Bir bilgisayarda bulunan parçalar nelerdir? Bu parçaların görevleri, işlevleri nedir? Temel parçalar, veri saklama ve giriş, çıkış aygıtları.
BİR BİLGİSAYARIN PARÇALARI
Bilgisayar türlerinin yelpazesi geniştir, ama temel parçalar sayıca azdır. Bir bilgisayarda parça seçimi sistemin randımanını belirler.
Bilgisayarlar iş dünyasına ve evlere 1980’lerin başlarında girdi. O sırada çeşitli bilgi işlem sistemlerinin mimarisi farklıydı; ama bu- günün bilgisayarlarıyla birçok benzerlikleri vardır. Kişisel bilgisayarlar esas olarak ofis uygulamaları için, ayrıca daktilo ve eğlence aracı olarak kullanılır. Büyük şirketlerin ve devlet kuruluşlarının kullandığı yüksek performanslı merkezi bilgisayarlara aynı anda birçok kullanıcı erişebilir. Bunlarda bile kişisel bilgisayarlarınkiyle aynı parçalar kullanılır.
ekran kartı
Temel Parçalar
Bilgisayarların kilit unsurlarından biri anakart denen basılı devre kartıdır; neredeyse bütün bilgisayar parçaları onun aracılığıyla iletişime girer. BIOS (Temel Giriş Çıkış Sistemi) anakarttaki ufak bir çiptedir ve bilgisayarın donanım parçalarına erişimi sağlayan küçük bir programdır. Bilgisayarın merkezi bilgi işlem birimi olan ve küçük bir fanla soğutulan işlemci bile anakarta bağlıdır.
İşlemci bilgi işlemlerin çoğunu yürüttüğünden, bütün sistemin niteliğini ve verimini belirleyen en önemli unsurdur, işlemcinin çabuk erişmesinin öngörüldüğü veriler ana belleğe yüklenir. Eğer ana bellek küçükse, büyük miktarda veri işlemeyi gerektiren programlar (örneğin video programları ya da oyunlar) yavaş çalışır.
Parçalar arasında veri alışverişi çok sayıda ileticinin yer aldığı bir bağlantı düzeneği olan veriyolu aracılığıyla sağlanır. Sistem bünyesindeki aktarma hızı veriyolunun bir zaman biriminde aktarabileceği enformasyon miktarına önemli ölçüde bağlıdır.
Bir bilgisayarın yerel alan ağına (LAN) ya da internete bağlanması için, veriyoluna modemler ve ağ kartları takılır.
Mobil Bilgisayarlar İçin Minyatür Sistemler
Taşınabilme açısından dizüstü bilgisayarlarının olabildiğince küçük ve hafif olması gerekir. Küçük boyutlar çoğu kez daha yüksek maliyetli olan parçalar kullanılarak sağlanır.
Mobil yapının bir başka şartı randımanlı bir bataryadır. Şarjsız çalışma süresini olabildiğince uzatmak amacıyla, dizüstü bilgisayarlar düşük akım tüketimi sırasında çalışan özel “mobil” işlemcilerle donatılır. PC kartları genişletme kartlarının takılmasına olanak verir. Avuçiçi bilgisayarlar, kişisel dijital bilgisayarlar (PDA) ve cep telefonları dizüstü bilgisayarlardan daha ufak bir yapı taşır.
APPLE INC. bilgisayarın tarihsel gelişiminde belirleyici bir rol oynadı. Bir grafik giriş aygıtı kullanmayı 1980’lerde ilk kez bu şirket başlattı. Diğer şirketler aynı yola sonradan yöneldi. Apple bilgisayarları grafik işleme alanında diğer kişisel bilgisayarlar karşısındaki üstünlüğünü uzun süre korudu. Halen Apple İne. kişisel bilgi işlem alanında üstünlük iddiasını sürdürüyor, işletim sistemi ve donanım ayarları Apple bilgisayarlarının sistem çökmelerinden daha az etkilenmesini sağlıyor.
GİRİŞ VE ÇIKIŞ AYGITLARI
Giriş ve çıkış aygıtları bilgisayarın işlemcisiyle iletişim kurmayı sağlar. Bir kullanıcının bir bilgisayarı ne kadar verimli kullanabileceğini büyük ölçüde bu aygıtlar belirler.
