Mikroişlemci Dünyası

Merhaba Gelişen Kariyerim okuyucuları bu yazımızda sizlere mikroişlemci dünyası hakkında bilgiler vereceğim. Yazımıza geçmeden önce bu yazıda bizi neler bekliyor onlara bir bakalım. Öncelikle aslında hayatımızın bir parçası olan mikroişlemcinin tanımı yapacağız, kısa bir tarihine bakacağız, sonrasında çalışma mantığı ve kullanım alanları hakkında bilgiler vereceğiz, mikro denetleyicilerle ne gibi farkları var onlara baktıktan sonra son olarak avantajları nelerdir onlara bakacağız. 

Mikroişlemci Nedir?

Mikroişlemci, yapısında bir merkezi işlem birimi barındıran (CPU/CENTRAL PROCESSİNG UNİT), önbellek ve giriş/çıkış birimleri bulunan devrelerdir. Mikroişlemciler bilgisayarda yapmak istediğiniz bütün işlemlerin gerçekleştiği ve denetlendiği yerdir.

Bilgisayarın olmazsa olmaz parçası olan mikroişlemci, mikrobilgisayarların da ortaya çıkmasını sağlamıştır.

Mikroişlemci Dünyası

Mikroişlemci Tarihi

Tarihteki ilk mikroişlemci, Intel tarafından 1968 yılında çıkartılan 4 bitlik 4004 mikroişlemcisidir. Bu işlemcinin özellikleri;

  • 2300 adet transistore sahip,
  • 0,06 MIPS,
  • 108 kHZ hızında,
  • 4 bit kelime uzunluğunda,
  • 640 bayt hafızaya sahiptir.

Bu işlemciden sonra Intel 1972 yılında 4004 ‘ün bir üst modeli olan 8008 ‘ i geliştirdi. Bu işlemci ilk çıkarılan işlemciye oranla 2 kat daha hızlı ve güçlüydü. 8008 mikroişlemci, “Ekrandan Çıktı Alan Yazıcı” projesinde kullanılmak üzere geliştirildi.

1982 yılında piyasaya sürülen BELLMAC-32A mikroişlemcisi, Dünya’nın ilk masaüstü süper mikro bilgisayarında kullanılmıştır.

Mikroişlemci Tarihi

Mikroişlemci Çalışma Mantığı

Mikroişlemci ikili verileri girdi olarak kabul eder. Bu verileri işler ve bellekte depolanan talimatlara göre çıktı sağlar. Veriler, mikroişlemcinin aritmetik ve mantıksal birimi, kontrol birimi ve kayıt dizisi kullanılarak işlenmektedir.

Mikroişlemciler temelde 3 bölümden oluşur. Bu bölümler;

  • CPU
  • Memory (Hafıza)
  • Donanım (Girdi/çıktı birimleri)

CPU (CENTRAL PROCESSİNG UNİT/ Merkezi İşlem Birim); Bilgisayarın beyni olan CPU, bilgisayardaki birimler arası veri işleme ve veri akışı görevlerini yapan kısımdır. CPU kendi içerisinde 3 bölüme ayrılır;

ALU (ARİTHMETİC LOGİC UNİT/Aritmetik Mantık Birimi); Mikroişlemci tarafından gerçekleştirilmesi gereken aritmetik ve mantık işlemlerini yerine getirir.

REGİSTERS (Kaydediciler); Mikroişlemcinin çalışması sırasında yapılan işlemlerin girdi/çıktı verilerini saklar.

CU (Kontrol Birimi); Kontrol birimi, aritmetik mantık birimi ve kaydediciler ile haberleşerek programın çalışması sırasında yapılan işlemlerin kontrolünü sağlar.

