BIL111U- TEMEL BİLGİ TEKNOLOJİLERİ
Ünite 2: Bilgisayar Donanımı
Giriş
Elektronik cihazlar olan bilgisayarlar, donanım ve yazılım olmak üzere iki ana bölümden oluşmaktadır. Bilgisayarı oluşturan tüm fiziksel parçalar donanımı teşkil ederken, bu parçaların uyumlu bir biçimde çalışmasını sağlayan programlar ise yazılımı oluşturmaktadır.
Donanım birimleri, bulundukları yere göre adlandırılmaktadır:
• Kasanın içerisinde bulunan elektronik parçalar: İç donanım birimi.
• Kasanın dışında bağımsız olarak bulunan parçalar: Dış donanım birimi.
Bilgisayarın yapabileceği işleri farklılaştıran, kapasite ve performanslarını etkileyen donanım birimleri genel olarak; girdi-çıktı birimleri, sistem birimleri ve depolama birimleri olarak üç ana kategoride incelenmektedir.
Girdi-Çıktı Birimleri
Bilgisayarlar, kullanıcılardan gelen girdileri girdi birimleri tarafından alır, işler ve işlediği sonuçları çıktı birimleri aracılığıyla kullanıcılara sunar. Bu parçalar genel olarak çevre birimleri olarak adlandırılmaktadır ve metin, resim, ses, video gibi farklı türlerdeki verileri kablolu veya kablosuz olarak bilgisayarlara iletebilir. Çevre birimlerinin sisteme bağlanması için PS/2, USB, VGA, DVI, HDMI, bluetooth gibi uyumlu bağlantı noktaları kullanılmalıdır. İster masaüstü ister dizüstü bilgisayar olsun, klavye ve fare standart girdi birimleriyken, ekran standart çıktı birimidir. Bazı donanımlar hem girdi hem de çıktı birimi olarak kullanılabilir; buna örnek olarak dokunmatik ekranlar gösterilebilir.
Girdi Birimleri
Girdi birimleri, bilgisayarlara veri iletmek için kullanılan donanım birimleridir.
• Klavye: Bilgisayara komut vermek, yazı yazmak veya metin oluşturmak amacıyla kullanılan temel girdi birimidir. Klavye, PS/2, USB, kızılötesi veya Bluetooth bağlantı noktaları aracılığıyla sistem birimleriyle bağlantı kurar. Türkçe klavyelerin Q ve F olmak üzere iki türü bulunmaktadır; isimlendirme harf grubu tuşların üst sırasındaki soldan ilk tuşa bağlıdır. Klavye üzerinde sayı, fonksiyon, yön ve özel görevli tuşlar bulunur.
• Fare: 1964 yılından itibaren kullanılmaya başlanan ve hareketleri mekanik, optik veya lazer yöntemlerle algılayan bir girdi birimidir. Farenin sol tuşuyla seçme, işaretleme; sağ tuşuyla kısa yol menülerine ulaşma ve tekerleğiyle sayfa/pencere hareket ettirme gibi işlemler yapılır. Dizüstü bilgisayarlarda fare işlevi "Touchpad" adı verilen dokunmatik yüzeyle gerçekleştirilir.
• Tarayıcı: Bir belge üzerindeki resim, yazı, çizim veya nesnenin görüntüsünün dijital kopyasını oluşturarak bilgisayara aktaran girdi birimidir. Tarayıcılarda görüntü kalitesi için tarama yoğunluğu önemlidir.
• Mikrofon: Ses dalgalarını elektriksel titreşimlere dönüştürerek ortamdaki sesleri ses kartı aracılığıyla bilgisayar ortamına aktarır.
• Web Kamerası: Hareketli görüntülerin bilgisayar ortamına aktarılması için kullanılır. Saniyede yakaladığı görüntü karesi miktarı, çözünürlüğü ve yakınlaştırma özellikleri kalitesine etki eder.
• Optik Okuyucu: Optik kâğıt adı verilen formlar üzerindeki işaretlenmiş alanları algılayıp sayısal değerlere dönüştürerek bilgisayara aktarır. Optik İşaret Tanıma teknolojisini kullanır.
• Barkod Okuyucu: Rakam ve karakterlerin dikey çizgi ve boşlukla kodlanmış formu olan barkod etiketlerini algılayıp bilgisayar ortamına aktaran harici bir girdi birimidir.
• Joystick: Oyun çubuğu veya kontrol kolu olarak da adlandırılır ve oyun oynarken veya simülasyon yazılımlarında yönlendirme yapmak amacıyla kullanılır.
Çıktı Birimleri
Çıktı birimleri, bilgisayarlarda üretilen verilerin kullanıcılara iletilmesinde yararlanılan donanım birimleridir.
• Ekran (Monitör): Bilgisayar sistemlerinde standart olarak kullanılan temel çıktı birimidir ve görüntü çıkış birimi olarak işlev görür. Ekran türleri arasında CRT, LCD, Plazma ve LED ekranlar yer alır. LED ekranlar, yüksek parlaklık ve kontrasta sahip olup, daha az enerji harcayarak daha kaliteli görüntüler üretir. Ekran seçiminde boyut, çözünürlük ve tazeleme hızı önemlidir. Çözünürlük arttıkça görüntü kalitesi artmaktadır.
• Yazıcı (Printer): Bilgisayar sistemleri tarafından üretilen yazı, resim, fotoğraf gibi verilerin kâğıt ve benzeri materyallere yazdırılması için kullanılan elektronik cihazlardır. Başlıca türleri:
o Nokta vuruşlu yazıcılar: İğnelerle baskı yapar ve özellikle karbonlu kâğıtlar kullanılarak birden fazla nüshalı çıktı alınmasında tercih edilir.
o Mürekkep püskürtmeli yazıcılar: Kartuşlarda bulunan sıvı mürekkebi ısıtarak püskürtür; uygun fiyatlı, hızlı ve renkli çıktılar alabilmesi nedeniyle yoğun tercih edilir.
o Lazer yazıcılar: Fotokopi makineleri gibi kuru mürekkep kullanır; baskı kalitesi ve baskı hızı çok yüksek olup, sessiz çalışır.
o 3D yazıcılar: Bilgisayar tasarımlarını çeşitli ham maddeler kullanarak üç boyutlu objelere dönüştürebilir.
o Yazıcılarda çözünürlük ve baskı hızı önemlidir.
• Çizici (Plotter): Büyük boyutlardaki mimari çizimleri, haritaları ve projeleri kâğıt üzerine baskı almak için kullanılan bir çıktı birimidir.
• Hoparlör (Speaker): Elektrik akımını ses dalgalarına çevirerek bilgisayardaki sesleri duymamızı sağlayan çevre birimidir. Hoparlörleri kullanmak için bilgisayarda ses kartının bulunması gereklidir.
• Projeksiyon Cihazı: Bilgisayar ortamındaki görüntülerin kuvvetli projektör ışığı ve mercekler yardımıyla bir yüzeye yansıtılmasında kullanılır. Aydınlık ortamlarda kullanılacaksa yüksek ANSI lümen değerine sahip cihazlar tercih edilmelidir.
Sistem Birimleri
Sistem birimleri, girdi birimleri aracılığıyla iletilen verilerin işlendiği fiziksel parçalardır ve doğrudan kasanın içinde bulunur; bu nedenle iç donanım birimi olarak da adlandırılır. Bilgisayarın çalışması için mutlaka gerekli olan temel sistem birimleri merkezî işlem birimi, anakart ve ana bellekdir.
Merkezî İşlem Birimi (CPU)
Merkezî işlem birimi veya işlemci, bilgisayar sistemini yöneten, kontrol, aritmetik ve mantık işlemlerini yapan en önemli donanım birimidir. Gelen verilerin ve komutların çözümlenmesi, anlamlandırılması ve çalıştırılması CPU tarafından gerçekleştirilir.
• İşlem gücü, merkezî işlem biriminin saniyede işleyeceği işlem adedinin Gigahertz cinsinden gösterimidir.
• Günümüzde işlemcilerin hızları, birden fazla çekirdek kullanılarak artırılmıştır; her çekirdek bağımsız olarak işlem yapabilir.
• Merkezî işlem birimleri aşırı ısındığı için, üst kısmına termal macun sürülerek yerleştirilen soğutucu fanlar kullanılır.