Bilgisayarlar 1960’larda hâlâ devasa makinelerdi. Sayıları ve matematiksel işlemleri girmek için manivelalar ve düğmeler kullanılıyor, çıkışlar ise kontrol ışığı dizilerini gözlemleyerek izleniyordu. Çıkışları daha belirgin göstermek amacıyla hava trafik kontrolü istasyonlarındakine benzer bir “monitör”ün eklenmesi yılları aldı. Klavye benimsenmesine ise muhtemelen tele-yazı makineleri örnek oluşturdu.
Giriş ve çıkış aygıtlarını sürekli geliştirme çabası bilgisayarları daha ergonomik, yani insan hareketlerine ve düşünme kalıplarına daha uygun hale getirmeye yöneliktir. Daha az yorgunluk, kesin kontrol ve basit işlemler bu şekilde optimum hale getirilir; çünkü çok büyük miktarda veriyi olabildiğince hızlı ve basit yöntemlerle girmek gerekir.
Giriş Aygıtları
En önemli giriş aygıtı kullanıcının karakterleri yazmasını ve bilgisayara birçok komut vermesini sağlayan klavyedir. Karakterler her ülkede farklı düzene dayanır. Başka bir önemli giriş aygıtı olan fareye alternatif olarak dokunmatik yüzeyler ve iztopları geliştirilmiştir. Bunlar dizüstü bilgisayarlarda ve kütüphaneler ya da müzelerde bulunan yoğun veri aramaya yönelik bilgisayar terminallerinde kullanılır. Demiryolu istasyonlarında ve sinemalarda bilet almayı sağlayan açık bilgisayarlarda klavye yerine dokunmatik ekran vardır. Dokunmatik ekranlar bilgisayarın nasıl çalıştırılacağına ilişkin çok açık ve anlaşılır komutlar bildirir. Özellikle belli oyun konsolları için giriş aygıtı olarak oyun tablaları geliştirilmiştir. Optik enformasyon tarayıcılar, akustik enformasyon ise mikrofonlar aracılığıyla kaydedilir. Sese duyarlı olarak çalışan bilgisayarlarda da mikrofonlar kullanılır.
Çıkış Aygıtları
En önemli çıkış aygıtı monitördür. Kullanıcıya sonuçların grafik görüntülerini sunar. Sözgelimi metin ve resimleri monitör olmadan düzeltmek olanaksızdır. Hantal katot ışın tüpleri yerlerini gittikçe düz ekranlara bırakmaktadır. Diğer çıkış aygıtları 1990’lardan beri standart donanımın parçası olan hoparlörler ve yazıcıdır. İnternet birçok olası bağlantıyı barındıran bir çıkış aygıtı sayılabilir.
Fare
fare mouse
Kullanıcı bir mekanik fareyi oynatınca, içerideki bir top hareket eder. Delikli disklerin iliştirildiği iki dikey eksen bu topla birlikte döner. Bir diyot ışığı disk deliklerinden geçerek ışığa duyarlı bir alıcıya vurur. Eksenlerden biri döndüğünde, alıcının üzerine düşen ışın aralıklarla kesilir. Alıcı “ışıklı” ya da “ışıksız” durumu bir dijital sinyal olarak bilgisayara gönderir. İki eksenden alınan ışık sinyallerinin sayısına göre, farenin ekrandaki imleci hareket eder.
Simülatörler: Karmaşık Giriş ve Çıkış Aygıtları
Normalde kullanıcı bilgisayarın başında oturur ve sadece bazı duyularını kullanarak ekran, fare ve klavyeyle etkileşime girer. Ekrandaki ikonların oynaması gibi eylemler kullanıcının algılaması açısından simgesel düzeyde gerçekleşir. Simülatörler monitörlerin sınırlı imkânlarını aşar. Simülatörlerde bilgisayar sözde gerçek bir ortamda geçen sanal olaylar yaratır. Sözgelimi pilot eğitimine dönük uçuş simülatörleri bunu sağlar. Gerçek bir kabindeki pilotun kullandığı işletim ve gösterim aletleri giriş ve çıkış aygıtları işlevini görür. Simülatörler teknik bakımdan karmaşıktır; ama gerçekliği doğru yansıtmaları nedeniyle etkili öğrenme araçlarıdır. Eğlence sektöründe de simülatörler yaygın biçimde kullanılır.
VERİ SAKLAMA ORTAMLARI
Modern iletişim çağında verilerin güvenliği önemlidir. Bu amaçla birçok değişik fiziksel olgudan ve madde özelliğinden yararlanılır.
