Bölüm 1.2: Bilgisayar Donanımı

Bilgisayar ve Programlamaya Giriş
Sistem bileşenleriGiriş birimleriÇıkış birimleriDepolamaUyumluluk
Sercan KÜLCÜ · Giresun Üniversitesi

Giriş

Öğrenme Çıktıları

Bileşenler

Temel donanım parçalarının görevlerini açıklamak.

Karşılaştırma

RAM, ROM, HDD ve SSD arasındaki farkları bellek hiyerarşisi içinde ayırt etmek.

Aygıt seçimi

Giriş ve çıkış birimlerini kullanım amacına göre seçmek.

Uyumluluk

Bileşenlerin bağlantı, güç ve fiziksel uyumunu değerlendirmek.

Giriş

Donanım Nedir?

Donanım, bilgisayar sisteminin fiziksel parçalarının tamamıdır. Yazılım, bu parçaların hangi işlemleri yapacağını belirler.

  • Giriş birimleri veriyi sisteme alır.
  • CPU komutları işler.
  • RAM çalışan programı ve verisini tutar.
  • Depolama veriyi kalıcı saklar.
  • Çıkış birimleri sonucu sunar.
Girişklavye, fareCPUKontrol birimiALUYazmaçlarÇıkışekran, yazıcıRAM (ana bellek)Depolama (SSD)veri yolları

Giriş

Donanım Grupları

Sistem bileşenleri

CPU, anakart, RAM, GPU, güç kaynağı ve kasa.

Giriş birimleri

Klavye, fare, mikrofon, kamera ve sensörler.

Çıkış birimleri

Monitör, yazıcı, hoparlör ve projektör.

Depolama

HDD, SSD, USB bellek, kart ve optik ortam.

Ağ donanımı

Ağ kartı, switch, yönlendirici ve erişim noktası.

Bağlantılar

USB, HDMI, DisplayPort, ses ve ağ portları.

Giriş birimleriklavye, fareSistem bileşenleriCPU · RAM · anakartGPU · güç kaynağı · kasaÇıkış birimlerimonitör, yazıcıDepolamaAğ donanımıportportBağlantılar (USB, HDMI, ağ portu) birimleri sisteme bağlar

Sistem Bileşenleri

Merkezî İşlem Birimi (CPU)

  • Program komutlarını getirir, çözer ve yürütür.
  • ALU aritmetik ve mantıksal işlemleri yapar.
  • Kontrol birimi veri akışını ve sırayı yönetir.
  • Çekirdek sayısı, saat hızı (GHz), önbellek ve mimari performansı birlikte etkiler.
İşlemci yongasıÇekirdek 1Kontrol · ALUyazmaçlar · L1/L2Çekirdek 2Kontrol · ALUyazmaçlar · L1/L2Çekirdek 3Kontrol · ALUyazmaçlar · L1/L2Çekirdek 4Kontrol · ALUyazmaçlar · L1/L2Ortak L3 önbellek

Sistem Bileşenleri

İşlemci Ekosistemleri

x86-64

Masaüstü, dizüstü ve sunucu sistemlerinde yaygın mimari.

ARM

Mobil cihazlar ve enerji verimli sistemlerde yaygın mimari.

Intel ve AMD

x86-64 tabanlı tüketici ve sunucu işlemcileri.

Apple, Qualcomm, MediaTek

ARM tabanlı sistemlerde farklı tasarım ve ürün aileleri.

Kaynak kodaynı programx86-64 için derleARM için derlex86-64 makine koduARM makine koduIntel, AMDApple, Qualcomm, MediaTekdoğrudan çalışmaz
Marka veya model adı tek başına performansı belirlemez. Nesil, güç sınırı, çekirdek yapısı ve iş yükü birlikte değerlendirilir.

Sistem Bileşenleri

SoC, Mobil İşlemci ve NPU

SoC: tek yongaCPUGPUNPUBellek denetleyiciKamera/ISPModem, Wi-Fi
  • SoC (System-on-Chip): CPU, GPU, bellek denetleyici ve diğer birimler tek yonga üzerindedir; telefonlarda ve ince dizüstülerde yer ve güç tasarrufu sağlar.
  • NPU (sinirsel işlem birimi): yapay zekâ hesaplarını (ses tanıma, fotoğraf iyileştirme, çeviri) düşük güçle hızlandıran birim.
  • RAM çoğu SoC’de ayrı yonga olarak SoC’ye çok yakın yerleştirilir; ayrıntı üreticiye göre değişir.
Komut kümeleri: x86-64 (Intel, AMD) masaüstü ve sunucuda yaygındır; ARM mobilde ve giderek dizüstülerde; RISC-V ise açık, lisans ücretsiz bir komut kümesidir. Verimlilik farkı yalnızca komut kümesinden değil, tasarımdan da gelir.

Sistem Bileşenleri

Saat Hızı ve Çekirdek Sayısı

Saat (3 GHz)1 tur ≈ 0,33 ns1 çekirdekiş Aiş Biş Ciş D4 çekirdekiş Aiş Biş Ciş D4 kat kısa sürer (işler bağımsızsa)
  • Saat hızı: 3 GHz = saniyede 3 milyar tur; her turda bir adım ilerlenir.
  • Çekirdek: bağımsız komut akışı yürütebilen birim; çok çekirdek, işler bölünebiliyorsa hızlandırır.
  • Tek iş parçacıklı bir program 8 çekirdekte de tek çekirdek kullanır; bu yüzden “8 çekirdek = 8 kat hız” değildir.

Sistem Bileşenleri

Anakart

G/Çport8-pinCPUsoketiDIMM (RAM)24-pinPCIe x16 (ekran kartı)PCIe x1 (genişleme)M.2 (SSD)YongasetiSATA

Anakart, bileşenleri fiziksel ve elektriksel olarak birleştirir; veri yolları üzerinden iletişim kurmalarını sağlar.

  • CPU soketi: desteklenen işlemci ailesini belirler.
  • DIMM yuvaları: RAM modüllerini barındırır.
  • PCIe: ekran kartı ve genişleme kartları.
  • M.2 / SATA: depolama aygıtları.
  • Yonga seti: portlar ve yuvalar arası trafiği yönetir.
  • 24-pin / 8-pin: anakart ve CPU gücü.

Sistem Bileşenleri

RAM (Rastgele Erişimli Bellek)

RAM (8 GB)İşletim sistemiTarayıcıMetin düzenleyiciBoşadres → içerik (bayt)1000721001101100210810031081004111100501006171007255
  • Geçici: güç kesilince içerik kaybolur.
  • Hızlı erişim: CPU her adrese doğrudan ulaşır.
  • Kapasite: aynı anda rahat çalışan uygulama miktarını etkiler.
  • Uyumluluk: DDR nesli, hız ve anakart desteği eşleşmelidir.
Depolama boş olsa bile yetersiz RAM, programların yavaşlamasına ve diskin geçici bellek olarak kullanılmasına yol açabilir.

Sistem Bileşenleri

ROM ve Ürün Yazılımı

ROM

Güç kesilince içeriği kaybolmayan bellek. Günümüzde ürün yazılımı çoğunlukla yeniden yazılabilir flash bellekte tutulur.

Ürün yazılımı (firmware)

Donanımın temel davranışını yöneten düşük düzeyli yazılımdır.

BIOS / UEFI

Bilgisayar açılışında donanımı başlatır ve işletim sistemini yükleme sürecini başlatır.

Güncelleme

Uyumluluk veya güvenlik için yapılabilir; kesinti riski nedeniyle dikkat gerektirir.

Bilgisayar açıldığında ilk çalışan yazılım, anakarttaki flash yongasında duran ürün yazılımıdır (UEFI). İşletim sistemini diskten o bulup başlatır.

Sistem Bileşenleri

Bellek Hiyerarşisi

Yazmaçlar< 1 nsyüzlerce baytÖnbellek (L1–L3)1–10 nsKB – onlarca MBRAM50–100 ns8–64 GBSSD~0,1 ms0,25–4 TBHDD5–10 ms1–20 TBHarici / arşivsaniyelerTB ve üzerierişim süresitipik kapasitedaha hızlı,daha pahalıdaha büyük,daha ucuz

Değerler yaklaşıktır. CPU sık kullanılan veriyi üst katmanlarda tutarak yavaş katmana gitmeyi azaltır; RAM geçici, SSD/HDD kalıcıdır.

Sistem Bileşenleri · Adım adım

Erişim Süresi: Katmanlar Arası Fark

1 ns1 µs1 mserişim süresi (logaritmik ölçek)Yazmaç< 1 ns

Yazmaç işlemcinin içindedir; erişim bir saat turundan bile kısadır (< 1 ns). Kapasitesi yüzlerce bayttır.

1 ns1 µs1 mserişim süresi (logaritmik ölçek)Yazmaç< 1 nsL1 önbellek1–3 ns

L1 önbellek en küçük ve en hızlı önbellektir. L1–L3 önbellek için aralık 1–10 ns'dir; L1 bu aralığın alt ucundadır.

1 ns1 µs1 mserişim süresi (logaritmik ölçek)Yazmaç< 1 nsL1 önbellek1–3 nsL2 önbellek3–10 ns

L2 önbellek daha büyük ama biraz daha yavaştır (aralığın üst tarafı). Ölçek logaritmiktir: ızgara çizgileri arasında 1000 kat vardır (1 ns, 1 µs, 1 ms).

1 ns1 µs1 mserişim süresi (logaritmik ölçek)Yazmaç< 1 nsL1 önbellek1–3 nsL2 önbellek3–10 nsRAM50–100 ns

RAM 50–100 ns: L1'den onlarca kat yavaştır. İşlemci veriyi RAM'den beklememek için önbellekte tutar.

1 ns1 µs1 mserişim süresi (logaritmik ölçek)Yazmaç< 1 nsL1 önbellek1–3 nsL2 önbellek3–10 nsRAM50–100 nsSSD~0,1 ms

SSD ≈ 0,1 ms = 100.000 ns: RAM'den yaklaşık 1000–2000 kat yavaştır, ancak kalıcıdır.

1 ns1 µs1 mserişim süresi (logaritmik ölçek)Yazmaç< 1 nsL1 önbellek1–3 nsL2 önbellek3–10 nsRAM50–100 nsSSD~0,1 msHDD5–10 ms

HDD 5–10 ms: SSD'den 50–100 kat, RAM'den 50.000–200.000 kat yavaştır; mekanik hareket (arama + dönme) gerektirir.

Sistem Bileşenleri

Önbellek Nasıl Çalışır? (İsabet ve Iska)

CPUyazmaçlarÖnbellek (≈1 ns)boşboşboşboşRAM≈ 80 nstoplam süre: 0 ns

CPU adres 1003 içeriğini ister (ilk erişim). Önce önbelleğe bakar.

CPUyazmaçlarÖnbellek (≈1 ns)1002: 1081003: 108boşboşRAM≈ 80 nstoplam süre: 80 ns

Iska (miss): 1003 önbellekte yok → RAM’den getirilir (~80 ns). Komşusuyla birlikte (1002–1003) önbelleğe kopyalanır.

CPUyazmaçlarÖnbellek (≈1 ns)1002: 1081003: 108boşboşRAM≈ 80 nstoplam süre: 80 ns

CPU adres 1003 içeriğini ister (tekrar). Önce önbelleğe bakar.

CPUyazmaçlarÖnbellek (≈1 ns)1002: 1081003: 108boşboşRAM≈ 80 nstoplam süre: 81 ns

İsabet (hit): 1003 önbellekte var → değer 108 yaklaşık 1 ns’de CPU’ya gelir.

CPUyazmaçlarÖnbellek (≈1 ns)1002: 1081003: 108boşboşRAM≈ 80 nstoplam süre: 81 ns

CPU adres 1004 içeriğini ister (komşu adres). Önce önbelleğe bakar.

CPUyazmaçlarÖnbellek (≈1 ns)1002: 1081003: 1081004: 1111005: 0RAM≈ 80 nstoplam süre: 161 ns

Iska (miss): 1004 önbellekte yok → RAM’den getirilir (~80 ns). Komşusuyla birlikte (1004–1005) önbelleğe kopyalanır.

Sistem Bileşenleri · Adım adım

Dizi Toplamında Önbellek: İsabet ve Iska Sayımı

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellekboş satırboş satırCPU

a dizisi RAM’de. Önbellek boş. Varsayım: bir tamsayı 4 bayt, bir önbellek satırı (blok) 16 bayt, yani 4 eleman; isabet ≈ 1 ns, ıska ≈ 80 ns.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek3141boş satırCPUıska: 80 ns

a[0] istenir: önbellekte yok → ıska. RAM’den yalnız a[0] değil, bütün blok (a[0]…a[3]) getirilir: 80 ns.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek3141boş satırCPUisabet: 1 ns

a[1] istenir: blok 0 önbellekte → isabet, 1 ns. Komşu eleman bir önceki ıskada birlikte gelmişti.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek3141boş satırCPUisabet: 1 ns

a[2] istenir: blok 0 önbellekte → isabet, 1 ns. Komşu eleman bir önceki ıskada birlikte gelmişti.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek3141boş satırCPUisabet: 1 ns

a[3] istenir: blok 0 önbellekte → isabet, 1 ns. Komşu eleman bir önceki ıskada birlikte gelmişti.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek31415926CPUıska: 80 ns

a[4] istenir: önbellekte yok → ıska. RAM’den yalnız a[4] değil, bütün blok (a[4]…a[7]) getirilir: 80 ns.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek31415926CPUisabet: 1 ns

a[5] istenir: blok 1 önbellekte → isabet, 1 ns. Komşu eleman bir önceki ıskada birlikte gelmişti.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek31415926CPUisabet: 1 ns

a[6] istenir: blok 1 önbellekte → isabet, 1 ns. Komşu eleman bir önceki ıskada birlikte gelmişti.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek31415926CPUisabet: 1 ns

a[7] istenir: blok 1 önbellekte → isabet, 1 ns. Komşu eleman bir önceki ıskada birlikte gelmişti.

RAM3a[0]1a[1]4a[2]1a[3]5a[4]9a[5]2a[6]6a[7]blok 0 (16 bayt)blok 1 (16 bayt)Önbellek31415926CPU

Bitti: toplam = 31. 8 erişimin 6’sı isabet; süre 2 × 80 + 6 × 1 = 166 ns. Önbellek olmasaydı 8 × 80 = 640 ns olurdu. Ardışık elemanlara erişmek bu yüzden hızlıdır: uzamsal yerellik. Dizi atlayarak (a[0], a[4], …) gezilseydi her erişim ıska olurdu.

toplam = 0
her i = 0, 1, …, 7 için
    toplam = toplam + a[i]
// 4 baytlık tamsayı, 16 baytlık satır

Sistem Bileşenleri · Adım adım

Çok Düzeyli Önbellekte Okuma Adım Adım

CPUL1≈ 1 nsBL2≈ 3 nsCL3≈ 10 nsB, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

CPU sırayla A, A, D adreslerini okuyacak. Başlangıçta L1’de B, L2’de C, L3’te B, C, D var; A yalnız RAM’de. Süreler yaklaşıktır.

CPUL1≈ 1 nsBL2≈ 3 nsCL3≈ 10 nsB, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

A istenir. Önce en hızlı ve en küçük düzey: L1’de yok (1 ns harcandı).

CPUL1≈ 1 nsBL2≈ 3 nsCL3≈ 10 nsB, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

L2’de de yok: +3 ns.

CPUL1≈ 1 nsBL2≈ 3 nsCL3≈ 10 nsB, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

L3’te de yok: +10 ns.

