İŞLEME CIHAZLARI: EVRIM, TÜRLER, ÖRNEKLER - TEKNOLOJI - 2025

İşleme cihazları bilgisayar bilgisayar işlemlerini işlenmesinde önemli bir rol oynamaktadır birimlerdir. Bir programın talimatlarını izleyerek verileri işlemek için kullanılırlar.

İşleme, bilgisayarın en önemli işlevidir, çünkü bu aşamada verilerin yararlı bilgilere dönüştürülmesi birçok bilgisayar işleme cihazı kullanılarak gerçekleştirilir.

Kaynak: Pixabay.com

İşleme cihazlarının temel işlevi, bu cihazların birçoğunun yardımıyla dönüştürülen verilerden anlamlı bilgiler elde etme sorumluluğuna sahip olmaktır.

Ses ve video işleme, verilerin kulağa ve göze daha hoş gelecek ve daha gerçekçi görünmesini sağlayacak şekilde temizlenmesinden oluşur.

Bu yüzden bazı ekran kartlarında diğerlerinden daha iyi görülebilir, çünkü ekran kartı verileri gerçekçiliği iyileştirmek için işler. Aynısı ses kartları ve ses kalitesi için de geçerlidir.

İşlemci

Bilgi, klavye gibi bir giriş cihazından bir bilgisayara ulaştığında, bu bilginin monitör gibi bir çıkış cihazı için kullanılmadan önce bir ara yolda ilerlemesi gerekir.

Bir işleme cihazı, bilgisayardaki bu ara yolun yönetiminden sorumlu olan herhangi bir cihaz veya alet olur. İşlevleri çalıştırır, farklı hesaplamalar yapar ve ayrıca diğer donanım cihazlarını kontrol ederler.

İşleme cihazları, farklı veri türleri arasında dönüşüm gerçekleştirmenin yanı sıra verilerle işleri yönetir ve gerçekleştirir.

Genellikle, CPU terimi bir işlemciye ve daha özel olarak hesaplama birimine ve kontrol birimine karşılık gelir, böylece bu öğeleri bilgisayarın ana bellek ve giriş / çıkış devreleri gibi harici bileşenlerinden ayırır.

İşlemci, ana bellek ve çevresel depolama aygıtlarıyla yakın koordinasyon içinde çalışır.

Verilerin toplanmasına, depolanmasına ve yayılmasına yardımcı olmak için çalışan başka sistemler ve çevre birimleri olabilir, ancak işleme görevleri işlemciye özgüdür.

İlk günden bugüne evrim

İlk aşama

ENIAC gibi eski bilgisayarlar, her farklı görev gerçekleştirildiğinde fiziksel olarak kablolanmalıydı.

1945'te, matematikçi von Neumann, nihayet 1949'da tamamlanacak olan, EDVAC adında depolanmış bir program bilgisayarı için bir eskiz dağıttı.

Doğru bir şekilde CPU olarak adlandırılabilen ilk cihazlar, bu bilgisayarın depolanmış bir programla gelmesiyle geldi.

EDVAC için oluşturulan programlar, bilgisayar kabloları aracılığıyla kurulmak zorunda kalmadan bilgisayarın ana belleğinde depolandı.

Bu nedenle, EDVAC'ın çalıştırdığı program bellek içeriğindeki basit bir değişiklikle değiştirilebilir.

İlk CPU'lar, belirli bir bilgisayarda kullanılan benzersiz tasarımlardı. Sonuç olarak, belirli bir uygulama için CPU'ları ayrı ayrı tasarlamanın bu yöntemi, çok görevli işlemcilerin çok sayıda geliştirilmesini sağladı.

Röleler ve vakum tüpleri

Yaygın olarak anahtarlama cihazları olarak kullanıldılar. Bir bilgisayarın bu cihazlardan binlercesine ihtiyacı vardı. EDVAC gibi tüp bilgisayarlar ortalama olarak her sekiz saatte bir çöküyordu.

Sonunda, tüp tabanlı CPU'lar vazgeçilmez hale geldi çünkü kayda değer hıza sahip olmanın avantajları, güvenilirlik sorunlarından daha ağır bastı.