Veri saklamada yüksek teknolojik standartlar geçerlidir. Uzun bir süre güvenli biçimde saklanması gereken veri miktarı gittikçe artmaktadır. Veri saklama ortamı olabildiğince küçük ve taşınabilir, hızlı erişimli ve her sisteme bağlanabilir olmalıdır -hem de bu özelliklerin hepsini cazip bir fiyatla.
Standart Mobil Veri Saklama Ortamları
Disketler ve zip diskleri (esnek diskler) artık yerlerini büyük ölçüde salt-okunur bellekli kompakt disklere (CD-ROM) bırakmıştır. Piyasaya 1996’da sürülen çok yönlü dijital diskler (DVD) daha randımanlıdır. Rakip ürünler olarak geliştirilen yüksek tanımlı DVD’ler (HD DVD) ve Blu-Ray (BD) diskleri 128 GB’a kadar bellek saklama kapasitesi sunar. Daha hızlı bir erişim süresine sahip çok-yüzlü aygıtlar USB bağlantısına sahip sabit disk sürücüleridir. Sabit disk sürücüleri özel okuma aygıtları olmaksızın neredeyse bütün bilgisayar sistemlerine bağlanabilir. Elektriksel olarak silinip yeniden programlanabilen flaş belleğin kullanıldığı USB bellek çubuklarının yüksek gigabaytlı kapasitesi ve bir USB bağlantısı vardır. Küçük oldukları gibi, kullanımları da basittir.
Özel İşlevli Veri Saklama Ortamları
Birinci veri saklama ortamında, yani anakartın ana belleğinde veriler daha çabuk işlenmek üzere sadece geçici olarak kaydedilir. Grafik ve video kartlarının bile kendi ana bellekleri vardır. BIOS ise tam tersine üreticinin önemli sistem verilerini sakladığı bir tür kalıcı bellektir. Bu veriler normalde kullanıcılar tarafından değiştirilemez. Okumaya izin veren, ama veri kaydetmeyi önleyen belleğe salt-okunur bellek (ROM) denir.
Buna karşılık, sabit disklerde ve USB bellek çubuklarında verileri kaydedebilen rastgele erişimli bellek (RAM) kullanılır.
Yeni Veri Saklama Teknolojileri
Veri saklamaya dönük daha randımanlı malzemeler ve yeni tasarılar yoğun biçimde araştırılıyor. Bir Japon araştırma grubu umudunu 500 nanometre çapında plastik topların flüoresan bir renklendiriciyle donatıldığı bir optik veri saklama ortamına bağlamış durumda. Veri kaydı sırasında topun bir kesimi değişiyor ve böylece okuma sırasında renklendirici ışık veriyor—her top bir bit gücünde. Bu yöntem bir DVD’ninkinden birkaç kat büyük belleğe kavuşmayı sağlayacak. Nükleer saldırılara dayanabilecek veri saklama ortamlarına dönük girişimlerde, veriler sanki genetik enformasyon gibi DNA moleküllerine aktarılmış ve bakterilere yerleştirilmiştir. Yüzlerce bakteri kuşağından sonra bile, bu verileri değişmemiş halde okumak mümkün. Bu araştırmanın pazarlanabilir bir ürün getirip getirmeyeceğini ise bekleyip görmek gerekiyor.
Veri Saklamanın Fiziği
usb bellek
Sabit disk yan yana dizilmiş çubuk mıknatıslardan oluşan çok büyük bir manyetik alana benzer. En küçük manyetik birimlerin (kuzey ya da güney) kutuplanması dijital “sıfır” ya da “bir” durumunu temsil eder. Bir USB bellek çipinin en küçük veri saklama birimleri, akımları ileten ya da kesen ufak transistorlardır. Veriler bir CD-ROM’un yüzeyine çukurlar ve tümsekler çentikler olarak işlenir ve bir lazer ışın demetiyle taranır. Genişliği yaklaşık 300 nanometre (0,00003 milimetre) olan bir bitlik arazi bir bit veri içerebilir. Manyetik-optik disklerde, plastik örtüyle kapatılmış ferromanyetik bir malzeme olan veri ortamının manyetik durumunu değiştirmek için bir lazer kullanılır.
ELEKTRONİK PARÇALAR
Elektronik parçalar bilgisayarların içindeki ve iletişim teknolojisindeki temel elemanlardır. Çok karmaşık devreler birçok elektronik elemanın bileşimleridir.