Anakart
Bilgisayarın omurgası olarak tanımlanan anakart, tüm donanım birimlerinin birbirlerine veri iletimini sağlayan temel bileşendir. Merkezî işlem birimi, RAM ve ekran kartı gibi parçalar anakart üzerindeki yuvalara doğrudan takılırken, sabit disk ve optik sürücü gibi parçalar kablolar aracılığıyla bağlanır. Anakartın özellikleri, bir bilgisayarın sahip olacağı maksimum bellek kapasitesi veya uyumlu CPU gibi diğer parçaların özelliklerini doğrudan etkiler.
Anakart üzerindeki önemli bağlantı yuvaları şunlardır:
• CPU Yuvası: Merkezî işlem biriminin takıldığı yerdir.
• RAM Yuvası: Ana belleği oluşturan bellek kartlarının takıldığı yuvadır.
• BIOS Pili: Anakart üzerindeki BIOS yazılımına ait verilerin bilgisayar kapandığında da saklanması için enerji sağlar.
• IDE/SATA Bağlantı Noktaları: Sabit disk ve optik sürücü gibi depolama birimlerinin veri iletiminde kullanılan kabloların takıldığı yerlerdir; SATA, IDE'ye göre daha hızlı veri iletimi sağlar.
• PCI Veriyolları: Ses kartı, TV kartı gibi farklı donanım birimlerinin takıldığı yuvalardır.
• AGP Veriyolu: Özellikle ekran kartları için tasarlanmış ve PCI veriyollarından dört kat hızlı veri iletimi sağlayan yuvadır.
• USB Bağlantı Noktası: Harici donanım birimlerinin bağlantısı için kullanılır ve farklı veri hızlarını destekleyen türleri bulunur.
Ekran Kartı
Ekran kartı, sistem birimleri tarafından işlenen verileri ekran veya projeksiyon cihazı gibi çıktı birimlerine ileten donanım birimidir. Ekran kartları, anakart üzerine yerleşik olabileceği gibi, kendi belleği ve özel işlemcisi bulunan tümleşik devre şeklinde de olabilir. GPU, ışık ve gölge detaylarıyla oluşturulmuş çok ayrıntılı ve gerçekçi grafikler oluşturmak için kullanılır. Yüksek çözünürlüklü video işleme, oyun oynama ve 3D modelleme gibi güçlü grafik işlemler için performanslı GPU bulunan harici ekran kartları tercih edilmelidir.
Ana Bellek
Bilgisayarlarda iki tür bellek bulunur:
• Sadece Okunabilir Bellek (ROM): Anakart üzerinde sabit bulunan, üzerindeki bilgilerin silinemediği, değiştirilemediği bellektir. Bilgisayarın açılışı sırasında donanım birimlerini kontrol eden BIOS yazılımı ROM üzerinde bulunur.
Rastgele Erişimli Bellek (RAM): Girdi ve depolama birimlerinden gelen verilerle, merkezî işlem biriminin çalıştırdığı programlara ait işlenen verilerin saklandığı geçici bellektir. RAM üzerindeki veriler, üzerine yeni veri yazıldığında veya elektrik kesildiğinde silinir. RAM kapasitesi ne kadar büyük olursa, merkezî işlem birimi o kadar çok dosya üzerinde çalışabilir ve bilgisayarın performansı artar.
Depolama Birimleri
Bilgisayarların verileri kalıcı olarak saklayabileceği hafıza alanlarına ihtiyaçları vardır, zira RAM üzerindeki veriler elektrik kesildiğinde silinir. Bu kalıcı bellek alanları sabit ve taşınabilir olarak ikiye ayrılmaktadır.
Bellek Ölçü Birimleri
Bilgisayarlar ikili sayı sistemine göre çalıştığı için tüm veriler 0 ve 1 olarak kodlanır. Her 0 ve 1 değeri Bit olarak adlandırılır ve en küçük veri ölçü birimidir. Anlam ifade eden en küçük veri ise 8 Bit'in bir araya gelmesiyle oluşan Bayt'tır. Veri miktarı arttıkça ölçü birimleri Bayt’ın 1024 katları şeklinde Kilobayt, Megabayt, Gigabayt, Terabayt ve Petabayt şeklinde devam eder.
Sabit Disk
Sabit disk, bilgisayarlarda işletim sistemleri ve kullanıcıların oluşturduğu her türlü verinin kalıcı olarak depolandığı bellek birimidir. Sabit disk üzerine kaydedilen bilgiler bilgisayar kapandığında veya elektrik kesildiğinde silinmemektedir. Hızları açısından iki ana türe ayrılırlar:
1. HDD (Hard Disk Drive): İçinde bir mil etrafında dönen manyetik kaplamalı disk plakaları ve okuyucu-yazıcı kafa ile verilerin kaydedildiği mekanik disklerdir.
