Buğra1
Kayıtlı Üye
ANAKARTLAR HAKKINDA BİLGİLER
Anakart Nedir?
Ana kart, fiberglast tan yapılmış, üzerinde bakır yolların bulunduğu, genellikle koyu yesil bir levhadır. Ana kart üzerinde , mikro işlemci,bellek,genişleme yuvaları,BIOS ve diger yardımcı devreler yer almaktadır.Yardımcı devrelere örnek sistem saatidir. Bütün kartların anası diyoruz; çünkü PC'nin diğer bileşenleri bir şekilde anakarta bağlanıyor, birbirleri ile anlaşmak için anakartı bir platform olarak kullanıyor; yani PC'nin "sinir sistemi" anakart üzerinde yer alıyor.
Üzerinde yongalar, transistörler, veriyolları, çeşitli donanımlar için yuvalar, slotlar, bağlantı kapıları, soketler bulunan irice bir baskılı devre. Bir PC'nin hangi özelliklere sahip olabileceğini belirleyen en önemli bileşen, çünkü anakart üzerindeki elektronik bileşenler bu PC'ye hangi tür işlemciler takılabileceğini, maksimum bellek kapasitesinin ne kadar olabileceğini, bazı bileşenlerin hangi hızlara çıkabileceğini, hangi yeni donanım teknolojilerini destekleyebileceğini belirliyor. Burada en belirleyici faktörlerden biri anakartın yonga seti. O halde anakart yonga setinin tanımını vererek işe başlayalım.
YONGASETİ: Yongaseti (chip set) anakartın "beynini" oluşturan entegre devrelerdir. Bunlara bilgisayarın trafik polisleri diyebiliriz: işlemci, önbellek, sistem veri yolları, çevre birimleri, kısacası PC içindeki her şey arasındaki veri akışını denetlerler. Veri akışı, PC'nin pek çok parçasının işlemesi ve performansı açısından çok önemli olduğundan, yongaseti de PC'nizin kalitesi, özellikleri ve hızı üzerinde en önemli etkiye sahip birkaç bileşenden biridir. Eski sistemlerde PC'nin farklı bileşen ve işlevlerini, çok sayısal yonga denetlerdi. Yeni sistemlerde hem maliyeti düşürmek, hem tasarımı basitleştirmek hem de daha iyi uyumluluk sağlamak için bu yongalar tek bir yonga seti olarak düzenlendi. Günümüzde en yaygın yonga seti Intel tarafından üretilmektedir. Intel kendi yongasetlerini, bunların desteklediği veriyolu teknolo|ilerini de temsil edecek şekilde PCIset ve AGPset olarak da adlandırmaktadır. Silicon Integrated Systems (SiS), Acer Labs Inc. (ALi), VIA gibi üretici firmalann da geliştirdiği popüler yonga setleri vardır.
VERİYOLU: PC'nizin içindeki bileşenler birbirleri ile çeşitli şekillerde "konuşurlar". Kasa içindeki bileşenlerin çoğu (işlemci, önbellek, bellek, genişleme kartları, depolama aygıtları vs.) birbirleri ile veriyolları aracılığı ile konuşurlar. Basitçe, bilgisayarın bir bileşeninden diğerine verileri iletmek için kullanılan devrelere veriyolu adı (bus) verilir. Bu veriyollarının ucunda da genişleme yuvaları bulunabilir. Sistem veriyolu denince, genelde anakart üzerindeki bileşenler arasındaki veriyolları anlaşılır. Ayrıca anakarta takılan kartların işlemci ve belleğe erişebilmelerini sağlayan genişleme yuvalarına da veriyolu adı verilir. Tüm veriyolları iki bölümden oluşur: adres veriyolu ve standart veriyolu. Standart veriyolu, PC'de yapılan işlemlerle ilgili verileri aktarırken, adres veriyolu, verilerin nerelere gideceğini belirler. Bir veriyolunun kapasitesi önemlidir; çünkü bir seferde ne kadar veri transfer edilebileceğini belirler. Örneğin 16 bit'lik veriyolu bir seferde 16 bit, 32 bit'lik veri yolu 32 bit veri transfer eder. Her veriyolunun MHz cinsinden bir saat hızı (frekans) değeri vardır. Hızlı bir veriyolu verileri daha hızlı transfer ederek uygulamaların daha hızlı çalışmasını sağlar. Kullandığımız bazı donanım aygıtları da bu veriyollarına uygun olarak üretilirler. Sadece iki donanım aygıtını birbirine bağlayan veriyoluna "port" adı verilir. (örneğin AGP = Advanced Graphics Port). Bugün PC'lerimizde ISA, PCI ve AGP veriyolları bulunmaktadır. Anakartın üzerindeki farklı boyut ve renklerde, yan yana dizilmiş kart takma yuvalarından bunları tanıyabilirsiniz.
ISA : (Industry Standard Architecture) Anakartınızın kenarına yakın yerde bulunan uzun siyah kart yuvaları ISA yu-vasıdır. 17 yıldan beri kullanılan eski bir veriyolu mimarisidir. 1984'te 8 bit'ten 16 bit'e çıkarılmıştır. Ama bugün bile 8 bitlik kartlar olabilir. Orneğin bir ISA kartın, yuvaya giren iki bölmeli çıkıntısının sadece bir kenarında bağlantı bacakları varsa, bu 8 bitlik bir karttır. 90'lardan itibaren çoğu aygıt'ın daha hızlı PCI modeli çıktığından yavaş yavaş terkedilmeye başlanmıştır; hatta bugün ISA veriyolu olmayan anakartlar bile çıkmıştır. 1993'te Intel ve Microsoft, Tak Çalıştır ISA standardını geliştirmiştir. Böylece işletim sistemi ISA kartların konfigürasyonunu, sizin jumper'larla, dip svvitch'lerle boğuşmanıza gerek kalmadan otomatik yapmaktadır.
PCI: (Peripheral Component Interconnect) 1993'te Intel tarafından geliştirilen bu veriyolu 64 bit'liktir ama uyumluluk problemlen nedeniyle uygulamada genelde 32 bit'lik bir veri yolu olarak kullanılır. 33 veya 66 MHz saat hızlarında çalışır. 32 bit ve 33 MHz PCI veriyolunun kapasitesi 133 MB/sn'dir. Anakartınızda PCI yuvaları ISA yuvalarının hemen yanında bulunur; beyaz renkte ve ISA'dan biraz daha kısadır. PCI veriyolu Tak Çalışır desteklidir.
