14 Mayıs 2011 Cumartesi

MİKROİŞLEMCİLER

 Ticari anlamda ilk mikro işlemciyi üreten firma Intel firmasıdır. Daha önceleri hafıza çipleri üreten bu firma 1971 yılında 4004 işlemcisini üretmeyi başardı. Bu büyük bir başarıydı çünkü bu işlemci 1946 yılında 18.000 vakumlu tüple çalışan ENIAC (tarihte ilk gerçek anlamda bilgisayar)'ın gösterdiği performansı 12 mm2 boyutuyla gösteriyordu. Bu işlemci tasarlanırken o dönemin büyük bilgisayarlarından esinlenilmişti. 4 bitlik,yani aynı anda 4 değer işleyebilen 4004 işlemcisini 8 bitlik 8008 işlemcisi izledi. 8008 işlemcisinin geliştirilmiş bir modeli olan 8080 mikro işlemcisi de 1974 yılında üretildi. Bu işlemci de 8 bitlik bir işlemciydi ancak bazı komutları 16 bit olarak işleme yeteneği kazandırılmıştı. 6000 transistör içeren 8080 işlemcisi o dönem için müthiş bir rakam olan 64kb hafızayı destekleyebiliyor-du.
Bazı mühendisler Intel firmasından ayrılarak Zilog firmasını kurdular. 8080 uyumlu Z80 işlemcisini ürettiler. Bu işlemci o dönemin düşük maliyetli sistemlerinde kullanıldı. Bir süre sonra da Motorola firması 6800 işlemcisini duyurdu.
Sonunda dünyanın en büyük bilgisayar üreticisi IBM firması da düşük maliyetli bilgisayarlara ilgi duymaya başladı. 1981 yılında duyuracağı IBM PC modeli için Intel 8088 işlemcisini seçti. Intel 1978 yılında 8080 işlemcisinin iki gelişmiş modelini üretti : 8088 ve 8086. 8086 çarpma ve bölme gibi yeni özelliklere sahipti ve 8080'in altı katı kadar olan 29.000 transistör içeriyordu. Çarpma ve bölmeyi hızlandıran 8086 ise daha karışık işlemlerin altından kalkabilecek düzeydeydi. Bütün hesaplamalar 16 bitlik olarak yapılabiliyor ve 8 bitlik 8080 işlemcisinin performansını 10’a katlıyordu. Daha sonraki dönemlerde de Intel firması işlemci pazarında liderliği kimseye kaptırmadı 32 bitlik ve son olarak 64 bitlik işlemcileri piyasaya sürdü. Intel'le beraber önceleri onun ürettiği modelleri taklit eden son dönemde ise kendi ürünlerini geliştiren AMD (Amerikan Micro Devices) ve Cyrix firmaları da işlemci piyasasında boy gösterdi. Pc pazarına alternatif ürünler üreten Apple firması da son döneme kadar ürettiği Machintosh bilgisayarlarda Motorola 6800 serisi işlemcileri kullandı.
İşlemcinin performansının belirlenmesinde en önemli faktörlerden biri saat frekansı veya hızıdır. Cpu bir dış frekans üreteci olan kuvars kristali ile sürülür. İşlemcinin temposunu oluşturan saat frekansı saniyedeki darbe sayısı ile ölçülür ve megaherz (Mhz) birimiyle gösterilir. Bir Mhz saniyede bir milyon darbeye karşılık gelir. Buna göre 40 Mhz hızında çalışan bir 80486 DX 40 mikro işlemci bir işi saniyede 40 milyon defa yapabilir.

CISC ve RISC tanımları: CISC (Complex Instruction Set Computer/Komplex Komut Kümeli Bilgisayar) işlemciler geniş ve esnek yapılı komut kümeleri içerirler. Bu özellikleri sayesinde çok farklı alanlarda yazılım geliştirmek bu işlemciler üzerinde mümkün olur. Ancak bu özellik hızlarını düşürür. RISC (Reduced Instruction Set Computer/İndirgenmiş Komut Kümeli Bilgisayar) işlemcileri ise genellikle özel bir uygulamaya yönelik (CAD/Bilgisayar destekli tasarım) gibi indirgenmiş komut setleri kullanarak daha hızlı çalışırlar. Ancak bu işlemciler farklı uygulamaları çalıştıramazlar. Yani esnek yapılı değildirler. Tüm 8086 serisi ve kişisel bilgisayarlarda kullanılan işlemciler genellikle CISC yapılıdırlar.
Mikro işlemcinin yapısını oluşturan birimler :
Kontrol birimi: Bütün komutlar buradan işletilir. İşlenen komuta göre mikro işlemci içerisindeki bir adresteki veri değiştirilir yada bir verinin işlemci içindeki başka bir bölüme aktarılması sağlanır.
İletim yolları (Bus) : İletim yolları işlemci ile bilgisayarın diğer birimleri arasındaki bağlantıları sağlayan iletkenlerdir. Üç tip iletim yolu vardır : Veri yolları (Data Bus), Adres yolları (Adress Bus), Kontrol Yolları (Control Bus).
Kaydedici (Register) : Mikro işlemci ile bellek ve giriş/çıkış (I/O-Input Output) kapıları arasındaki bilgi alışverişlerinin çeşitli aşamalarında,bilginin geçici olarak depolanmasını sağlar. Kontrol biriminin doğrudan bağlandığı bellek birimleridir.
Sayıcılar (Counter) : Sayıcılar işlemi yapılacak komut ve verilerin adreslerini taşıyarak,bilgisayarın çalışması sırasında hangi verinin hangi sırada kullanılacağını belirler.
Giriş çıkış devreleri :Bu devreler mikro işlemcinin yalnızca giriş ve yalnızca çıkış yapan veya giriş çıkış yapan birimleriyle bağlantı kurduğu devrelerdir.
Aritmetik mantık birimi (Aritmetik Logic Unit / ALU) : Mikro işlemcinin, birinci derece önemli kısmıdır. Toplama,çıkarma gibi işlemleri yapar.
Kayan nokta birimi (Floating Point Unit / FPU) : Matematik işlemci olarak ta bilinir. Cpu içinde yoğun matematik işlemleri yapan birimdir. İşlemci kesirli sayılarla uğraşırken çok vakit kaybeder. Özellikle trigonometrik,köklü ve üstel işlemlerde bir çok işlemi aynı anda yapması gerektiğinde yavaş kalır. Bu tip işlemlerin yapılması için bir yardımcı işlemci gerekir.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder