Bilgisayar Mimarisi

Bilgisayar mühendisliğinde, bilgisayarın temel işlevsel yapısı ve konsept tasarımına verilen isim bilgisayar mimarisidir. Bir taslak olarak iç bağlantıları, aygıtlar arası haberleşmeleri ve daha geniş olarak merkezi işlem birimi ve ana bellek üzerindeki yapılara odaklanmıştır.

Bilgisayar mühendisliğinde, bilgisayarın temel işlevsel yapısı ve konsept tasarımına verilen isim bilgisayar mimarisidir. Bir taslak olarak iç bağlantıları, aygıtlar arası haberleşmeleri ve daha geniş olarak merkezi işlem birimi ve ana bellek üzerindeki yapılara odaklanmıştır.

Bilgisayar mimarisi, en küçüğe ve en performanslıya ulaşmayı hedeflerken aynı zamanda maliyeti de göz önünde bulundurduğu için sanat ve bilimin ortak buluştuğu nokta olarak da tanımlanır.

Bilgisayar Mimarisi sıklıkla Bilgisayar Organizasyonu tanımı ile karıştırılır. Bunun nedeni Bilgisayar Mimarisi tanımının daha low-level teknoloji, Organizasyon tanımının ise daha kullanıcıya yönelik high-level özellik taşımasıdır. Bilgisayar Mimarisi bilgisayar parçalarının iç yapıları ve aralarındaki haberleşme bağlantıları ile ilgilidir.

Bilgisayar Mimarisi tanımı özetle aşağıdaki gibi maddelenebilir.

  • Merkezi işlem biriminin mimarisi tasarımı, komut kümeleri tasarımı, ve adresleme teknikleri tasarımları.
  • Genel donanım mimarileri.


Tasarım Hedefleri

Bilgisayar Mimarisinde tasarımın asıl amacı fiyat - performans tekniğidir. Tasarımlamayı yaparken en ucuza en performanslı aygıtı üretmek amaçlanır. Aynı zamanda ağırlık, boyut, enerji tüketimi bakımından küçük, güvenilirlik bakımından yüksek tasarımlamalar hedeflenir.

Performans

Bilgisayar performansı sıklıkla saat hızı terimleriyle tanımlanır. (genellikle MHz ya da GHz olarak). Bu CPU`nun ana saatinin saniyedeki döngüleriyle ilgilidir. Ancak, Bu ölçüm bir şekilde yanlış yönlendirse de, yüksek saat hızlı bir makine olarak mutlaka daha yüksek bir performansı olmayabilir. Sonuç olarak AMD gibi yapımcılar saat hızını bir performans göstergesi olarak almamaktadırlar. Çağdaş CPU`lar birden fazla emri bir saat döngüsünde gerçekleştirirler ve böylece programın hızı oldukça artar.Veri yolu hızları, kullanılabilir bellek ve programlardaki emirlerin tipi ve sırası gibi hızı etkileyen bileşenler de çalışır.

Hızın iki ana tipi vardır: gecikme(latency) and throughput. Kısaca gecikme, bir işlemin başlangıcı ve sonuçlanması arasındaki süredir. Throughput ise belli bir zamanda yapılan işin miktarını belirtir. Kesilme gecikmesi sistemin bir elektronik olaya (disk sürücüsünün bilgi aktarımını bitirmesi gibi) vereceği garanti edilmiş en fazla yanıt zamanıdır. Bu sayı çok geniş sıralı bir tasarım seçenekleri tarafından etkilenir. Örneğin, önbellek eklemek lgecikmeyi yavaşlatırken, throughput iyileşir. Mekanizmayı yöneten bilgisayarlar genellikle düşük kesilme gecikmelerine gerek duyarlar. Bu bilgisayarlar gerçek zaman diliminde işlem yaparlar ve bu işlem belirlenen sürede bitmezse işlem başarısız olur.