AGP: (Advanced Graphics Port) Sadece ekran kartları için çıkarılmış bir veriyoludur. Grafik ağırlıklı uygulamalar geliştikçe (örneğin 3 boyutlu grafikler, tam ekran video) işlemci ile PC'nin grafik bileşenleri arasında daha geniş bir bant genişliğine ihtiyaç doğmuştur. Bunun sonucunda grafik kartlarında ISA'dan bir ara veriyolu standardı olan VESA'ya, oradan da PCI'a geçilmiştir; ama bu da yeterli görülmeyince, grafik kartının işlemciye doğrudan ulaşmasını sağlayacak, ona özel bir veriyolu olan AGP 1997 sonunda geliştirilmiştir. AGP kanalı 32 bit genişliğindedir ve 66 MHz hızında çalışır. Yani toplam bant genişliği 266 MB/sn'dir. Ayrıca özel bir sinyalleşme metoduyla aynı saat hızında iki katı veya 4 katı daha hızlı veri akışının sağlanabildiği 2xAGP ve 4xAGP modları vardır. 2xAGP'de veri akış hızı 533 MB/sn olmaktadır. Ancak sistem veriyolu hızı 66 MHz ise, 2xAGP tüm bant genişliğini kaplayıp diğer aygıtlara yer bırakmayacağı için 66 MHz'lik anakartlarda 1 xAGP kullanılır. 100 MHz anakartlarda bant genişliği 763 MB/sn'ye çıktığından 2xAGP ile uyumludur. 1 GB/sn isteyen 4xAGP'nin ise gelecekte çıkacak 133 MHz'lik sistem veriyoluna sahip anakartlarla uyumlu olup olmayacağını hep birlikte göreceğiz. Peki bu kadar hıza ihtiyacımız var mı diye sorarsanız, günümüzün en ağır 3D oyunları bile ihtiyaç duymuyor. Bu yüzden aynı kartın PCI ve AGP versiyonları arasında pek performans farkı olmuyor. Yine de grafik için daha gelişmiş bir veriyolu olduğu ve bize fazladan bir PCI yuvası boş bıraktığı için AGP kartları tercih ediyoruz.
PORTLAR, KONNEKTÖRLER: PC ile çalışırken kasa kapalı olduğundan anakartı görmeyiz ama çeşitli aygıtları bağlamak için kasanın arkasında yer alan girişler (portlar) doğrudan anakarta bağlıdır. Eski anakartlarda AT form faktörü kullanılırken bu portlar birer kablo aracılı ile anakart üzerindeki konnektörlere bağlanırdı; ama ATX form faktörü ile artık anakart ile bütünleşik. Yani anakartın bir kenarında bulunan bu portlar, tam kasanın arka kısmındaki boşluklara denk geliyor. Bu yüzden kasalar da anakart form faktörlerine uygun olarak üretiliyor.
Anakartınız ve kasanız ATX formundaysa (artık tüm yeni PC'lerde öyle) kas nın arkasında tipik olarak bir klavye, bir fare portu, iki USB portu, iki seri pc (COM portu), bir paralel port (LPT Portu) göreceksiniz. Günümüzde klavye ve fare için artık PS/2 portu adı verilen küçül yuvarlak, 6 pinli portlar kullanılıyor. Aslında fare seri portu da bir adaptör yardımıyla kullanabilir (veya zaten seri kablolu fareler vardır), ama kendine ait bir port olması daha iyidir. Seri portlara genelde harici modemler bağlanır ama seri port kullanan başka aygıtlar da vardır (yedel leme cihazları, dijital kameralar gibi). Paralel porta ise yazıcı veya tarayıcı bağlanır. USB portlara neredeyse her tür hariç cihaz bağlanabilir. Ancak USB cihazla yeni yeni yaygınlaşmaktadır. USB'ni özelliği, seri ve paralel portlara göre çok daha hızlı olması ve USB aygıtlar üzerindeki yeni USB portları aracılığı ile uc uca çok sayıda cihazın zincirleme bağlanabilmesidir.
Bunların dışında, anakart üzerine takılan (veya bütünleşik olan) grafik kartı, ses kartı, TV kartı, SCSI kartı gibi aygıtların portları da kasa arkasında yer alır.
Anakart üzerinde, kasa içinden ulaşılabilen portlar da bulunur. Bunlar genel olarak iki adet IDE portu, bir disket sürücü portu, anakart ile bütünleşikse SCSI portudur. Bu portlara takılan yassı kablolar aracılığı ile anakartımıza sabit disk, CD sürücü, CD yazıcı, disket sürücü gibi dahili cihazları bağlarız. Bir IDE portuna bağlı kabloya, üzerindeki iki konnektör aracılığıyla iki cihaz bağlanabilir.
Bunların dışında anakart üzerinde işlemciyi takmak için bir soket veya slot bulunur. Soket, yassı dikdörtgen şeklindeki işlemciler üzerinde iki düzlem üzerinde (enine ve boyuna) uzanan iğnelerin oturduğu yuvaya verilen addır. Günümüz anakartlarında PGA370 tipinde 370 iğneli Celeron işlemciler için PGA soketleri, AMD K6-2 ve K6-3 işlemciler için AGP ve 100 MHz sistem veriyolu desteği bulunan Super 7 soketleri, Cyrix (K6-2 ve eski Pen-tium MMX işlemciler için) 66 MHz destekleyen Socket 7 tipi soketler bulunabilmektedir.
Slot ise, genişleme yuvalarına benzer, uzun ince dikdörtgen şeklindeki işlemci yuvalarına verilen isimdir. Pentium II, slot tipi Celeron ve Pentium III işlemciler için Slot 1, Xeon işlemciler için Slot 2 adı verilen modelleri bulunur.
ÖNBELLEK: Bugün PC'lerde kullanılan tüm donanımlar 15 yıl öncesine göre çok daha hızlı. Ama her bir donanım bileşeninin hızı eşit ölçüde artmadı. Örneğin işlemcilerdeki performans gelişimi, sabit disktekilerden kat kat daha fazladır. Hani bir PC'nin gücü en zayıf halkası kadardır derler ya, işlemci ve bellek çok hızlı olsa da yavaş kalan bir sabit disk ile bu performans artışını tam anlamı ile yaşamanız mümkün değildir. İşlemci boş boş oturup kendisine bilgi gelmesini bekler. Tabii bunu önlemek için bazı ara çözümler geliştirildi. Örneğin yakın zamanda kullanılan bilgileri sabit diskten önbellek (cache) adı verilen bir birime aktarılması, işlemcinin ihtiyaç duyduğunda sık kullanılan bilgileri bu önbellek alanından alması.İşte önbelleklemenin esası budur. Bir PC'de çeşitli bellek kademeleri vardır: birincil önbellek (L1 cache); ikincil önbellek (L2 cache); sistem belleği (RAM) ve sabit disk veya CD-ROM. Diyelim ki işlemci bir bilgiye ihtiyaç duyuyor. Önce gider, en hızlı bellek türü olan L1 önbelleğe bakar. Bilgi orada varsa gecikme olmaksızın bu bilgileri alır ve işler. L1 önbellekte yoksa L2'ye bakar ve buradaysa nispeten küçük bir gecikme ile bilgileri alır. Orada da yoksa önbelleğe göre daha yavaş kalan sistem belleğine, yine yoksa en yavaşları olan sabit diske veya CD-ROM vb. bilginin geldiği cihazlara bakar.