CPUL1≈ 1 nsA, BkopyalandıL2≈ 3 nsA, CkopyalandıL3≈ 10 nsA, B, C, DkopyalandıRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

RAM’den getirilir: +80 ns, toplam ≈ 94 ns. Veri yolda bütün düzeylere kopyalanır; bir sonraki istek hızlı olsun diye.

CPUL1≈ 1 nsA, BL2≈ 3 nsA, CL3≈ 10 nsA, B, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

A yeniden istenir: L1’de var → isabet, ≈ 1 ns. Aynı veriyi kısa süre içinde yeniden kullanmak hızlıdır: zamansal yerellik.

CPUL1≈ 1 nsA, BL2≈ 3 nsA, CL3≈ 10 nsA, B, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

D istenir: L1’de yok (1 ns).

CPUL1≈ 1 nsA, BL2≈ 3 nsA, CL3≈ 10 nsA, B, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

L2’de yok (+3 ns).

CPUL1≈ 1 nsA, B, DkopyalandıL2≈ 3 nsA, C, DkopyalandıL3≈ 10 nsA, B, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

L3’te var: +10 ns, toplam ≈ 14 ns; L2 ve L1’e kopyalanır. RAM’e gitmekten yaklaşık 7 kat hızlı.

CPUL1≈ 1 nsA, B, DL2≈ 3 nsA, C, DL3≈ 10 nsA, B, C, DRAM≈ 80 nsA, B, C, Dher düzey bir öncekinden büyük ve yavaş

Üç okuma: 94 + 1 + 14 = 109 ns. Hepsi RAM’den okunsaydı 3 × 80 = 240 ns olurdu. Gerçek önbellekler dolunca uzun süredir kullanılmayan satırı çıkarır; bu örnekte yer sorunu yok sayıldı.

L1’de var mı?  Evet → oku, bitir
L2’de var mı?  Evet → L1’e kopyala, oku
L3’te var mı?  Evet → L2 ve L1’e kopyala, oku
RAM’den getir → L3, L2, L1’e kopyala, oku

Sistem Bileşenleri

Grafik İşlem Birimi (GPU)

GPU, çok sayıda benzer işlemi (ör. milyonlarca pikselin rengi) paralel yürütmek üzere tasarlanmıştır.

çekirdekçekirdekçekirdekçekirdekCPU: az sayıda güçlü çekirdekGPU: binlerce basit çekirdek aynı işlemi paralel yapar
Entegre GPU

İşlemciyle aynı pakette; sistem belleğini paylaşır.

Bağımsız GPU

Ayrı kart; kendi işlemcisi ve video belleği (VRAM) vardır.

Kullanım alanları

Oyun, video işleme, bilimsel hesaplama, yapay zekâ.

Seçim ölçütleri

İş yükü, VRAM, güç tüketimi, soğutma, yazılım desteği.

Sistem Bileşenleri

Görüntü Bağlantıları

BağlantıTaşıdığı sinyalYaygın kullanım
HDMIDijital görüntü ve sesMonitör, TV, projektör
DisplayPortDijital görüntü ve sesBilgisayar monitörleri
USB-CModele göre görüntü, veri ve güçDizüstü ve mobil cihazlar
VGAAnalog görüntüEski ekran ve projektörler
HDMIdijitalDisplayPortdijitalUSB-Cdijital (modele göre)VGAanalog, 15 iğneKonektör ön yüzleri (şematik)

Sistem Bileşenleri

USB ve Diğer Portlar

USB-Atek yönlü takılırUSB-Cçift yönlü, veri+güç+görüntüHDMIgörüntü + sesRJ-45kablolu ağ (Ethernet)3,5 mmanalog ses
USB sürümüEn yüksek hızNot
USB 2.0480 Mbit/sklavye, fare
USB 3.2 Gen 1 (eski adı USB 3.0)5 Gbit/sharici disk
USB 3.2 Gen 210 Gbit/shızlı SSD
USB420 veya 40 Gbit/sUSB-C; ekran, dock
Thunderbolt 440 Gbit/sUSB-C; ekran, dock

Konektör biçimi (A, C) ile sürüm (hız) ayrı şeylerdir: her USB-C portu 40 Gbit/s veya görüntü desteklemez.

Sistem Bileşenleri

Ses Kartı

analog sinyal (mikrofon)ADCörnekler: 0, 5, 7, 4, -1, -4…DAChoparlör
Analogdan dijitale (ADC)

Mikrofon sinyali saniyede binlerce kez ölçülüp sayıya çevrilir (ör. 44.100 örnek/s).

Dijitalden analoğa (DAC)

Sayılar yeniden hoparlörü süren elektrik sinyaline dönüştürülür.

Entegre çözüm

Çoğu anakart günlük kullanım için ses birimi içerir.

Harici çözüm

Kayıt kalitesi, giriş sayısı veya profesyonel kullanım için.

Sistem Bileşenleri

Kasa ve Soğutma

CPUsoğutucuEkran kartıGüç kaynağıserinhavasıcakhava
  • Koruma: bileşenleri fiziksel etkilerden korur.
  • Hava akışı: serin hava önden girer, sıcak hava arkadan/üstten çıkar.
  • Form faktörü: anakart ve güç kaynağının fiziksel uyumunu belirler.
  • Kablo düzeni: hava akışını ve bakımı kolaylaştırır.
Yüksek sıcaklıkta işlemci kendini yavaşlatır (ısıl kısma); bileşen ömrü de kısalabilir.