Bu erken zaman uyumlu CPU'lar, büyük ölçüde imalatlarında kullanılan anahtarlama elemanlarının yavaş hızı nedeniyle, mevcut mikroelektronik tasarımlara kıyasla düşük saat hızında çalışıyordu.

transistörler

1950'lerde ve 1960'larda, CPU'ların artık aygıtları büyük ve arızalı olduğu kadar röleler ve vakum tüpleri gibi kırılgan olarak anahtarlama temelinde inşa edilmesi gerekmiyordu.

Farklı teknolojiler daha küçük, daha güvenilir elektronik cihazlar yapmayı mümkün kıldığından, CPU tasarımındaki karmaşıklık da arttı. Türünün ilk gelişimi, transistörün gelişiyle sağlandı.

Bu ilerlemeyle CPU'ları daha karmaşık hale getirmek mümkün oldu ve bu bir veya daha fazla devre kartında çok daha az başarısız oldu. Transistörlere dayalı bilgisayarlar, öncekilere göre bir dizi iyileştirme sundu.

Transistörler, daha düşük güç tüketimi sunmanın ve çok daha güvenilir olmanın yanı sıra, bir transistörün vakum tüpüne kıyasla sahip olduğu düşük anahtarlama süresi sayesinde işlemcilerin daha hızlı çalışmasını mümkün kıldı.

Entegre devreler

MOS transistörü 1959'da Bell Labs tarafından icat edildi. Yüksek ölçeklenebilirliğe sahip olmasının yanı sıra çok daha az elektrik kullanıyor ve bipolar bağlantı transistörlerinden çok daha yoğun. Bu, yüksek yoğunluklu entegre devreler oluşturmayı mümkün kıldı.

Böylece, kompakt bir alanda birçok birbirine bağlı transistörü üretmek için bir yöntem geliştirildi. Entegre devre, çok sayıda transistörün yarı iletkenlere dayalı tek bir kalıpta veya "çipte" üretilmesine izin verdi.

Standardizasyon, transistörlü makro bilgisayarlar ve mini bilgisayarlar aşamasında başladı ve entegre devrenin yaygın olarak yayılmasıyla çarpıcı bir şekilde hızlandı ve giderek daha karmaşık CPU'ların tasarlanmasına ve üretilmesine izin verdi.

Mikroelektronik teknolojisi ilerledikçe, entegre devrelere daha fazla transistör yerleştirilebilir, böylece bir CPU'yu tamamlamak için gereken entegre devre sayısı azaltılabilir.

Entegre devreler, transistör sayısını yüzlere ve daha sonra binlere çıkardı. 1968'e gelindiğinde, tam bir CPU oluşturmak için gereken tümleşik devre sayısı, her biri yaklaşık 1.000 MOS transistör içeren 24'e düşürüldü.

mikroişlemci

Günümüzün mikroişlemcisinin ortaya çıkmasından önce, bilgisayarlar, devre kartı boyunca dağılmış olan, giderek daha küçük hale gelen çok sayıda entegre devre kullanıyordu.

Bugün bilindiği şekliyle CPU, kişisel bilgisayarlar çerçevesinde çalışmak üzere ilk olarak Intel tarafından 1971'de geliştirildi.

Bu ilk mikroişlemci Intel 4004 adı verilen 4 bitlik işlemciydi. Daha sonra yerini 8 bit, 16 bit, 32 bit ve 64 bit mimarilere sahip yeni tasarımlar aldı.

Mikroişlemci, alanında milyonlarca elektrik bileşeni bulunan silikon yarı iletken malzemeden yapılmış entegre bir devre çipidir.

Sonunda, 1980'lerin ve sonraki on yılların dördüncü nesil bilgisayarlarının merkezi işlemcisi oldu.

Modern mikroişlemciler, arabalardan cep telefonlarına ve hatta oyuncaklara kadar değişen elektronik cihazlarda görülür.

Türleri

Daha önce, bilgisayar işlemcileri kimlik olarak sayıları kullanıyordu ve böylece en hızlı işlemcileri belirlemeye yardımcı oluyordu. Örneğin, Intel 80386 (386) işlemci 80286 (286) işlemcisinden daha hızlıydı.

Mantıksal olarak 80586 olarak adlandırılması gereken Intel Pentium işlemci piyasaya girdikten sonra, diğer işlemciler Celeron ve Athlon gibi isimler taşımaya başladı.

Şu anda, çeşitli işlemci adlarından ayrı olarak, farklı kapasiteler, hızlar ve mimariler (32 bit ve 64 bit) vardır.

