İşlemci Nedir? Ne İşe Yarar? İşlemci Tarihçesi

İşlemci nedir denilince basit bir dil ile anlatacak olursak merkezi işlem birimi de diyebiliriz. Bunun nedeni ise bilgisayarın beyni olmasıdır. Adının işlemci oluşundan da anlaşılacağı gibi bilgisayarların işlemlerini yapar ve gönderilmesi gereken yerlere gönderir. Bu konuda basitlikle anlatılabilecek yönleri vurgulamak gerekirse, bilgisayarın başına geçtiğimiz anda yapılan her şeyi işlemciden geçirmiş oluruz. En basit örnek olarak klavyemizin tek tuşuna basmamız dahi işlemciden geçer. Bilgisayara gönderdiğimiz tüm komut dizilimleri işlemci üzerinde değerlendirilerek, gerekli yere komut verilir.

İşlemcinin Tarihçesi
Eskiden kullanılan makinelerden alınan kodlar bilgisayarlara işlemek çok zordu. Bu sebep ile makineden aldığı veriyi bilgisayar diline çevirecek bir yazılım yazıldı. Bilgisayarda ki kullanılan her bir kelimenin en küçük birimine bit denir. Bunu yapan bit dizilerine makine kodu denilmektedir. Makine kodlarını kullanarak veriyi bilgisayara program yüklemek çok zor bir iştir. Kart okuyucuların ortaya çıkışı bu işlemi oldukça kolaylaştırmıştır. Bu gereksinim ile makineye, kart okuyucudan gelen sinyali algılayıp makine koduna çeviren bir program üretilerek yerleştirildi. Bu program sayesinde, günümüzün işletim sistemlerinin atasıdır.

Önceden yapılmış olan işlemcilerden söz edecek olursak önceki işlemciler sadece bir işlem için yapılmıştır. Örneğin sadece klavyeden gelen komutları işlemek için bir işlemci kullanılırdı. Her bir donanıma ait işlemci farklıydı. Hal böyleyken maliyet de artmıştı. Yıl olarak işlemcilerin artış yılına 1970 yıllarından sonraya örnek verebiliriz. Yapılan tasarımlar da kullanım çerçevesi de bu yıllarda bir hayli artış göstermişti. Bu yılların başında 1970 yılı itibari ile mikroişlemciler üretildi.

Ayrıca çok geniş bir alana sahip olan INTEL 8080 üretimi de 1974 yılında yapılmıştır. Bu sayede daha küçük olan bilgisayarlar ayrıca telefon üretimleri de yapılmaya başladı. Şartlar ilerledikçe gereksinimler artarak daha iyi ve kaliteli işlemciler yapılmaya başlandı. Görmesek dahi hayatımızın en önemli parçası olan işlemciler, hayatımızda bir çok alanda iş görmektedir. Başta işlemciler otomobillerde, bilgisayar, cep telefonlarında ve tüm elektronik ürünlerde kullanılıyor. Büyük kolaylıkları da ardından getiriyor.

Mikroişlemcinin Tarihi Gelişimi
Teknolojinin hızla gelişmesi ile artık işlemci de mikro boyutuna geçme fikri ortaya atıldı. Bu fikir üstüne 2 firma nerede ise aynı zaman zarfında mikroişlemci üretmiştir. Bu mikroişlemciler ise;

4004 İnter’in,
Texas Instruments TMS1000,
Garrett’in Central Air Data Computer’i olmuştur.
Bu mikroişlemciler arasında en iyisi Garrett’in geliştirmiş olduğu mikroişlemci idi. Gorrett firmasından Birleşik Devletler F-14 Tomcat’ın ana uçuş kontrol bilgisayarını yapmasını istemiş ve tasarıma başlayan firma iki yıl içerisinde tamamlayarak 1970 yılında hazırlamıştır. Ana işlem biriminde olduğu gibi MOS tabanlı bir yonga seti kullanılıyordu.

Sistem o kadar güzel, gelişmiş ve güvenilirdi ki tüm Tomcat modellerinde kullanılmıştır. Amerikan ordusu gelişmiş olan bu sistemi 1997 yılına dek ertelemiştir. Bu sebeple, kullanılan CADC ve MP944 setleri de hala gizliliğini korumaktadır.

Risc

Yazılım da en önemli işlemci komut kümelerinden birisi ise Risc’dir. Seçilen komutları bilgisayara makine dili ile yazılımını yapar yani makine dili ile oluşturulan yazıları bilgisayar diline aktarır.

Mikroişlemcilerin Çalışması Şekli
Mikroişlemcilerin yapılması çok kolay bir işlem değildir. İşlemci yapılırken iletken olan bir sürü malzeme kullanılıyor. Belirli sinyaller ile toplama çıkarma ve çarpma tarzı işlemler gerçekleşir. Bu tarz işlemciler sayesinde temel olan matematik işlemleri de gerçekleşebilir. Farklı bir özelliğinden de bahsedecek olursak veri yollarını da sağlar. Ayrıca kontrol ve denetleme panelleri de bulunur.

İşlemcilerin Temel Bileşen Alanları
İsmini telaffuzda zorluk çekeceğiniz Aritmetik ve mantıksal işlem yolu işlemcinin ( mikroişlemcinin ) en önemli taşıyanıdır. Bu sayede toplama, çıkarma, bölme ve çarpma işlemleri gerçekleşir. Fonksiyonu büyüdükçe değeri de büyür. Komut çözücüden bahsedecek olursak işlemciden önce yapılması gereken kodların icrasını başlatır. Komut için çalıştırılması gereken işlemleri de bu işlem gerçekleştirir. Kaydediciler sayesinde bu olaylar birikir. Veriyolu ise kısacası elektriksel yoldur. Tüm bu işlemler bilgisayarın ana hatlarını oluşturur. Son derece önemlidir. Bilgisayar bu işlemciler sayesinde çalışır.

İşlemci nasıl çalışır adlı videomuzu izleyerek işlemci çalışma prensibi hakkında bilgi sahibi olabilirsiniz.

İşlemcinin Temel Bileşenleri

ALU (Aritmetik ve Mantıksal İşlem Birimi): Mikroişlemcinin birinci derece önem taşıyan birimidir. Toplama, çıkarma, çarpma, bölme komutlarını dönüştürür. Alunun ne kadar fonksiyonu varsa işlemci o kadar değer kazanır.

Komut Çözücü (Instruction Decoder): İşlemcinin yapması gereken kodların icrası için gerekli işlemleri başlatır ve komutun çalıştırılması için gerekli işlemleri belirler.

Kaydediciler (Registers): Anabellekteki veriler işlenmek üzere merkezi işlem birimine taşınır burada verilerin işlenmesi sırasında geçici olarak kaydediciler de bekletilirler.

Veriyolu (Bus): İşlemcinin diğer donanım birimleri ile bağlantısını sağlayan iletken elektriksel yollardır.