Sistem Bileşenleri

Güç Kaynağı (PSU)

Şebeke: 230 V ACGüç kaynağıAC → DC+12 VCPU, ekran kartı, fanlar+5 VUSB, SATA sürücüler+3,3 VM.2, anakart devreleri

Şebekedeki alternatif akımı (AC) bileşenlerin kullandığı doğru akım (DC) gerilimlerine dönüştürür.

  • Kapasite (W): toplam ihtiyacı güvenli payla karşılamalı.
  • Verimlilik: daha az enerji ısıya dönüşür.
  • Bağlantılar: anakart, CPU, GPU ve depolama kabloları uyumlu olmalı.
  • Koruma: aşırı akım ve gerilim dalgalanmalarına karşı güvenlik.

Giriş Birimleri

Giriş Birimleri

Klavye

Metin, sayı ve komut girişi.

Fare / dokunmatik yüzey

İşaretleme, seçme ve hareket.

Mikrofon

Ses girişi.

Kamera / tarayıcı

Görüntü ve belge girişi.

Oyun denetleyicisi

Eksen, düğme ve hareket bilgisi.

Sensör

Sıcaklık, konum, ışık veya hareket ölçümü.

Giriş Birimleri

Klavye

  • Alfabetik ve sayısal tuşlar veri girişi sağlar.
  • İşlev tuşları uygulamaya göre özel görevler yürütür.
  • Ctrl, Alt ve Shift başka tuşlarla kısayol oluşturur.
  • Enter onaylar; Backspace imlecin solundaki, Delete sağındaki karakteri (veya seçili öğeyi) siler.
Ctrl + C  Kopyala
Ctrl + V  Yapıştır
Ctrl + Z  Geri al
Alt + Tab Uygulama değiştir
EscF1F2F3F4F5F6F7F8F9F10F11F12ShiftShiftCtrlWinAltAltGrCtrlalfasayısal tuşlar + boşlukyön tuşlarısayısal tuş takımı← işlev tuşları

Giriş Birimleri

Fare ve İşaretleme Aygıtları

1 inç = 2,54 cm800 DPI800 piksel1600 DPI1600 pikselişletim sistemi hız ayarı 1:1 iken imlecin yolu
DPI

1 inç harekette bildirilen adım sayısı; yüksek değer her zaman daha iyi değildir.

Yoklama hızı

Konumun saniyede kaç kez gönderildiği (ör. 1000 Hz = her 1 ms).

Tuşlar ve tekerlek

Seçme, bağlam menüsü, kaydırma ve uygulama komutları.

Alternatifler

Dokunmatik yüzey, kalem, iz topu ve dokunmatik ekran.

Çıkış Birimleri

Çıkış Birimleri

Monitör

Metin, görüntü ve videoyu gösterir.

Yazıcı

Dijital belgeyi fiziksel ortama aktarır.

Hoparlör / kulaklık

Ses verisini kullanıcıya iletir.

Projektör

Görüntüyü büyük bir yüzeye yansıtır.

Dokunsal geri bildirim

Titreşim veya kuvvet yoluyla çıktı üretir.

Çok işlevli aygıt

Giriş ve çıkışı aynı cihazda birleştirebilir.

Çıkış Birimleri

Giriş ve Çıkış Birimlerinin Sınıflandırılması

GİRİŞÇIKIŞveri bilgisayara girersonuç kullanıcıya çıkarKlavyeFareMikrofonKameraTarayıcıSensörMonitörYazıcıHoparlörProjektörKulaklıkHER İKİSİDokunmatik ekranMikrofonlu kulaklıkÇok işlevli yazıcıTitreşimli oyun koluAğ kartı, depolama

Ölçüt veri akışının yönüdür: bilgisayara doğru ise giriş, kullanıcıya doğru ise çıkış. Depolama ve ağ aygıtları hem okur hem yazar.

Çıkış Birimleri

Monitör: Çözünürlük ve Boyut

Çözünürlük

Yatay ve dikey piksel sayısıdır.

1920 × 1080
Ekran boyutu

Köşegen uzunluğu inç ile ölçülür.

24 inç
Piksel yoğunluğu

Aynı çözünürlükte daha küçük ekranda görüntü daha sık olabilir.

En-boy oranı

Ekranın genişlik ve yükseklik oranıdır.

16:9
24 inç1920 piksel108016:9Köşegendeki piksel sayısı:√(1920² + 1080²) ≈ 2203 pikselPiksel yoğunluğu:2203 ÷ 24 ≈ 92 PPIAynı 1920 × 1080, 15,6 inç dizüstünde ≈ 141 PPI

Çıkış Birimleri

Piksel Izgarası ve Piksel Yoğunluğu

8 × 8 = 64 piksel24 × 24 = 576 piksel1 piksel = kırmızı + yeşil + mavi

Ekran küçük kare noktalardan (piksel) oluşan bir ızgaradır. PPI (inç başına piksel):

köşegen piksel = √(1920² + 1080²)
               ≈ 2203
24 inç   → 2203 / 24   ≈ 91,8 PPI
15,6 inç → 2203 / 15,6 ≈ 141,2 PPI

Aynı çözünürlük küçük ekranda daha yoğun, daha keskin görünür.

