grid array)
adı verilir. Paketteki ayak sayısına göre paketler isimlendirilir. Örneğin, 423 ayak Pentium 4
paketi ve 478 ayak Pentium 4 paketi. Bu paket yapısındaki işlemcilerin takıldıkları soketler
ise soket 423 ve soket 478 olarak isimlendirilir. Üreticiler bunların dışında da farklı
paketlemeler yapmaktadırlar. Farklı bir paketleme olan LGA paketinde işlemci ayaklarının
yerini elektrik iletimini sağlayan iletim noktaları almıştır. Pin yerine iletim noktalarının
kullanımı elektrik sinyallerinin iletim yolunu kısaltmış, böylelikle sinyal iletim hızı artmıştır.

SEC Paketi

PGA Paketi

FC-PGA Paketi

PPGA Paketi

LGA Paketi

Aynı marka ve model işlemciler, piyasaya farklı paketlerle sürülebilirler.

Eskiden işlemciler, anakarta sabitlenmiş olarak üretiliyordu. İşlemci veya anakart
arızalandığında onların birbirinden bağımsız olarak test veya tamir edilmesini mümkün
olmuyordu. Ayrıca var olan işlemciyi yenisiyle değiştirmek de zor oluyordu. Bu nedenle
işlemcinin anakarta takılıp sökülmesini sağlayan işlemci yuvaları geliştirildi. İşlemciler
anakarta takılma şekillerine göre isimlendirilen soket ve slot olmak üzere iki şekle sahiptir.

Soket İşlemci

Kare şeklinde üretilmiş işlemci modelidir. Üst yüzeyinde marka ve model isimleri
bulunur. Alt yüzeyinde ise işlemcinin türüne göre çok sayıda pin veya iletim noktası bulunur.
Takıldıkları anakarta bir mandal/kilit yardımı ile tutturulurlar. Anakarttaki sokete uygun
işlemci seçilmelidir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi anakartta LGA soket varsa, işlemci
de LGA soket işlemci olmalıdır. Başka bir örnek vermek gerekirse anakartta soket 939 varsa
işlemci de 939 pinli işlemci olmalıdır.

Anakart Soketi

Soket İşlemci

Slot İşlemci

Diklemesine anakartın üzerine monte edilirler. Dikdörtgen bir kart şeklinde üretilen
işlemci modelidir. Kimi işlemci bileşenleri kart üzerindedir. Kartın alt kısmında bulunan
bağlantı noktaları ile ana karta bağlanır. İşlemcinin korunması için dış kılıfı vardır. Kılıfın
yan yüzeylerine soğutucu takılmaktadır. Slot işlemcilerin üretimi durdurulmuştur.

İşlemci Slotu

Kılıfsız Slot İşlemci

Kılıflı Slot İşlemci