L1 önbellek en hızlısıdır ve günümüz PC'lerinde doğrudan işlemci üzerindeyer alır. Bu önbellek genelde küçüktür (genelde 64K'ya kadar; Pentium III, Pentium II ve Celeron işlemcilerde 32K; AMD K6-2 ve K6-3 işlemcilerde 64K). L2 önbellek biraz daha yavaş ama biraz daha büyük olabilir. Pentium II ve III'lerde boyutu 512K'dır ve işlemci ile işlemci hızının yarı hızında haberleşir. İlk Celeron'larda yoktur; günümüz Celeron'larında boyutu 128K'dır ve işlemciyle aynı hızda haberleşir. AMD K6-2'lerde işlemci üzerinde değil, anakart üzerindeki bir yuvada 2GB'a kadar L2 önbellek bulunabilir ve veriyolu hızında (66 veya 100 MHz) haberleşir. AMD K6-3'de 256K önbellek bulunur ve işlemci ile aynı hızda haberleşir. AMD K6-3 L1 ve L2 önbelleği üzerinde bulundurduğu, aynı zamanda kullanıldıkları anakartlarda da sistem veriyolu hızında çalışan bir önbellek daha bulunduğu için 3. seviye (L3) önbelleği literatüre sokmuştur.
IRQ (KESME) : (Inrerrupt Request) Bir süre PC kullanan herkes şu ünlü "IRQ çakışması" tabirini duyar. Peki nedir bu IRQ? Türkçesi "kesme"; yani işlemci bir işle meşgulken, bilgisayarın bir yerinden başka bir donanımdan işlemciye şöyle bir emir geliyor: "Benimle de ilgilen!" Yani işlemcinin işini böler. Tabii işlemci aynı anda çok sayıda işi birden yapabilir: Klavye ve fare kullanırken bir yandan ekrana gönderilen verileri işler, sabit diskten okuma yapar, modemin indirdiği dosyalara bakar vs. Ama işlemciye işini görmesi için ihtiyaç duyan bir aygıtın ona sinyal gönderebilmesi için özel bir hatta ihtiyacı vardır. İşte buna IRQ hattı adı verilir. PC'mizde 0'dan 15'e kadar numaralanan 16 IRQ hattı vardır. Bunlar şu aygıtlar için kullanılabilir ("default", yani pik aygıtın yanı sıra bu IRQ'yu kullanabilecek diğer aygıtlar parantez içinde verilmiştir)
IRQ 0: Sistem saati.
IRQ 1: Klavye
IRQ 2: Programlanabilir IRQ denef-ç'ıs'ı. (Modemler, COM3 ve COM 4 portları)
IRQ 3: COM 2 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRO 4: COM 1 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birirnlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 5: Ses kartı (LPT2, LPT3 - yani ikinci ve üçüncü paralel portlar - COM 3, COM 4, modemler, ağ kartlan, MPEG kartları, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 6: Disket sürücü denetleyicisi (teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 7: LPT1, yani ilk paralel port (LPT2, COM 3, COM 4, modemler, ağ kartları, ses kartlan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartları
IRQ 8: Gerçek zamanlı saat.
IRQ 9: (Ağ kartları, ses kartları,SCSI kartları, PCI aygıtlar, yeniden yönlendirilen IRQ2 aygıfları)
IRQ 10: (Ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, ikinci ve dördüncü IDE kanalları)
IRQ 11: (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü ve dördüncü IDE kanalları)
IRQ 12: PS/2 fare (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü IDE kanalı)
IRQ 13: FPU, yani matematik işlemci.
IRQ 14: Birinci IDE kanalı (SCSI kartlar)
IRQ 15: İkinci IDE kanalı (Ağ ve SCSI kartlar)
Normalde bir IRQ'yu bir aygıtın kullanması gerekir; aksi halde işlemci şaşı-rır, yanlış aygıta yanlış zamanda cevap verebilir. işte buna IRQ çakışması denir. Bazen Windows Aygıt Yöneticisi bölü-münden donanım aygıtlarının kaynak değerlerini değiştirerek, bazen kartın yerini değiştirerek bu sorun çözülebilir (tüm genişleme yuvaları doluysa bazen de çözülemeyebilir). Aslında PCI Steering adı verilen bir yolla bir IRQ'nun iki PCI aygıt tarafından kullanılması mümkündür. Ama bunun için aygıtın ve sürücülerinin bu işlemi desteklemesi gerekir. Bu konunun detaylarına da Windows ile ilgili bölümümüzde değineceğiz.
DMA Kanalları: Doğrudan bellek erişim (Direct Memory Access) kanalları sistem içinde çoğu aygıtın doğrudan bellek ile veri alış verişi için kullandığı yollardır. IRQ'lar kadar "ünlü" değillerdir, çünkü sayıları daha azdırve daha az sayıda donanımda kullanılırlar. Bu yüzden de daha az soruna yol açarlar. Bildiğiniz gibi işlemci PC'nin beynidir. Eski PC'lerde işlemci neredeyse her şeyi üstlenirdi; tabii, tüm donanım aygıtlarına veri göndermek ve onlardan veri almak işini de. Ancak bu pek verimli olmazdı; işlemci veri transferi ile ilgilenmekten başka işlemleri doğru dürüst yerine getiremezdi. DMA sayesinde bazı aygıtlar kendi aralarında veri transferi yapıp bu yükü işlemcinin üzerinden aldılar. DMA kanalları normalde yonga setinin bir bölümünü oluşturur. Bir PC'de 8 DMA kanalı bulunur ve 0'dan 7'ye kadar numaralandırılır. DMA'lar genelde ses kartları, disket sürücüler, teyp yedekleme birimleri, yazıcı portu (LPT1), ağ ve SCSI kartları, ses özelliği olan modemler tarafından kullanılırlar.