Çıkış Birimleri

Monitör: Hareket ve Görüntü

ÖzellikNe ifade eder?
Yenileme hızıEkranın saniyede kaç kez yenilendiği; Hz ile ölçülür.
Tepki süresiPikselin bir durumdan diğerine geçme süresi.
ParlaklıkEkranın ışık çıkışı (cd/m²).
Renk doğruluğuRenklerin hedef değerlere ne kadar yakın gösterildiği.
Görüş açısıYandan bakıldığında görüntünün ne kadar korunduğu.
60 Hz16,7 ms144 Hz6,9 ms0 ms50 ms

Çıkış Birimleri

Panel Teknolojileri

IPS

Geniş görüş açısı ve dengeli renkler.

VA

Yüksek kontrast ve güçlü siyah düzeyi.

TN

Düşük tepki süresi; görüş açısı ve renkler daha sınırlı olabilir.

OLED

Her piksel kendi ışığını üretir; yüksek kontrast sağlar.

Panel seçimi; ofis, tasarım, oyun, film ve bütçe gereksinimlerine göre yapılır.

Çıkış Birimleri

LCD ve OLED Işığı Nasıl Üretir?

LCD (IPS, VA, TN)Polarizör + camRenk filtresi (R G B)Sıvı kristal (ışığı ayarlar)PolarizörArka ışık (LED)siyah: ışık engellenir ama arka ışık hep açıktırOLEDCamOrganik ışık yayan katmanDenetim devresi (TFT)siyah piksel = tamamen kapalı piksel

IPS, VA ve TN birer LCD türüdür; fark sıvı kristallerin dizilişindedir. OLED’de arka ışık yoktur, bu yüzden siyah gerçekten siyahtır.

Çıkış Birimleri

Yazıcı, Ses ve Projektör

Mürekkep püskürtmeli

Renkli belge ve fotoğraf için yaygındır.

Lazer yazıcı

Yüksek hacimli metin baskısında hızlı ve ekonomik olabilir.

Hoparlör / kulaklık

Analog veya dijital bağlantıyla ses çıkışı sağlar.

Projektör

Parlaklık, çözünürlük ve yansıtma mesafesine göre seçilir.

Mürekkep püskürtmelikafakâğıda mikroskobik damlalarLazerlazeryük desenitambur+ tonerkâğıdaaktarımısıylasabitlememetin ağırlıklı yüksek hacimde hızlı

Depolama

Depolama Birimleri

Depolama aygıtları veriyi güç kesildiğinde de korur. Bir belge açılıp kaydedilirken veri bileşenler arasında şöyle dolaşır:

FareSSDRAMCPU + önbellekEkrankalıcıgeçiciİçerik:rapor.docx (eski)——

1. Kullanıcı rapor.docx dosyasına çift tıklar; fare bu olayı bilgisayara iletir (giriş).

FareSSDRAMCPU + önbellekEkrankalıcıgeçiciİçerik:rapor.docx (eski)——

2. İşletim sistemi program ve belge dosyalarını kalıcı depolamada (SSD) bulur.

FareSSDRAMCPU + önbellekEkrankalıcıgeçiciİçerik:rapor.docx (eski)rapor.docx—program + belge kopyalanır

3. Program ve belge SSD’den RAM’e kopyalanır: CPU doğrudan SSD’den değil, RAM’den çalışır.

FareSSDRAMCPU + önbellekEkrankalıcıgeçiciİçerik:rapor.docx (eski)rapor.docx—komutlar

4. CPU komutları RAM’den önbelleğe ve yazmaçlara getirip işler (getir–çöz–yürüt).

FareSSDRAMCPU + önbellekEkrankalıcıgeçiciİçerik:rapor.docx (eski)rapor.docx (değişti)belge görünürgörüntü

5. Sonuç ekran kartı üzerinden monitöre gönderilir; kullanıcı belgeyi görür ve düzenler (çıkış).

FareSSDRAMCPU + önbellekEkrankalıcıgeçiciİçerik:rapor.docx (güncel)rapor.docx (değişti)belge görünürkaydet

6. “Kaydet” denince değişiklikler RAM’den SSD’ye yazılır. Kaydedilmemiş değişiklik güç kesilirse kaybolur.

Depolama

HDD ve SSD

ÖzellikHDDSSD
TeknolojiDönen manyetik diskFlash bellek
HızDaha düşükDaha yüksek
Darbe dayanımıMekanik parça nedeniyle daha hassasHareketli parça yok
Maliyet / kapasiteGenellikle daha düşükGenellikle daha yüksek
Yaygın kullanımArşiv ve yüksek kapasiteİşletim sistemi ve uygulamalar

Depolama

HDD ve SSD İç Yapısı

HDDplaka (dakikada 5400–7200 tur)kafakolizSSD (M.2)bağlantıDenetle-yiciDRAMNANDNANDNANDflash bellek yongalarıhareketli parça yok
  • HDD: kafa doğru ize gitmeli, sektör kafanın altına dönmeli → erişim milisaniyeler sürer.
  • SSD: denetleyici veriyi birden çok flash yongasından paralel okur → erişim mikrosaniyeler düzeyindedir.

