Mikroişlemci Nedir?

Neredeyse herkes bu günlerde evde veya işte bilgisayar kullanır. Aslında bilgisayara erişimi olmayan birine rastlamak çok nadir bir şeydir. Özellikle iş dünyasında büyük ölçüde bilgisayarlara bağımlıyız. Buna rağmen çok az insan bilgisayarların nasıl çalıştığını gerçekten anlıyor.

Bir bilgisayar girdiğiniz komutları nasıl yürütebilir? Bu sorunun cevabı bilgisayarın mikroişlemcisinden geçer. Elbette, bunu bilmek açıklama açısından pek bir şey sağlamaz. Mikroişlemcinin ne olduğu, nasıl çalıştığı ve daha fazlası hakkında sizler için genel bir bilgi deposu oluşturduk.

Mikroişlemci nedir?

Mikroişlemci, genellikle bir alandan diğerine sayı ekleme, çıkarma ve iki sayıyı karşılaştırmayı içeren aritmetik ve mantık işlemleri gerçekleştiren bir bilgisayar sisteminin merkezi birimidir. Genellikle basitçe bir işlemci, merkezi işlem birimi veya mantık yongası olarak bilinir.

İşlemci, bilgisayar açıldığında harekete geçen temelde bilgisayarın motoru ve beynidir. Dolayısıyla, tek bir IC (entegre devre) üzerinde bir CPU'nun (merkezi işlem birimi) işlevlerini birleştiren programlanabilir çok amaçlı bir cihazdır.

Mikroişlemci nasıl çalışır?

Bir mikroişlemci ikili verileri girdi olarak kabul eder. Bu verileri işler ve ardından bellekte depolanan talimatlara göre çıktı sağlar. Veriler, mikroişlemcinin ALU'su (aritmetik ve mantıksal birim), kontrol birimi ve bir kayıt dizisi kullanılarak işlenir.

Kayıt dizisi, verileri geçici hızlı erişim bellek konumları olarak işlev gören bir dizi kayıt aracılığıyla işler. Sistem üzerinden talimatların ve verilerin akışı, kontrol birimi tarafından yönetilir. Tüm bunlar standart kullanıcıya yabancı şeylerdir.

Mikroişlemcilere neden ihtiyaç vardır?

Bir mikroişlemci insan beynine benzer. Her şeyi yapmak için eğitilebilirler. Komut setine ve yeteneklerine bağlı olarak istediğimiz her şeyi yapacak şekilde programlanabilirler. Bazen çözümler çok karmaşıktır. Devreler de programlamadan çözmeye çalıştığımızda çok karmaşık hale gelirler.

Büyük bir bina yapmayı hayal edebilirsiniz. Bina yapımı sırasında tuğla kullanımı inşaat sürecini basit ve uygun maliyetli hale getirecektir. Ayrıca, binayı istediğiniz şekilde ve boyutta yapma özgürlüğünü size sunacaktır. Bir mikroişlemcideki komut setini tuğlalara benzetebilirsiniz.

Mikroişlemcilerin faydaları nelerdir?

Mikroişlemciler bugün sadece bilgisayarlarda kullanılmazlar. Bunlar artık bilgisayar sisteminin dışına çıkmış durumdadırlar. Bugünlerde akıllı telefonlardan ev aletlerine ve arabalara kadar her şey mikroişlemci kullanır. Çünkü mikroişlemcilerin çeşitli faydaları vardır:

• Çok pahalı değiller: IC teknolojisini kullanmaları nedeniyle mikroişlemcilerin üretimi çok maliyetli değildir. Bu, mikroişlemcilerin kullanımının içinde kullanıldığı sistemin maliyetini büyük ölçüde azaltabileceği anlamına gelir.
• Hızlıdırlar: Modern mikroişlemcileri üretmek için kullanılan teknoloji, inanılmaz derecede yüksek hızlarda çalışmasına izin vermiştir. Günümüzün mikroişlemcileri saniyede milyonlarca komut çalıştırabilir.
• Çok az güç tüketirler: Mikroişlemciler metal oksit yarı iletken teknolojisi kullanılarak üretildiğinden, güç tüketimi diğer işlemci türlerinden çok daha düşüktür. Bu, mikroişlemcilerle donatılmış cihazları çok daha enerji verimli hale getirir.
• Taşınabilirler: Mikroişlemcilerin küçük oldukları ve çok fazla güç tüketmedikleri için mikroişlemci kullanan cihazlar (akıllı telefonlar gibi) taşınabilir olarak tasarlanabilirler.
• Güvenilirler: Mikroişlemcilerin üretiminde yarı iletken teknolojisi kullanıldığından arıza oranları son derece düşüktür. Bu nedenle oldukça güvenilirdirler.
• Çok yönlüdürler: Aynı mikroişlemci yongası, programlama değiştiği sürece çok sayıda uygulama için kullanılabilir. Bu da onu inanılmaz derecede çok yönlü kılar.

Yaygın Mikroişlemci Terimleri

Mikroişlemcileri, işlevlerini ve daha fazlasını tartışmak söz konusu olduğunda, aşina olmayabileceğiniz birkaç terimle karşılaşmanız muhtemeldir. Aşağıda mikroişlemciler ile ilgili kullanılan bazı genel terimlere yer verilmiştir:

• Kelime Uzunluğu: Kelime uzunluğu, işlemcinin dahili veri yolundaki bit sayısını veya bir işlemcinin herhangi bir zamanda işleyebileceği bit sayısını ifade eder. Örneğin, 8 bitlik bir işlemci 8 bitlik kayıtlara, 8 bitlik bir veri yoluna sahip olacak ve bir seferde 8 bitlik işlem yapacaktır.
• Komut Seti: Komut seti, bir mikroişlemcinin anlayabileceği komut dizisidir. Esasen, donanım ve yazılım arasındaki arayüzdür.
• Ön Bellek: Ön bellek, yazılım veya programın işlem sırasında sıklıkla başvurduğu verileri veya komutları saklamak için kullanılır. Temel olarak, işlemcinin verilere normal bir RAM'den daha hızlı erişmesine izin vererek işlemin genel hızını arttırmaya yardımcı olur.
• Saat Hızı: Saat hızı, bir mikroişlemcinin komutları yürütebildiği hızdır. Genellikle Hertz cinsinden ölçülür ve MHz (megahertz) veya GHz (gigahertz) gibi ölçümlerle ifade edilirler.
• Veri Yolu: Veri yolu, verileri ileten veya mikroişlemcinin farklı elemanlarına adres veya kontrol bilgileri veren iletkenler kümesini tanımlamak için kullanılan terimdir. Çoğu mikroişlemci üç farklı veri yolundan oluşur.

Evde kullandığımız bilgisayarları kullanılabilir yapan şey mikroişlemcilerin başarılı bir şekilde geliştirilmesiydi. Genel amaçlı mikroişlemciler, bilgisayarlarımızın metin düzenleme, multimedya görüntüleme, hesaplama ve internet üzerinden iletişim için kullanılmasına izin veren şeydir.