BIOS: BIOS'un açılımı Temel Giriş Çıkış Sistemi'dir (Basic Input/Output System). PC'deki en temel seviye yazılımdır; donanım ile (özellikle de işlemci ve yongasetiyle) işletim sistemi arasında bir arayüz görevi görür. BIOS sistem donanıma erişimi ve üzerinde uygulamalarınızı çalıştırdığınız ileri düzey işletim sistemlerinin (Windows, Linux vs.) yaratılmasını sağlar. BIOS aynı zamanda PC'nin donanım ayarlarını kontrol eder; PC'nin düğmesine bastığınızda boot etmesinden ve diğer sistem işlevlerinden sorumludur. BlOS da bir yazılımdır dedik; bu yazılım anakart üzerindeki BIOS yongası üzerinde tutulur. Eskiden BIOS bir ROM (Read Only Memory) idi. Yani sadece okunabiliyordu, üzerine yazılamıyordu. Daha sonra eklenen yeni donanımlara göre BlOS'ta güncelleme yapılmasının gerekmesi üzerine Flash BIOS adı verilen yazılabilir/güncellenebilir BIOS yongaları kullanılmaya başladı. Böylece kullanıcılar daha güncel bir BIOS sürümünü anakart üreticisinin Web sitesinden indirerek yükleyebilirler. (Tabii yakın zamanlarda gündeme gelen Çernobil (WinCIH) virüsünü duymuşsunuzdur. Işte bu virüs de yazılabilir BIOS'lardaki bilgileri silerek PC'nin açılmasını engelliyor.)
Anakart Nedir?
Ana kart, fiberglast tan yapılmış, üzerinde bakır yolların bulunduğu, genellikle koyu yesil bir levhadır. Ana kart üzerinde , mikro işlemci,bellek,genişleme yuvaları,BIOS ve diger yardımcı devreler yer almaktadır.Yardımcı devrelere örnek sistem saatidir. Bütün kartların anası diyoruz; çünkü PC'nin diğer bileşenleri bir şekilde anakarta bağlanıyor, birbirleri ile anlaşmak için anakartı bir platform olarak kullanıyor; yani PC'nin "sinir sistemi" anakart üzerinde yer alıyor.
Üzerinde yongalar, transistörler, veriyolları, çeşitli donanımlar için yuvalar, slotlar, bağlantı kapıları, soketler bulunan irice bir baskılı devre. Bir PC'nin hangi özelliklere sahip olabileceğini belirleyen en önemli bileşen, çünkü anakart üzerindeki elektronik bileşenler bu PC'ye hangi tür işlemciler takılabileceğini, maksimum bellek kapasitesinin ne kadar olabileceğini, bazı bileşenlerin hangi hızlara çıkabileceğini, hangi yeni donanım teknolojilerini destekleyebileceğini belirliyor. Burada en belirleyici faktörlerden biri anakartın yonga seti. O halde anakart yonga setinin tanımını vererek işe başlayalım.
YONGASETİ: Yongaseti (chip set) anakartın "beynini" oluşturan entegre devrelerdir. Bunlara bilgisayarın trafik polisleri diyebiliriz: işlemci, önbellek, sistem veri yolları, çevre birimleri, kısacası PC içindeki her şey arasındaki veri akışını denetlerler. Veri akışı, PC'nin pek çok parçasının işlemesi ve performansı açısından çok önemli olduğundan, yongaseti de PC'nizin kalitesi, özellikleri ve hızı üzerinde en önemli etkiye sahip birkaç bileşenden biridir. Eski sistemlerde PC'nin farklı bileşen ve işlevlerini, çok sayısal yonga denetlerdi. Yeni sistemlerde hem maliyeti düşürmek, hem tasarımı basitleştirmek hem de daha iyi uyumluluk sağlamak için bu yongalar tek bir yonga seti olarak düzenlendi. Günümüzde en yaygın yonga seti Intel tarafından üretilmektedir. Intel kendi yongasetlerini, bunların desteklediği veriyolu teknolo|ilerini de temsil edecek şekilde PCIset ve AGPset olarak da adlandırmaktadır. Silicon Integrated Systems (SiS), Acer Labs Inc. (ALi), VIA gibi üretici firmalann da geliştirdiği popüler yonga setleri vardır.
VERİYOLU: PC'nizin içindeki bileşenler birbirleri ile çeşitli şekillerde "konuşurlar". Kasa içindeki bileşenlerin çoğu (işlemci, önbellek, bellek, genişleme kartları, depolama aygıtları vs.) birbirleri ile veriyolları aracılığı ile konuşurlar. Basitçe, bilgisayarın bir bileşeninden diğerine verileri iletmek için kullanılan devrelere veriyolu adı (bus) verilir. Bu veriyollarının ucunda da genişleme yuvaları bulunabilir. Sistem veriyolu denince, genelde anakart üzerindeki bileşenler arasındaki veriyolları anlaşılır. Ayrıca anakarta takılan kartların işlemci ve belleğe erişebilmelerini sağlayan genişleme yuvalarına da veriyolu adı verilir. Tüm veriyolları iki bölümden oluşur: adres veriyolu ve standart veriyolu. Standart veriyolu, PC'de yapılan işlemlerle ilgili verileri aktarırken, adres veriyolu, verilerin nerelere gideceğini belirler. Bir veriyolunun kapasitesi önemlidir; çünkü bir seferde ne kadar veri transfer edilebileceğini belirler. Örneğin 16 bit'lik veriyolu bir seferde 16 bit, 32 bit'lik veri yolu 32 bit veri transfer eder. Her veriyolunun MHz cinsinden bir saat hızı (frekans) değeri vardır. Hızlı bir veriyolu verileri daha hızlı transfer ederek uygulamaların daha hızlı çalışmasını sağlar. Kullandığımız bazı donanım aygıtları da bu veriyollarına uygun olarak üretilirler. Sadece iki donanım aygıtını birbirine bağlayan veriyoluna "port" adı verilir. (örneğin AGP = Advanced Graphics Port). Bugün PC'lerimizde ISA, PCI ve AGP veriyolları bulunmaktadır. Anakartın üzerindeki farklı boyut ve renklerde, yan yana dizilmiş kart takma yuvalarından bunları tanıyabilirsiniz.
ISA : (Industry Standard Architecture) Anakartınızın kenarına yakın yerde bulunan uzun siyah kart yuvaları ISA yu-vasıdır. 17 yıldan beri kullanılan eski bir veriyolu mimarisidir. 1984'te 8 bit'ten 16 bit'e çıkarılmıştır. Ama bugün bile 8 bitlik kartlar olabilir. Orneğin bir ISA kartın, yuvaya giren iki bölmeli çıkıntısının sadece bir kenarında bağlantı bacakları varsa, bu 8 bitlik bir karttır. 90'lardan itibaren çoğu aygıt'ın daha hızlı PCI modeli çıktığından yavaş yavaş terkedilmeye başlanmıştır; hatta bugün ISA veriyolu olmayan anakartlar bile çıkmıştır. 1993'te Intel ve Microsoft, Tak Çalıştır ISA standardını geliştirmiştir. Böylece işletim sistemi ISA kartların konfigürasyonunu, sizin jumper'larla, dip svvitch'lerle boğuşmanıza gerek kalmadan otomatik yapmaktadır.