Memory (Hafıza); Programlarda verilerin ilk olarak yüklendiği yer hafızadır. Program komutları ve veriler burada saklanır. Hafıza ihtiyaç duyulan kapasiteye bağlı olarak internal (dahili) ve external (harici) olabilir. İnternal hafıza external hafızaya göre hızlıdır, fakat sınırlı boyuttadır. İnternal hafızanın yeterli gelmediği alanlarda entegre devre halinde üretilen external hafızalar devreye girebilir.

External hafıza iki farklı yapıda üretilir: RAM (Random Access Memory/Rastgele Erişimli Bellek) ve ROM (Read Only Memory/Salt Okunur Bellek). Kalıcı olmayan RAM hafıza üzerinde okuma ve yazma işlemleri yapabilir, fakat enerji kesildiği anda veriler kaybolur. ROM ise kalıcı özellikte olup sadece okuma işlemi yapmaya izin verir. ROM ’da ki bilgi kesintisizdir, enerji kaybında veriler kaybolmaz.

Donanım (Girdi/çıktı birimleri); Mikroişlemcinin dış dünya ile ilişkisinin sağlandığı ünitedir. Mikroişlemciye verilen bilgiler buradan alınırken, CPU ve diğer birimlerde işlenen veriler yine buradan dış ortama aktarılmaktadır.

Mikroişlemci Kullanım Alanları

Günümüzde gelişen teknolojiler ile birlikte mikroişlemcinin uygulama ve kullanım alanları da genişlemektedir. Mikroişlemcinin kullanım alanlarına örnek vermek gerekirse, bilgisayarlarınızdan küçük ev aletlerinize kadar (cep telefonu, DVD oynatıcı, tansiyon aleti, bulaşık/çamaşır makineleri vb.) elektronik cihazlarınızın hemen hepsinde bulunmaktadır.

Kullanım Alanları

Mikroişlemci ile Mikro Denetleyici Farkı

  • Mikro denetleyiciler yapılarında mikroişlemci içermektedir.
  • Mikro denetleyiciler yapılarında gömülü bellek bulundururken, mikroişlemcilerde gömülü bellek bulunmaz.
  • Mikro denetleyiciler tek besleme voltaj değerine ihtiyaç duyarken, mikroişlemcilerde bellek ve diğer harici birimler sayesinde farklı besleme voltajına ihtiyaç duymaktadır.
  • Mikro denetleyiciler gömülü sistemlerin en önemli bileşeni iken, mikroişlemciler ise temel bilgisayar sisteminin kalbidir yani en önemli bileşenidir.
  • Mikro denetleyici kullanılan sistem az yer kaplarken, mikroişlemci kullanılan sistemde fiziksel olarak daha fazla yer kaplar.
  • Mikro denetleyiciler genelde mp3 çalar, çamaşır makinesi, buzdolabı, gibi alanlarda kullanılırken, mikroişlemciler ise çoğunlukla bilgisayarda kullanılır.

Mikroişlemcinin Avantajları

  • Hızlıdır.
  • Maliyeti azdır.
  • Boyutu küçüktür.
  • Çok yönlüdür.
  • Güç tüketimi azdır.
  • Isı üretimi azdır.

Mikroişlemcilere Neden İhtiyaç Duyarız

Mikroişlemci kısaca insan beynine benzer yapıdadır. Yeteneklerinize bağlı olarak dilediğiniz her şeyi yaptırabilirsiniz. Bazen çözümler karışık gelecektir. Ama pes etmeden devam ettiğiniz takdirde, sonunda istediğinizin fazlasını elde edeceksiniz.

Mikroişlemci komut setlerini inşaat sürecindeki sizin inşa ettiğiniz bir binanın tuğlalarına benzetirsek, binayı istediğiniz şekilde, boyutta yapma özgürlüğünü vermektedir.

Umarım yazımızı beğenmişsinizdir. Tepki vermeyi unutmayın…

tarafından yazıldı Cemil Kağan Gürkan

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Otonom Araçlar Nasıl Çalışırlar?

Ahmet Ümit Severlere Özel Test