Çok çekirdekli işleme cihazları

Çip boyutundaki artan sınırlamalara rağmen, yeni işlemcilerden daha fazla güç üretme arzusu üreticileri motive etmeye devam ediyor.

Bu yeniliklerden biri, çok çekirdekli bir işlemciye sahip olabilen tek bir mikroişlemci yongası olan çok çekirdekli işlemcinin piyasaya sürülmesiydi. 2005 yılında Intel ve AMD, çok çekirdekli tasarımlara sahip prototip çipler çıkardı.

Intel'in Pentium D'si, AMD'nin üst düzey sunucular için tasarlanmış bir çip olan Athlon X2 çift işlemcisiyle karşılaştırılan çift çekirdekli bir işlemciydi.

Ancak bu, mikroişlemci yongalarındaki devrimci eğilimlerin yalnızca başlangıcıydı. Sonraki yıllarda, çok çekirdekli işlemciler Intel Core 2 Duo gibi çift çekirdekli yongalardan Intel Xion E7-2850 gibi on çekirdekli yongalara dönüştü.

Genel olarak, çok çekirdekli işlemciler, tek çekirdekli bir işlemcinin temellerinden daha fazlasını sunar ve tek tek uygulamalarda bile çok görevli ve çoklu işlem yapabilir.

Mobil işlem cihazları

Hem kişisel bilgisayarlar hem de süper bilgisayarlardaki geleneksel mikroişlemciler muazzam bir evrim geçirirken, mobil bilgi işlem endüstrisi hızla genişliyor ve kendi zorluklarıyla karşı karşıya.

Mikroişlemci üreticileri, bireysel deneyimi geliştirmek için her türlü özelliği entegre ediyor.

Daha hızlı işlemcilerle ısı yönetimi arasındaki değiş tokuş, bu daha hızlı işlemcilerin mobil pilleri üzerindeki etkisinden bahsetmeye gerek yok.

Grafik İşleme Birimi (GPU)

Grafik işlemcisi aynı zamanda matematiksel hesaplamalar da üretir, ancak bu sefer görüntüler, videolar ve diğer grafik türleri tercih edilir.

Bu görevler daha önce mikroişlemci tarafından yerine getiriliyordu, ancak grafik yoğun CAD uygulamaları yaygınlaştıkça, bilgisayarın genel performansını etkilemeden bu tür görevleri yerine getirebilecek özel işlem donanımı ihtiyacı doğdu.

Tipik GPU, üç farklı biçimde gelir. Genellikle anakarta ayrı olarak bağlanır. CPU ile entegredir veya ana kart üzerinde ayrı bir eklenti yongası olarak gelir. GPU, masaüstü, dizüstü bilgisayar ve ayrıca mobil bilgisayarlar için mevcuttur.

Intel ve Nvidia, piyasadaki lider grafik yonga setleridir ve ikincisi, ana grafik işleme için tercih edilen seçimdir.

Örnekler

- Merkezi İşlem Birimi (CPU)

Bilgisayar sistemindeki en önemli işleme cihazı. Mikroişlemci olarak da adlandırılır.

Bilgisayarda çalışan cihazlardan ve uygulamalardan aldığı tüm işlemleri işleyen bilgisayarın dahili bir çipidir.

Intel 8080

1974'te tanıtılan, 8 bitlik bir mimariye, 6.000 transistöre, 2MHz hıza, 64K belleğe erişime ve 8008'in 10 katı performansa sahipti.

Intel 8086

1978'de tanıtıldı. 16 bitlik bir mimari kullandı. 5MHz ile 10MHz arasındaki hızlarda çalışan 29.000 transistöre sahipti. 1 megabayt belleğe erişebilir.

Intel 80286

1982'de piyasaya sürüldü. 4MHz ila 12MHz saat hızlarında çalışan 134.000 transistöre sahipti. Önceki işlemcilerle uyumlu ilk işlemci.

Pentium

Intel tarafından 1993 yılında tanıtıldı. 60MHz'den 300MHz'e kadar hızlarda kullanılabilirler. Piyasaya sürüldüğünde, 64 bit veri yolu ile 80486DX işlemciden neredeyse iki milyon daha fazla transistöre sahipti.