Bilgisayarın performansı ,uygulama tanım alanına bağlı olarak, diğer ölçümler kullanılarak da hesaplanabilir. Sistem CPU bound (sayısal hesaplamalarda), I/O bound (web sunucusu uygulamalarında) or Memory bound(video düzenlemelerde) olabilir. Güç tüketimi sunucu ve diz üstü bilgisayarlar gibi taşınabilir cihazlar için önemli hale gelir. Ölçütleme (benchmarking) bilgisayar bu test program serisini çalıştırıken kullandığı süreyi ölçerek bütün bunları bir hesaba aktarmaya çalışır. Ölçütleme gücü yüksek gösterse de bu bilgisayar seçmede yardımcı olmayabilir. Sıklıkla ölçülen makineler farklı ölçümlere ayrılır. Örneğin bir sistem bilimsel uygulamaları hızlıca idare ederken, diğeri popüler video oyunlarını kolayca oynatabiliyordur. Dahası yazılım veya donanımlara değişik özellikler eklemek isteyen tasarımcılar özel bir ölçüte izin verirler. Böylece hızlı kontrol sağlanır fakat diğerleriyle, çoğunlukla genel işlevlerle benzer avantajlara sahip olmazlar. En iyilemenin (optimization) genel planı bilgisayarın farklı taraflarındaki değerleri bulmak içindir. Denge içindeki bir bilgisayar sisteminde bilgi hızı bütün bölümler için sabit olacaktır ve değer bunu garantiye almak için eşit olarak dağıtılacaktır. Bilgisayar sisteminin kesin formu en iyi şekilde belirlenmiş baskı ve amaçlara bağlı olacaktır.

Sanal Bellek

Tarihsel olarak, rasgele erişimli bellek, çağdaş bilgisayarlardaki sabit sürücüler gibi mekanik depolamayı dönüştürmekten binlerce kat daha pahalıdır. Programlar için uygun olan belli bellek büyüklüklerini arttırmak için, belleğin kopyalama bölümleri için algoritmalar ve mekanik depolama geliştirilmiştir. Değiş tokuş (swapping) veya sayfalama (paging) olarak bilinen bu yöntem işletim sisteminin bellek yönetimi alt sistemi yazılımında, merkezi işlem birimine entegre edilmiş uzmanlaştırılmış devrenin yardımı ile ele alınmaktadır.

Bunun dışında, bilgisayar çoklu görevlerinin yaygınlaşması ile, programların birbirlerine zarar vermesini önlemek için, rasgele erişimli belleğin daha etkin kullanılması için, istikrar, güven ve güvenlik için teknikler geliştirilmiştir. Sanal bellek sisteminde her programın, diğer programların erişemeyeceği özel bir adres alanı vardır. Her programa o sistemde çalışan tek programmış gibi görünür. Değiş tokuş ve sanal bellek birlikte çalışırlar.

Kaynaklar

Vikipedi

İlgili konuları ara


Görüşler

  • Beyaz Şapkalı Avatar
    Beyaz Şapkalı - 1 yıl önce

    Güzel yazı teşekkürler.


Gürüş/yorum alanı gerekli.
Markdown kodları kullanılabilir.

Bilgisayar Mimarisi ilgili konular

  • Overclock

    Hızaşırtma, (İngilizce'de "Overclock") bilgisayar parçalarının sınırlarını zorlamak demektir. Mesela 3.2 GHz hızında çalışan bir işle
  • Bilgisayar mimarisi

    Bilgisayar mühendisliğinde, bilgisayarın temel işlevsel yapısı ve konsept tasarımına verilen isim bilgisayar mimarisidir. Bir taslak olarak i
  • Bilgisayar Mühendisliği

    Bilgisayar Mühendisliği, bilgi ve işlemin, hem donanım hem programcılıkta kullanılmasıdır. Bilgisayar Mühendisliği doğal olarak bilgisayar
  • Athlon 64 Fx

    Athlon 64 Fx, AMD firmasının çıkardığı, piyasada yer alan tek çekirdekli ve en kuvvetli mikroişlemcisi. Günümüzde kullanılan 32 Bit uygul
  • Hız aşırtma (bilgisayar)

    Hızaşırtma, (İngilizce'de "Overclock") bilgisayar parçalarının sınırlarını zorlamak demektir. Mesela 3.2 GHz hızında çalışan bir işle
  • Saniye başına komut

    Saniye başına komut (IPS) bilgisayar işlemcisinin hızının bir ölçüsüdür. Rapor edilen birçok IPS değeri, birkaç bölüm ile yapay komut
  • Saniye başına komut sayısı

    Saniye başına komut (IPS) bilgisayar işlemcisinin hızının bir ölçüsüdür. Rapor edilen birçok IPS değeri, birkaç bölüm ile yapay komut
  • Feza Buzluca

    kayda değerlik
  • Yazılım mimarisi

    yazılım mimarisi demek sistemi oluşturan yazılım bileşenleri ve görünür dış özellikler ile bunlar arasındaki ilişkiler demektir. Bilgisa
  • Bilgisayar organizasyonu

    bilgisayar organizasyonu, (veya bazen ''mikromimari'' de denir) verilen bir komut kümesi mimarisinin bir işlemci üzerinde gerçeklenmesidir. Verile
Bilgisayar Mimarisi
bilgisayar mimarisi