PCI: (Peripheral Component Interconnect) 1993'te Intel tarafından geliştirilen bu veriyolu 64 bit'liktir ama uyumluluk problemlen nedeniyle uygulamada genelde 32 bit'lik bir veri yolu olarak kullanılır. 33 veya 66 MHz saat hızlarında çalışır. 32 bit ve 33 MHz PCI veriyolunun kapasitesi 133 MB/sn'dir. Anakartınızda PCI yuvaları ISA yuvalarının hemen yanında bulunur; beyaz renkte ve ISA'dan biraz daha kısadır. PCI veriyolu Tak Çalışır desteklidir.
AGP: (Advanced Graphics Port) Sadece ekran kartları için çıkarılmış bir veriyoludur. Grafik ağırlıklı uygulamalar geliştikçe (örneğin 3 boyutlu grafikler, tam ekran video) işlemci ile PC'nin grafik bileşenleri arasında daha geniş bir bant genişliğine ihtiyaç doğmuştur. Bunun sonucunda grafik kartlarında ISA'dan bir ara veriyolu standardı olan VESA'ya, oradan da PCI'a geçilmiştir; ama bu da yeterli görülmeyince, grafik kartının işlemciye doğrudan ulaşmasını sağlayacak, ona özel bir veriyolu olan AGP 1997 sonunda geliştirilmiştir. AGP kanalı 32 bit genişliğindedir ve 66 MHz hızında çalışır. Yani toplam bant genişliği 266 MB/sn'dir. Ayrıca özel bir sinyalleşme metoduyla aynı saat hızında iki katı veya 4 katı daha hızlı veri akışının sağlanabildiği 2xAGP ve 4xAGP modları vardır. 2xAGP'de veri akış hızı 533 MB/sn olmaktadır. Ancak sistem veriyolu hızı 66 MHz ise, 2xAGP tüm bant genişliğini kaplayıp diğer aygıtlara yer bırakmayacağı için 66 MHz'lik anakartlarda 1 xAGP kullanılır. 100 MHz anakartlarda bant genişliği 763 MB/sn'ye çıktığından 2xAGP ile uyumludur. 1 GB/sn isteyen 4xAGP'nin ise gelecekte çıkacak 133 MHz'lik sistem veriyoluna sahip anakartlarla uyumlu olup olmayacağını hep birlikte göreceğiz. Peki bu kadar hıza ihtiyacımız var mı diye sorarsanız, günümüzün en ağır 3D oyunları bile ihtiyaç duymuyor. Bu yüzden aynı kartın PCI ve AGP versiyonları arasında pek performans farkı olmuyor. Yine de grafik için daha gelişmiş bir veriyolu olduğu ve bize fazladan bir PCI yuvası boş bıraktığı için AGP kartları tercih ediyoruz.
PORTLAR, KONNEKTÖRLER: PC ile çalışırken kasa kapalı olduğundan anakartı görmeyiz ama çeşitli aygıtları bağlamak için kasanın arkasında yer alan girişler (portlar) doğrudan anakarta bağlıdır. Eski anakartlarda AT form faktörü kullanılırken bu portlar birer kablo aracılı ile anakart üzerindeki konnektörlere bağlanırdı; ama ATX form faktörü ile artık anakart ile bütünleşik. Yani anakartın bir kenarında bulunan bu portlar, tam kasanın arka kısmındaki boşluklara denk geliyor. Bu yüzden kasalar da anakart form faktörlerine uygun olarak üretiliyor.
Anakartınız ve kasanız ATX formundaysa (artık tüm yeni PC'lerde öyle) kas nın arkasında tipik olarak bir klavye, bir fare portu, iki USB portu, iki seri pc (COM portu), bir paralel port (LPT Portu) göreceksiniz. Günümüzde klavye ve fare için artık PS/2 portu adı verilen küçül yuvarlak, 6 pinli portlar kullanılıyor. Aslında fare seri portu da bir adaptör yardımıyla kullanabilir (veya zaten seri kablolu fareler vardır), ama kendine ait bir port olması daha iyidir. Seri portlara genelde harici modemler bağlanır ama seri port kullanan başka aygıtlar da vardır (yedel leme cihazları, dijital kameralar gibi). Paralel porta ise yazıcı veya tarayıcı bağlanır. USB portlara neredeyse her tür hariç cihaz bağlanabilir. Ancak USB cihazla yeni yeni yaygınlaşmaktadır. USB'ni özelliği, seri ve paralel portlara göre çok daha hızlı olması ve USB aygıtlar üzerindeki yeni USB portları aracılığı ile uc uca çok sayıda cihazın zincirleme bağlanabilmesidir.
Bunların dışında, anakart üzerine takılan (veya bütünleşik olan) grafik kartı, ses kartı, TV kartı, SCSI kartı gibi aygıtların portları da kasa arkasında yer alır.
Anakart üzerinde, kasa içinden ulaşılabilen portlar da bulunur. Bunlar genel olarak iki adet IDE portu, bir disket sürücü portu, anakart ile bütünleşikse SCSI portudur. Bu portlara takılan yassı kablolar aracılığı ile anakartımıza sabit disk, CD sürücü, CD yazıcı, disket sürücü gibi dahili cihazları bağlarız. Bir IDE portuna bağlı kabloya, üzerindeki iki konnektör aracılığıyla iki cihaz bağlanabilir.
Bunların dışında anakart üzerinde işlemciyi takmak için bir soket veya slot bulunur. Soket, yassı dikdörtgen şeklindeki işlemciler üzerinde iki düzlem üzerinde (enine ve boyuna) uzanan iğnelerin oturduğu yuvaya verilen addır. Günümüz anakartlarında PGA370 tipinde 370 iğneli Celeron işlemciler için PGA soketleri, AMD K6-2 ve K6-3 işlemciler için AGP ve 100 MHz sistem veriyolu desteği bulunan Super 7 soketleri, Cyrix (K6-2 ve eski Pen-tium MMX işlemciler için) 66 MHz destekleyen Socket 7 tipi soketler bulunabilmektedir.
Slot ise, genişleme yuvalarına benzer, uzun ince dikdörtgen şeklindeki işlemci yuvalarına verilen isimdir. Pentium II, slot tipi Celeron ve Pentium III işlemciler için Slot 1, Xeon işlemciler için Slot 2 adı verilen modelleri bulunur.
