DERS 4: CPU Ders sonunda yapabilecekleriniz: -Mikro İşlemcileri tanımak. -Yükseltme işlemini açıklamak. I. CENTRAL PROCESSİON UNİT Tek bir yonga üzerinde bir entegre devredir. Aritmetik, mantık ve kontrol işlemlerini yerine getirir. Central Processing Unit ana işlem birimi ya da yalnızca işlemci olarak adlandırılır. Bilgisayarın çalışmasını düzenleyen ve programlardaki komutları birer birer işleyen birimdir. İşlem hızına, kapasitesine ve diğer özelliklerine göre çeşitli modelleri vardır: -Intel 80486, 80386, 80286, 8088, 8086 işlemciler. -Pentium II, III, IV işlemciler gibi. Ana işlem birimi, Aritmetik ve Mantık Birimi ile Kontrol Biriminden oluşur. Aritmetik ve Mantık Birimi : Dört işlem, verilerin karşılaştırılması, karşılaştırmanın sonucuna göre yeni işlemlerin seçilmesi ve kararların verilmesi bu birimin görevidir. Kontrol Ünitesi : Işlem akışını düzenler, komutları yorumlar ve bu komutların yerine getirilmesini sağlar. Bölümde CPU'ların bileşenlerini açıklayacağız: A. CLOCK Bilgisayarın işlemlerinde zamanlama önemlidir. Zamanlama sayesinde bilgisayar içindeki elektronik aygıtlar uyumlu çalışırlar ve iç komutları uygun sırada yerine getirirler. İşte bu zamanlama clock ile sağlanır. Bilgisayarları satın alırken adı geçen 450 Mhz gibi hızlar saatin hızıdır. Diğer bir deyişle saatin saniyedeki işlem sayısını ifade eder. Böylece 450 Mhz hızındaki bilgisayar saniyede 44 milyon hesaplama yapmaktadır. Saat hızı, işlemciyi üreten firma tarafından belirlenmektedir. B. İŞLEMCİ NASIL ÇALIŞIR Örneğin bir Pentium işlemci milyonlarca anahtara ve veri yoluna sahiptir. 3 + 3 = 6 işleminin bir işlemci tarafından yapılması bizim yaptığımız kadar basit olmayabilir. Bu işlemin adım adım yapılması, verilerin birer birer saklanması ve ilgili birimlere verilip alınarak işlemler yürütülür. Toplama işlemi, işlemci içindeki ALU içinde yerine getirilir. Toplama işleminin komutu ADD'dir. Buradan ALU içinde belli komutların yerine getirildiğini söyleyebiliriz. C. BİR MİKROİŞLEMCİNİN ÖZELLİKLERİ Bir işlemcinin alt temel birimi vardır: Birim İşlevi speed MHz olarak saat dönüş sayısı. Transistor sayısı Çok devre daha fazla güç anlamına gelir. Register Saklama alanları. Geniş registerlara sahip olmak komutları bir seferde işletilmesini sağlar. External data bus Bilgisayar içindeki bütün aygıtlar arasında iletişim sağlar. Address bus Adres veri yolunun genişliği işlemci tarafından adreslenebilecek bellek miktarını belirler. Internal cache İşlemci içindeki yüksek hızlı saklama alanı. Bu bellek sayesinde işlemci değişik hızlı aygıtlarla olan iletişimini dengeler. D. PENTİUM En yaygın PC işlemcisi üreten firma Intel'dir. Eski oldukları için Intel tarafından üretilen 8086, 8088, 80286, 80386, 80486 işlemcilere burada değinmeyeceğiz. Ancak Pentium işlemciler hakkında temel bilgilere değinceğiz. 80286 işlemciler sanal bellek desteğine olanak tanımıştır. Bunun dışında real mode ve protected mode olmak üzere iki modu ortaya çıkamıştır. Protected mode olarak adlandırılan bu çalışma şekli işletim sistemlerinin farklı bellek adreslerinde birbirinden bağımsız olarak çok sayıda uygulamayı çalıştırmalarına olanak tanımıştır. Intel 80386 işlemciler ise iki tür olarak geliştirilmiştir. SX ve DX işlemciler. DX işlemcileri SX'lere göre hız, adres ve veri yolu boyutu olarak daha büyük değerlere sahiptir. 80486 ise özellikle işlemciye sistemi kapatmak gibi değişik işlerin yüklendiği bir işlemci olmuştur. Bunun dışında özellikle hız olarak çok gelişmiştir. 80486'nın ardından Intel, 80586 işlemcisini çıkarmayı uygun görmemiştir. Çünkü sayılar marka sayılmamaktadır. Bu nedenle 1993 yılında Pentium adıyla yeni bir işlemci çıkarılmıştır. Pentium Özellikleri: Hız: 200 Mhz. 32-bit adres yolu. 32-bit veri yazmaçları 64-bit veri yolları. Dual pipeline. 8 KB cache bellek. Bu arada Pentium'a rakip işlemciler de kendisini göstermiştir: AMD AmSx86 Cyrix 6x86 IBM 6c86 Pentium işlemciler değişik türlere ayrılmıştır: Pentium Pro: Profesyoneller için daha fazla ön bellek vb. özellikler. Pentium MMX: Multimedia komutları. Pentium II, Pentium III, Pentium IV yaygın kullanılanlar. NOT: Bu arada işlemci testleri için yazılan özel programlar, Pentium IV'ün Pentium III'den birçok testte iki kat daha hızlı olduğunu göstermiştir. II. UPGRADİNG Bir ana kart üzerindeki işlemcinin yerine gelişmişinin takılmasıyla bilgisayarın işlemci yükseltmesi yapılabilir. Ancak uyumlu olması ve yeni işlemci yongasının mevcut yere takılabilmesi gibi durumlar karşımıza gelir. Değişik işlemci soketleri vardır: LIF ZIF SIF PC ana kartlarında yaygın olarak ZIF soketleri kullanılır. III. SORULAR 1. What is Clock Cycle? Yanıt: A clock cycle is the timing mechanizm for all activities in a computer. 2. What are the advantages of a Pentium processor according to a 486. Yanıt: Speed, 32-bir address bus, 64-bir data path, dual pipeline, etc. 3. What is the function of the address bus? Yanıt: Make CPU access the address bus. Address bus determines maximum amount of memory that can be used by the CPU.