Depolama

NVMe ve SATA SSD

ÖzellikSATA SSDNVMe SSD
ArayüzSATA (eski sabit disk arayüzü)PCIe üzerinden, NVMe protokolü
Tipik sıralı okumayaklaşık 550 MB/s (SATA III sınırı)birkaç GB/s (PCIe sürümüne ve şerit sayısına bağlı)
ParalellikTek komut kuyruğuÇok sayıda paralel kuyruk; düşük gecikme
Biçim2,5 inç kasa veya M.2Çoğunlukla M.2 (bazı sunucularda U.2)
SATA SSDSATA denetleyici≈ 550 MB/s sınırıNVMe SSDPCIe x4 şerit: birkaç GB/sCPU
M.2 bir biçimdir, protokol değildir. M.2 yuvası SATA, NVMe ya da her ikisini destekleyebilir; hangisinin desteklendiği anakart kılavuzunda yazar. Hız değerleri “yaklaşık”tır; gerçek kullanımda küçük dosyalar ve ısınma daha düşük sonuç verebilir.

Depolama · Adım adım

HDD'de Bir Sektör Nasıl Okunur?

plaka (dönüyor)okuma-yazma kolu ve kafasıErişim süresi = arama + dönme + aktarım

Plaka dakikada binlerce tur döner (örn. 7200 dev/dk). Okunacak sektör (turuncu) ile okuma-yazma kafası farklı yerlerdedir; erişim süresi üç parçadan oluşur.

plaka (dönüyor)okuma-yazma kolu ve kafasıErişim süresi = arama + dönme + aktarımArama süresi (seek) ≈ 5 mskafa hedef ize gider

1) Arama süresi (seek): kol, kafayı hedef sektörün bulunduğu ize götürür. Mekanik hareket olduğundan birkaç milisaniye sürer (örnekte 5 ms).

plaka (dönüyor)okuma-yazma kolu ve kafasıErişim süresi = arama + dönme + aktarımArama süresi (seek) ≈ 5 mskafa hedef ize giderDönme gecikmesi ≈ 4,2 ms7200 dev/dk: ortalama yarım tur

2) Dönme gecikmesi: kafa doğru izde ama sektör henüz altında değil; plakanın dönmesi beklenir. 7200 dev/dk'da tam tur 8,3 ms, ortalama bekleme yarım tur ≈ 4,2 ms.

plaka (dönüyor)okuma-yazma kolu ve kafasıErişim süresi = arama + dönme + aktarımArama süresi (seek) ≈ 5 mskafa hedef ize giderDönme gecikmesi ≈ 4,2 ms7200 dev/dk: ortalama yarım turAktarım ≈ 0,03 ms4 KB ÷ 150 MB/s

3) Aktarım: sektör kafanın altından geçerken veri okunur. 4 KB ÷ 150 MB/s ≈ 0,03 ms: asıl okuma, beklemeye göre çok kısa.

plaka (dönüyor)okuma-yazma kolu ve kafasıErişim süresi = arama + dönme + aktarımArama süresi (seek) ≈ 5 mskafa hedef ize giderDönme gecikmesi ≈ 4,2 ms7200 dev/dk: ortalama yarım turAktarım ≈ 0,03 ms4 KB ÷ 150 MB/sToplam ≈ 9,2 ms

Toplam erişim ≈ 5 + 4,2 + 0,03 ≈ 9,2 ms. Süre neredeyse tamamen mekanik beklemedir; bu yüzden HDD'de çok sayıda küçük dosya yavaştır (SSD'de bu bekleme yoktur).

Depolama

Örnek Hesap: 10 GB Dosya Kaç Saniyede Kopyalanır?

HDD150 MB/s≈ 66,7 sSATA SSD550 MB/s≈ 18,2 sNVMe SSD (PCIe 4.0)5000 MB/s≈ 2,0 ssüre = boyut ÷ hız (10.000 MB ÷ MB/s)
  • Değerler tipik sıralı okuma hızlarıdır; çok sayıda küçük dosyada HDD çok daha fazla yavaşlar (kafa hareketi).
Birim notu: Üreticiler 1 GB = 1000 MB (SI) kullanır; işletim sistemi 1024 tabanlı değeri (GiB) bazen “GB” diye gösterir, bu yüzden disk “küçük” görünür.

Depolama

Taşınabilir ve Arşiv Depolama

USB bellek

Kolay taşınır; kaybolma ve fiziksel hasar riski vardır.

SD kart

Kamera ve mobil cihazlarda yaygındır.

Optik disk

Dağıtım veya belirli arşiv senaryolarında kullanılır.

Harici disk

Yedekleme ve veri taşıma için yüksek kapasite sunabilir.

Ağ depolama

Birden fazla kullanıcıya merkezî dosya erişimi sağlar.

Bulut depolama

İnternet üzerinden senkronizasyon ve paylaşım sağlar.

BilgisayarUSB bellekSD kartHarici diskOptik diskdoğrudan (USB, kart okuyucu)Ağ depolamaBulut depolamayerel ağinternet

Sistem Tasarımı

Bileşen Uyumluluğu

Fiziksel

Kasa, anakart ve kart boyutları birbirine uymalıdır.

Elektriksel

Güç kaynağı kapasitesi ve bağlantıları yeterli olmalıdır.

Mantıksal

İşlemci soketi, bellek nesli ve anakart yonga seti desteklenmelidir.