ÖNBELLEK: Bugün PC'lerde kullanılan tüm donanımlar 15 yıl öncesine göre çok daha hızlı. Ama her bir donanım bileşeninin hızı eşit ölçüde artmadı. Örneğin işlemcilerdeki performans gelişimi, sabit disktekilerden kat kat daha fazladır. Hani bir PC'nin gücü en zayıf halkası kadardır derler ya, işlemci ve bellek çok hızlı olsa da yavaş kalan bir sabit disk ile bu performans artışını tam anlamı ile yaşamanız mümkün değildir. İşlemci boş boş oturup kendisine bilgi gelmesini bekler. Tabii bunu önlemek için bazı ara çözümler geliştirildi. Örneğin yakın zamanda kullanılan bilgileri sabit diskten önbellek (cache) adı verilen bir birime aktarılması, işlemcinin ihtiyaç duyduğunda sık kullanılan bilgileri bu önbellek alanından alması.İşte önbelleklemenin esası budur. Bir PC'de çeşitli bellek kademeleri vardır: birincil önbellek (L1 cache); ikincil önbellek (L2 cache); sistem belleği (RAM) ve sabit disk veya CD-ROM. Diyelim ki işlemci bir bilgiye ihtiyaç duyuyor. Önce gider, en hızlı bellek türü olan L1 önbelleğe bakar. Bilgi orada varsa gecikme olmaksızın bu bilgileri alır ve işler. L1 önbellekte yoksa L2'ye bakar ve buradaysa nispeten küçük bir gecikme ile bilgileri alır. Orada da yoksa önbelleğe göre daha yavaş kalan sistem belleğine, yine yoksa en yavaşları olan sabit diske veya CD-ROM vb. bilginin geldiği cihazlara bakar.
L1 önbellek en hızlısıdır ve günümüz PC'lerinde doğrudan işlemci üzerindeyer alır. Bu önbellek genelde küçüktür (genelde 64K'ya kadar; Pentium III, Pentium II ve Celeron işlemcilerde 32K; AMD K6-2 ve K6-3 işlemcilerde 64K). L2 önbellek biraz daha yavaş ama biraz daha büyük olabilir. Pentium II ve III'lerde boyutu 512K'dır ve işlemci ile işlemci hızının yarı hızında haberleşir. İlk Celeron'larda yoktur; günümüz Celeron'larında boyutu 128K'dır ve işlemciyle aynı hızda haberleşir. AMD K6-2'lerde işlemci üzerinde değil, anakart üzerindeki bir yuvada 2GB'a kadar L2 önbellek bulunabilir ve veriyolu hızında (66 veya 100 MHz) haberleşir. AMD K6-3'de 256K önbellek bulunur ve işlemci ile aynı hızda haberleşir. AMD K6-3 L1 ve L2 önbelleği üzerinde bulundurduğu, aynı zamanda kullanıldıkları anakartlarda da sistem veriyolu hızında çalışan bir önbellek daha bulunduğu için 3. seviye (L3) önbelleği literatüre sokmuştur.
IRQ (KESME) : (Inrerrupt Request) Bir süre PC kullanan herkes şu ünlü "IRQ çakışması" tabirini duyar. Peki nedir bu IRQ? Türkçesi "kesme"; yani işlemci bir işle meşgulken, bilgisayarın bir yerinden başka bir donanımdan işlemciye şöyle bir emir geliyor: "Benimle de ilgilen!" Yani işlemcinin işini böler. Tabii işlemci aynı anda çok sayıda işi birden yapabilir: Klavye ve fare kullanırken bir yandan ekrana gönderilen verileri işler, sabit diskten okuma yapar, modemin indirdiği dosyalara bakar vs. Ama işlemciye işini görmesi için ihtiyaç duyan bir aygıtın ona sinyal gönderebilmesi için özel bir hatta ihtiyacı vardır. İşte buna IRQ hattı adı verilir. PC'mizde 0'dan 15'e kadar numaralanan 16 IRQ hattı vardır. Bunlar şu aygıtlar için kullanılabilir ("default", yani pik aygıtın yanı sıra bu IRQ'yu kullanabilecek diğer aygıtlar parantez içinde verilmiştir)
IRQ 0: Sistem saati.
IRQ 1: Klavye
IRQ 2: Programlanabilir IRQ denef-ç'ıs'ı. (Modemler, COM3 ve COM 4 portları)
IRQ 3: COM 2 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRO 4: COM 1 portu (modemler, COM 4, ses ve ağ kartlan, teyp yedekleme birirnlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 5: Ses kartı (LPT2, LPT3 - yani ikinci ve üçüncü paralel portlar - COM 3, COM 4, modemler, ağ kartlan, MPEG kartları, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 6: Disket sürücü denetleyicisi (teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartlar)
IRQ 7: LPT1, yani ilk paralel port (LPT2, COM 3, COM 4, modemler, ağ kartları, ses kartlan, teyp yedekleme birimlerini hızlandıran kartları
IRQ 8: Gerçek zamanlı saat.
IRQ 9: (Ağ kartları, ses kartları,SCSI kartları, PCI aygıtlar, yeniden yönlendirilen IRQ2 aygıfları)
IRQ 10: (Ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, ikinci ve dördüncü IDE kanalları)
IRQ 11: (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü ve dördüncü IDE kanalları)
IRQ 12: PS/2 fare (Görüntü kartları, ağ kartları, ses kartları, SCSI kartları, PCI aygıtlar, üçüncü IDE kanalı)
IRQ 13: FPU, yani matematik işlemci.
IRQ 14: Birinci IDE kanalı (SCSI kartlar)
IRQ 15: İkinci IDE kanalı (Ağ ve SCSI kartlar)
Normalde bir IRQ'yu bir aygıtın kullanması gerekir; aksi halde işlemci şaşı-rır, yanlış aygıta yanlış zamanda cevap verebilir. işte buna IRQ çakışması denir. Bazen Windows Aygıt Yöneticisi bölü-münden donanım aygıtlarının kaynak değerlerini değiştirerek, bazen kartın yerini değiştirerek bu sorun çözülebilir (tüm genişleme yuvaları doluysa bazen de çözülemeyebilir). Aslında PCI Steering adı verilen bir yolla bir IRQ'nun iki PCI aygıt tarafından kullanılması mümkündür. Ama bunun için aygıtın ve sürücülerinin bu işlemi desteklemesi gerekir. Bu konunun detaylarına da Windows ile ilgili bölümümüzde değineceğiz.
DMA Kanalları: Doğrudan bellek erişim (Direct Memory Access) kanalları sistem içinde çoğu aygıtın doğrudan bellek ile veri alış verişi için kullandığı yollardır. IRQ'lar kadar "ünlü" değillerdir, çünkü sayıları daha azdırve daha az sayıda donanımda kullanılırlar. Bu yüzden de daha az soruna yol açarlar. Bildiğiniz gibi işlemci PC'nin beynidir. Eski PC'lerde işlemci neredeyse her şeyi üstlenirdi; tabii, tüm donanım aygıtlarına veri göndermek ve onlardan veri almak işini de. Ancak bu pek verimli olmazdı; işlemci veri transferi ile ilgilenmekten başka işlemleri doğru dürüst yerine getiremezdi. DMA sayesinde bazı aygıtlar kendi aralarında veri transferi yapıp bu yükü işlemcinin üzerinden aldılar. DMA kanalları normalde yonga setinin bir bölümünü oluşturur. Bir PC'de 8 DMA kanalı bulunur ve 0'dan 7'ye kadar numaralandırılır. DMA'lar genelde ses kartları, disket sürücüler, teyp yedekleme birimleri, yazıcı portu (LPT1), ağ ve SCSI kartları, ses özelliği olan modemler tarafından kullanılırlar.