Core Duo

Intel'in mobil bilgisayarlar için geliştirdiği ilk çift çekirdekli işlemcisi 2006 yılında tanıtıldı. Aynı zamanda Apple bilgisayarlarda kullanılan ilk Intel işlemcisiydi.

Intel core i7

8 nesil Intel yongasını kapsayan bir CPU serisidir. 2,6 ile 3,7 GHz arası hızlarda 4 veya 6 çekirdeğe sahiptir.2008 yılında tanıtılmıştır.

- Anakart

Ayrıca belirlenmiş anakart. Bilgisayarın içindeki en büyük karttır. CPU, bellek, veri yolları ve diğer tüm öğeleri barındırır.

Güç tahsis eder ve tüm donanım elemanlarının birbirleriyle iletişim kurması için bir iletişim biçimi sağlar.

- Yonga

Tüm bilgisayar sistemini sürdüren ve kontrol eden, birlikte çalışan tümleşik devreler grubu. Böylece sistem genelinde veri akışını yönetir.

- Saat

Bilgisayarın tüm hesaplamalarına ayak uydurmak için kullanılır. Bilgisayardaki tüm devrelerin aynı anda birlikte çalışabileceğini güçlendirir.

- Genişletme yuvası

Anakart üzerinde bulunan soket. Bir genişletme kartını bağlamak için kullanılır, böylece bir bilgisayara video, ses, depolama vb. Gibi tamamlayıcı işlevler sağlar.

- Veri yolu

CPU'nun, bir bilgisayar sisteminin tüm öğeleri arasında bilgi iletmek için kullandığı bir dizi kablo.

- Adres otobüsü

Yalnızca adresleri taşıyan iletken kablo seti. Bilgi mikroişlemciden belleğe veya giriş / çıkış cihazlarına akar.

- Kontrol otobüsü

Farklı cihazların durumunu bildiren sinyalleri taşır. Normalde kontrol veriyolunun sadece bir adresi vardır.

- Grafik kartı

Bir bilgisayarın ana kartına giren genişletme kartı. Görüntü ve video işleme ile ilgilenir. Ekranda görüntü oluşturmak için kullanılır.

- Grafik İşleme Birimi (GPU)

Bir görüntüleme cihazında yayınlanması amaçlanan görüntülerin oluşturulmasını hızlandırmak için belleği yönetmeye adanmış elektronik devre.

GPU ile grafik kartı arasındaki fark, CPU ile anakart arasındaki farka benzer.

- Ağ arayüz kartı (NIC)

RJ-45 konektörlü bir kablo kullanarak herhangi bir ağa, hatta İnternete bağlanmak için kullanılan genişletme kartı.

Bu kartlar, bir ağ anahtarı aracılığıyla veya doğrudan bağlılarsa birbirleriyle iletişim kurabilir.

- Kablosuz kart

Hemen hemen tüm modern bilgisayarlarda, doğrudan anakartın içine yerleştirilmiş bir kablosuz ağa (Wi-Fi) bağlanmak için bir arayüz bulunur.

- Ses kartı

Bir bilgisayarda hoparlörlerden duyulabilen her tür sesi yeniden üretmek için kullanılan genişletme kartı.

Bilgisayarda, bir genişletme yuvasında veya anakarta entegre edilmiştir.

- Yığın depolama denetleyicisi

Sabit sürücüde veya benzer bir cihazda kalıcı olarak depolanan verilerin depolanmasını ve alınmasını sağlar. Bu işlemleri gerçekleştirmek için kendi özel CPU'suna sahiptir.

Referanslar

1. Bilgisayar Umut (2018). İşleme cihazı. Bilgisayardan alınmıştır: computerhope.com.
2. Am7'ler (2019). Bilgisayar işleme cihazları nelerdir? Alındığı: am7s.com.
3. Süleyman (2018). Bilgisayar Donanımı Türleri - İşleme Cihazları. Zig Link BT. Alınan: ziglinkit.com.
4. Hub Sayfaları (2019). Veri İşleme Cihazları. Alınan: hubpages.com.
5. Wikipedia, özgür ansiklopedi (2019). Merkezi işlem birimi. En.wikipedia.org adresinden alınmıştır.
6. Bilgisayar Umut (2019). İŞLEMCİ. Bilgisayardan alınmıştır: computerhope.com.
7. Margaret Rouse (2019). İşlemci (CPU). TechTarget. Alınan: whatis.techtarget.com.