Bir bilgisayarda kullanılan elektronik parçaların farklı çalışma voltajları vardır. Örneğin, ışık yayan diyotun çalışması için daha az akım gerekir; çünkü yüksek akımlar bu aygıta zarar verebilir. Böyle bir diyot ana güç kaynağına doğrudan bağlanırsa hemen erir. Akım geçişini azaltmak için, diyotun yer aldığı devrenin direncini yükseltmek gerekir. Bu amaçla devreye konan parçaya rezistans denir. Voltaj değişmediği sürece, yüksek direnç gelen voltajı düşürür ve böylece diyot düzgün çalışır. Akım, voltaj ve direnç bileşimi bütün elektronik devrelerinin temelidir. Örneğin, bilgisayarların yapımında çok sayıda parça bir araya getirilir. Her parça da kendi içinde daha küçük birçok parçadan ve birçok basılı devre kartından oluşur.
Devden Cüceye
Farklı türde işletimler için tasarlanmış farklı türde elektronik parçaları vardır. Güç elektroniğinde yüksek voltaj ve akım değerlerine sahip parçalar kullanılır. Buna karşılık, sinyal ve iletişim elektroniğinde parçalar 100 voltun epey altında voltajlarla ve bir amperden düşük akımlarla çalışır. Farklı uygulama alanlarına denk düşecek biçimde, parçalar farklı biçimler ve boyutlar taşır. Bir elektrik gücü sisteminde birkaç kiloluk anahtarlar kullanılabilirken, sinyal teknolojisinin hassas ve dakik anahtarları çoğu kez cımbızlarla monte edilir.
Bilgisayar teknolojisinde süren minyatürleştirme eğilimi yeni parça türlerini doğurmuştur. Daha eski parçaların küçük bacaklar biçiminde bağlantı kısımları vardır; bunlar deliklerden geçirilip devre kartına tutturulur, diğer tarafta lehimlenir ve tellerle bağlanır. Bilgisayar ve iletişim teknolojisinde kullanılan yeni bir parça sınıfına yüzeyden takmalı aygıtlar (SMD) denir. Bir devreye daha fazla parça sığdırılması amacıyla geliştirilmiş olan SMD parçaları, bir basılı devre kartının yüzeyine doğrudan lehimlenir. Basılı devre kartları artık mekanik destek ve parçalar arasında elektrik bağlantısı sağlamaya yarar.
Üretim Teknolojisi
Elektronik aygıtların seri üretimi çoğunlukla tam otomasyonlu montaj hatlarında gerçekleşir. Parçaları geliştirme, kontrol etme ve onarma işlemlerinde, teknisyenler ince aletler, lehimleme istasyonları, büyüteçler, ölçüm ve test aygıtları kullanarak çalışırlar.
Elektronik parçalar statik şarjlara çok duyarlıdır ve elektronik duyarlı aygıtlar (ESD) olarak anılır. Teknisyenler çoğu kez bir topraklama keçesi üstünde durur ve metal bantlı ayakkabılar giyer. Böyle parçaların sevkiyatında ESD açısından güvenlik köpüğü ve torbaların kullanılması gerekir.
Bir işlemcinin Elektronik Parçaları
Elektronik devreleri anlamada parçaların işlevlerini bilmek çok önemlidir. Yarıiletkenlerden yapılan diyotların ışık yayan diyot (LED) gibi çeşitli biçimleri vardır. Diyotlar akımın belli bir yönde girmesini sağlar ve sözgelimi alternatif akımı doğru akıma çevirir. Ayrıca voltajı koruma ve elektriği ayarlama amacıyla da kullanılır, indüktörler bir kolonun çevresine bobin biçiminde sarılmış tellerden oluşur. Alternatif voltajın akışını değiştirmeye ve bir transformatörde olduğu gibi, voltajı düşürmeye ya da yükseltmeye yarar. Transistorlar yükseltici olarak ya da veri saklama amacıyla kullanılabilir. Rezistanslar akımı sınırlamanın yanısıra, voltaj değiştirmeyi de sağlayabilir. Kondansatörler voltaj dalgalanmalarını dengelemek üzere bir şarjı depolayabilir. Monitörü kapattıktan sonra ekranın birkaç saniye daha titreşmesi kondansatörden kaynaklanır.