BIOS: BIOS'un açılımı Temel Giriş Çıkış Sistemi'dir (Basic Input/Output System). PC'deki en temel seviye yazılımdır; donanım ile (özellikle de işlemci ve yongasetiyle) işletim sistemi arasında bir arayüz görevi görür. BIOS sistem donanıma erişimi ve üzerinde uygulamalarınızı çalıştırdığınız ileri düzey işletim sistemlerinin (Windows, Linux vs.) yaratılmasını sağlar. BIOS aynı zamanda PC'nin donanım ayarlarını kontrol eder; PC'nin düğmesine bastığınızda boot etmesinden ve diğer sistem işlevlerinden sorumludur. BlOS da bir yazılımdır dedik; bu yazılım anakart üzerindeki BIOS yongası üzerinde tutulur. Eskiden BIOS bir ROM (Read Only Memory) idi. Yani sadece okunabiliyordu, üzerine yazılamıyordu. Daha sonra eklenen yeni donanımlara göre BlOS'ta güncelleme yapılmasının gerekmesi üzerine Flash BIOS adı verilen yazılabilir/güncellenebilir BIOS yongaları kullanılmaya başladı. Böylece kullanıcılar daha güncel bir BIOS sürümünü anakart üreticisinin Web sitesinden indirerek yükleyebilirler. (Tabii yakın zamanlarda gündeme gelen Çernobil (WinCIH) virüsünü duymuşsunuzdur. Işte bu virüs de yazılabilir BIOS'lardaki bilgileri silerek PC'nin açılmasını engelliyor.)
HARD DİSKLER HAKKINDA BİLGİLER
I.BÖLÜM
Artık bütün masaüstü sistemlerde en az bir hard disk bulunuyor. Hatta VCR cihazlarından camcorderlara ve mp3 playerlara kadar pek çok elektronik alette de hard diskleri görmeye yavaş yavaş alışıyoruz. Nerede kullanılırsa kullanılsın bütün hard diskler tek bir amaç için üretilir: Sayısal bilgileri kalıcı şekilde depolamak.
Bir hard disk bilgisayarlarımızda kullandığımız ana belleğin aksine güç kesilse bile içindeki bilgileri korur ve bu özelliğiyle bilgisayarımıza "hatırlama" yeteneği kazandırır. Hard diskinize bir kez kaydettiğiniz bir dosyaya bilgisayarınızı defalarca açıp kapatsanız bile onu silmediğiniz sürece ulaşabilirsiniz.
Bütün hard diskler temelde aynı yapıdadır. Bir hard disk en basit haliyle şu parçalardan oluşur: Bilgilerin manyetik olarak depolandığı bir veya daha fazla sayıda plaka (platter), okuma yazma kafaları, plakalarla okuma yazma kafalarının hareketini sağlayan motorlar ve diskin kontrolünden sorumlu devreleri üzerinde barındıran kontrol kartı.
Şimdi bu parçaları ve bir hard diskin nasıl çalıştığını inceleyelim
Plakalar
Bilgileri saklamak için kullanılan plakalar alümünyum, cam gibi manyetik duyarlılığı olmayan maddelerden yapılır. Plakalarda daha uygun ısı direnci özellikleri ve daha ince yapıda kullanılabildiği için temel madde olarak modern disklerde alüminyum yerine cam kullanılır ve cama kırılmasını engelleyecek kadar da seramik karıştırılır. Daha sonra bu plakaların yüzeyleri manyetik duyarlılığı olan bir filmle kaplanır.
Bir hard diskte birden fazla plaka bulunabilir.
Eskiden plakaların yüzeylerine temel maddesi demir oksit olan bir sıvı dağıtılarak sürülürdü fakat hard disklerin kapasitelerinin artmasıyla bu teknolojinin sınırlarına ulaşılması çok sürmedi. Ayrıca okuma/yazma kafasının plakaya çarpması durumunda da bu yöntemle üretilen plakalar kurtulamıyordu ve diski değiştirmekten başka çare yoktu. Günümüzdeyse electroplating denen bir yöntemle plakaların yüzeyi kobalttan oluşan bir filmle kaplanır. Son olarak da bu filmin üzerine kafa çarpmalarına karşı bir miktar koruma sağlayan bir tabaka daha çekilir.
Bilgiler plakalarda sektörler (sector) ve izler (track) halinde saklanır. Her sektör 256, 512 gibi belirli bir sayıda byte içerir ve plaka boyunca yanyana duran bütün sektörlerin oluşturduğu yapılara da iz denir. Diskin kendisi veya işletim sistemi sektörleri gruplayarak onları cluster denen yapılar halinde topluca işler. Low level formatting denen işlemle plakalar üzerinde sektörler ve izler oluşturulur, bunların başlangıç ve bitiş noktaları plakalar üzerinde belirlenir. Daha sonra da high level formatting yapılarak dosya depolama yapıları oluşturulur ve dosyaların palakarda oluşturulan sektörlere ve izlere hangi düzende yazılacağı belirlenir. Low ve high level formatting işlemleri sonrasında plakalar okuma/yazmaya hazır hale gelir. Aşağıdaki şekilde mavi renkle bir sektör, sarıyla da bir iz gösteriliyor.
Plakar üzerinde veri depolanan noktalar moleküler boyutta olduklarından hard diskin içindeki bir toz tanesi bile plakaları çizerek onlara zarar verebilir. Bunun için hard diskler tozsuz ortamda üretilir ve üretildikten sonra kapatılır. İç basınçla dış basıncın dengelenmesi için de çok iyi filtrelenmiş bir havalandırma deliği bulunur.
Plakalar ortalarından geçen bir mil üzerine belirli aralıklarla yerleştirilirler ve bu mil etrafında bir motor tarafından belirli bir hızda sürekli döndürülürler. Böylece plakanın üzerinde duran okuma/yazma kafası plakanın yaptığı bu dönme hareketi sayesinde bir iz boyunca işlem yapabilir.
Okuma/Yazma Kafaları
Bir okuma/yazma kafasının görevi adından da anlaşıldığı gibi plaka üzerinde okuma/yazma işlemlerini yapmaktır.