Bağlantı

Port, kablo ve protokol sürümleri uyumlu olmalıdır.

Isıl

Soğutma sistemi işlemci ve GPU yükünü karşılamalıdır.

Yazılım

İşletim sistemi ve sürücü desteği bulunmalıdır.

AnakartCPUsoket + yonga setiRAMDDR4 / DDR5 yuvasıKasaboyut (ATX, mATX)Ekran kartıPCIe yuvasıGüç kaynağı: yeterli watt + kabloSoğutucu ↔ CPU ısı yükü · İşletim sistemi ↔ sürücüler

Sistem Tasarımı

DDR5 ve Güncel Standartlar

StandartNe değişti?Dikkat
DDR4 → DDR5Tipik bant genişliği ve hız aralığı artar (DDR5 modülleri daha yüksek hızlarda başlar); modül üzerinde güç yönetimi ve iki bağımsız alt kanal.Fiziksel olarak farklıdır: DDR4 modülü DDR5 yuvasına (ve tersi) takılmaz.
PCIe 3 → 4 → 5Şerit başına bant genişliği her nesilde yaklaşık iki katına çıkar.Yuva geriye uyumludur; hız, yuva ile aygıtın daha yavaş olanına göre belirlenir.
USB 3.2 → USB4USB-C konektörü, 20/40 Gbit/s ve Thunderbolt uyumu; USB4 Sürüm 2.0 daha da yüksek hız tanımlar.Her USB-C portu bu hızları desteklemez; port özellikleri kontrol edilmelidir.
Wi-Fi 6 → 76 GHz bandı (6E ile), 320 MHz’e kadar kanal genişliği, çoklu bağlantı (MLO).Yönlendirici ve cihazın ikisi de desteklemelidir.

Hız değerleri nesile, ürüne ve yapılandırmaya göre değişir; satın almadan önce anakart ve aygıt belirtimlerini karşılaştırın.

Sistem Tasarımı

Kullanım Amacına Göre Seçim

KullanımÖncelikli bileşenler
Ofis ve eğitimDengeli CPU, yeterli RAM, SSD, ergonomik ekran
OyunGPU, CPU, soğutma, yüksek yenileme hızlı ekran
İçerik üretimiÇok çekirdekli CPU, GPU, RAM, renk doğruluğu, hızlı depolama
Veri analiziRAM kapasitesi, CPU/GPU ve hızlı depolama
Taşınabilir kullanımBatarya, ağırlık, ekran, bağlantılar ve enerji verimliliği

Özet

Bölüm Özeti

  • CPU komutları işler; anakart bileşenleri birbirine bağlar.
  • RAM geçici çalışma alanıdır, SSD ve HDD kalıcı depolama sağlar.
  • GPU paralel grafik ve hesaplama işlerinde kullanılır.
  • Giriş birimleri veriyi sisteme taşır; çıkış birimleri sonucu kullanıcıya sunar.
  • Donanım seçiminde performans kadar uyumluluk, güç, soğutma ve kullanım amacı önemlidir.

Özet

Kontrol Soruları

  1. RAM ile SSD arasındaki temel fark nedir?
  2. Anakart hangi tür uyumlulukları belirler?
  3. Entegre ve bağımsız GPU hangi durumlarda tercih edilir?
  4. Yenileme hızı ile tepki süresi aynı şeyi mi ölçer?
  5. Bir güç kaynağı seçerken hangi ölçütlere bakılır?
  6. Ofis bilgisayarı ile oyun bilgisayarının öncelikleri nasıl değişir?

Özet

Alıştırmalar

  1. 27 inç, 2560 × 1440 monitörün PPI değerini hesaplayın.
  2. 8 GB’lık video 500 MB/s SSD’ye kaç saniyede kopyalanır?
  3. 144 Hz monitörde bir kare kaç ms ekranda kalır? 60 Hz ile karşılaştırın.
  4. CPU 125 W, GPU 220 W, diğerleri 75 W. %30 payla kaç W güç kaynağı seçilir?
  5. Dokunmatik ekran, tarayıcı, projektör, mikrofonlu kulaklık, SSD: giriş mi, çıkış mı, ikisi mi?
  6. Belge açılıp kaydedilirken veri SSD, RAM, önbellek ve CPU arasında hangi sırayla dolaşır?
Cevaplar
  1. √(2560² + 1440²) ≈ 2937; ÷ 27 ≈ 108,8 PPI.
  2. 8000 MB ÷ 500 MB/s = 16 s.
  3. 1000 ÷ 144 ≈ 6,9 ms; 60 Hz’de ≈ 16,7 ms.
  4. 420 W × 1,3 ≈ 546 W → 550 W.
  5. Giriş: tarayıcı; çıkış: projektör; ikisi: dokunmatik ekran, mikrofonlu kulaklık, SSD.
  6. SSD → RAM → önbellek → CPU; kaydet: RAM → SSD.

Özet

Kaynaklar

  • Patterson ve Hennessy, Computer Organization and Design.
  • Stallings, Computer Organization and Architecture.
  • PCI-SIG, USB-IF, VESA ve JEDEC teknik standartları.

Son

Bilgisayar Donanımı
Sonraki sunum: Bilgisayarlar · Çalışma soruları · Terim sözlüğü
1 / 1Sercan KÜLCÜ, Tüm hakları saklıdır.