2. SSD (Solid State Drive): İçinde dönen plakalar yerine bellek yongaları bulunur. Bu nedenle HDD'lere göre daha hızlı veri okuma ve yazma hızlarına sahiptir, daha az yer kaplar ve darbelere karşı daha korunaklıdır.
Optik Sürücü
Optik sürücüler, lazer ışığı ile CD, DVD ve Blu-ray optik diskler üzerine verileri yazıp okuyabilen cihazlardır. Optik disklerin depolama kapasiteleri farklıdır: CD’ler 650 MB- 700 MB, DVD’ler 4,7 GB-17 GB, Blu-ray diskler ise 25 GB-100 GB arasında veri depolayabilir. Blu-ray diskler, daha kısa dalga boyu kullanan mavi lazer teknolojisi sayesinde daha yüksek depolama kapasitesine ulaşır. Sadece okuma işlemi yapan sürücüler ROM ile hem okuma hem de yazma işlemi yapabilenler ise R ve W harfleriyle ifade edilir.
Taşınabilir Bellek
Taşınabilir bellekler, çoğunlukla bilgisayarın USB bağlantı noktasına takılarak kullanılan taşınabilir veri depolama cihazlarıdır. Güç kesildiğinde bile depolanan veriyi silinmeden tutar. Taşınabilir belleklerin veri transfer
hızları, sahip oldukları USB standartlarına göre farklılaşmaktadır.
Sunucu-Server
Sunucular, masaüstü veya dizüstü bilgisayarlardan daha güçlü donanımsal özelliklere sahip, birden çok kullanıcının ağ üzerinden erişerek işlem yapabilmesine olanak sağlayan özel bilgisayarlardır. Sunucular, veri veya kaynak paylaşımı, hesaplama ve veri işleme gibi işlemleri güçlü donanımlar ve Linux, Windows Server gibi sunucu işletim sistemleri aracılığıyla gerçekleştirir. Kesintisiz hizmet sunabilmeleri için özel soğutma sistemleri ve elektrik kesintisine karşı güç kaynakları bulunmaktadır.
Sunucular, kullanım amaçlarına bağlı olarak farklı türlerde olabilir:
• E-posta Sunucuları: E-posta iletilerinin iletilmesi ve alınması işlemlerinde kullanılır. Basit posta iletim protokolünü kullanarak iletileri ilgili e- posta kutularına yönlendirir. Yüksek kapasiteli depolama birimlerine sahip olmaları gerekir.
• Web Sunucuları: Web ağındaki web sitelerini oluşturan tüm dosyaların kaydedildiği ve web ağına kesintisiz bağlı bulunan bilgisayarlardır; barındırma hizmeti sunar. İstemci bilgisayarlara verileri HTTP protokolü ile iletir. Genellikle güvenli veri kopyalama ve paylaşımı için RAID disk sistemleri kullanılır.
• DNS Sunucuları (Domain Name System): Web ağına bağlı bilgisayarların sahip olduğu IP numaralarıyla alan adlarının eşleştirilmesinde kullanılır. Bu sayede kullanıcılar kolay hatırlanan alan adlarıyla sunuculara bağlanabilir.
• FTP Sunucuları (File Transfer Protocol): Web ağı üzerinden istemci bilgisayarlara dosya transferini hızlı bir biçimde gerçekleştirmek için kullanılır.
• Proxy Sunucuları: İnternet ağına bağlanan birden çok bilgisayara ilişkin veri trafiğini yönetir, veri kopyalarını sistemde tutarak hızlı erişim sağlar ve güvenlik işlemlerinde kullanılabilir.
• Güvenlik Sunucuları: Ağ sistemleri üzerindeki veri trafiğini saldırı tespit sistemleriyle sürekli denetleyerek, web ağına yetkisiz erişimi kısıtlama ve ağ saldırılarını önleme gibi güvenlik işlemlerini gerçekleştirir. Bu sunucuların, ağ bağlantı hızını düşürmeden denetleme yapabilmesi için donanımsal olarak çok güçlü olmaları gerekir.