Aslında bir okuma/yazma kafası yaklaşık 1 mm2 çapındaki minyatür bir elektromıknatıstan başka bir şey değildir. Aşağıdaki resimde en basit haliyle bir okuma/yazma kafasını görebilirsiniz. Kafalar okuma yazma işlemi sırasında plakayla temas etmezler, dönen plakaların yarattığı hava akımı kafaları plakaların sürekli bir miktar yukarısında tutar. Eski disklerde plakayla kafa arasında 0,2 mm civarında bir boşluk varken modern disklerde bu boşluk 0,07 mm civarındadır. Disk çalışmadığı zaman da kafalar plakalar üzerinde Landing Zone denilen bölgelerde sabit olarak dururlar. Bu bölge bilgi depolamak için kullanılmaz. Güçte ani bir kesilme veya dengesizlik sonucu kafa disk yüzeyine çarpar ve Head Crash dediğimiz kafa çarpma olayı olur. Kafa landing zone yerine bir sektörün üzerine düşerse o sektör hasar görerek kullanılamaz hale gelir ve kullanılamayan bu bozuk sektöre Bad Sector denir. Diski tekrar sorunsuz kullanabilmek için Scandisk gibi bir araç kullanarak diskteki bad sectorler kullanılmamaları için işaretlenmelidir. Başka bir yöntemse diske low level format atarak sektörleri tekrar oluşturmaktır, bu esnada sektörler plakadaki bozuk kısımlar atlanarak sağlam bölgelerde tekrar oluşturulur.
Okuma/yazma işlemi aslında çok karmaşıktır; bunu sizlere en basit haliyle anlatmaya çalışacağım: Bir plakaya bilgi yazmak için kafadan plakaya akım dalgaları gönderilir ve bu akımla yüzeydeki hedef nokta polarlanır. O nokta manyetik polarizasyonuna göre 0 veya 1 değerini alır ki ikili sistemle çalışan bilgisayarlarımız için anlamı olan tek değerler bunlardır. Okuma sırasındaysa okunacak noktanın kafadaki boşlukta yarattığı manyetik alanın yönüne göre o noktanın değerine (0 veya 1) ulaşılır.
Aslında bir kafada okuma ve yazma için ayrı kısımlar bulunur ve yukarıdaki şekilde olduğundan çok daha karmaşıktır.
Kafaların disk yüzeyinde içeriye ve dışarıya doğru hareketini sağlayan ayrı bir motor vardır ve kafalar bu motora bağlı kolların ucunda dururlar. Kafayı tutan kolla kafadan oluşan yapıya Head Gimbal Assembly (HGA) denir. Bu motor sayesinde kafa, plaka üzerindeki farklı izler üzerinde işlem yapabilir. Modern disklerde voice coil adı verilen motor teknolojisi kulanılır. Çalışma prensibi hoparlörle aynıdır.
Sarımlardan akım geçtiğinde HGA denen yapı hareket eder ve sarımlardan geçen bu akımın yönüne göre kafa plaka yüzeyinde içe ve dışa doğru hareketler yapar. Bu sayede bir okuma/yazma kafası palaka üzerindeki farklı izlere gidip gelebilir.
Kontrol Kartı
Son olarak inceleyeceğimiz kısım ise kontrol kartı. Bir kontrol kartının diski 'kontrol' ettiğini söyleyebiliriz. Plakalardaki sektölerin, izlerin, hatalı sektörlerin ve landing zone denen bölgenin fiziksel yerleri kontrol kartına kaydedilir ve kontrol kartı da kafaları bu bölgelere yönlendirir. Hard diskler bilgisayarlarımızla veriyollarını kullanarak haberleşirler ve veriyoluyla hard disk arasındaki bağlantıyı kurmak da kontrol kartının en önemli görevlerindendir
Diskin tamponlama için kullandığı bellek ve veriyoluyla haberleşmesini sağlayan kontrol yongaları bu kartın üzerindedir. Hard disk arızaları kontrol kartı yüzünden de meydana gelebilir, bu durumda diskinizin kontrol kartını aynı model bir kontrol kartıyla değiştirerek diskinizi tekrar kullanılabilir hale geitrebilirsiniz. Kontrol kartı hard diskin alt kısmına vidalanır ve sadece tek bir bağantıyla diske bağlanır, bu yüzden kontrol kartını değiştirmek çok kolay bir iştir.
Bir Hard Diskin Kapasitesini ve Performansını Belirleyen Özellikler
Bir hard diskin nasıl çalıştığını öğrendikten sonra bir hard disk hakkında yorum yapabilmek için bilmemiz gerekenlere kısaca bir göz atalım.
Hard disklerde kapasiteyi plakalardaki veri yoğunluğu ve plaka sayısı belirler. Modern disklerde çift yüzlü ve 80 GB`a kadar veri depolayan plakalar kullanılır. Bir hard diskin performansı hakkında yorum yaparken kullandığımız en önemli kavramlar plakaların dönüş hızı, erişim süresi ve veri aktarım hızıdır.
- Dönüş Hızı: Plakarın dönüş hızıdır. Plakalar masaüstü sistemlerimizde kullandığımız IDE disklerde genelde 5400 veya 7200 RPM (Rotates Per Second, dakikadaji dönüş hızı) hızında dönerken SCSI disklerde bu hız 15000 RPM`ye kadar çıkabilir.
- Erişim Süresi: Okuma/yazma kafasının disk üzerindeki bir noktaya ulaşması için geçen süre. Ortalama erişim süresi modern IDE disklerde 10 ms`nin altındayken SCSI disklerde daha da düşüktür.
- Veri Aktarım Hızı: Hard diskin saniyede aktarabildiği veri miktarıdır. Kullanılan arabirime ve diskin özelliklerine göre değişir.
Arabirimler
Günümüzde hard diskler için en çok kullanılan arabirimler masaüstü sistemlerimizde görmeye alışıtığımız IDE ve sunucularla iş istasyonları pazarına hakim olan SCSI`dir.
IDE bir donanım standardı değil, işlemciyle hard disk arasındaki veri akışının kontrolüyle ilgili bir standarttır. IBM`in Advanced Technology (AT) arabiriminden geliştirilen Paralel ATA (AT Attachment) arayüzüyle arabirim için bir komut seti tanımlanarak hard disk ve bilgisayar arasındaki haberleşme için evrensel bir standart oluşturuldu. IDE arabirimin yaratılış amacı uygun fiyat ve uyumluluktur, bu yüzden de masaüstü sistemlerde kısa zamanda en yaygın arabirim haline geldi. Paralel ATA arayüzü sürekli gelişerek günümüzde Ultra ATA/133`le 133 MB/s hızına ulaştı ve bundan sonra da yerini Serial ATA`ya bırakması bekleniyor.
Serial ATA`da veri iletimi paralel değil seri olarak yapılıyor, Paralel ATA`ya göre avantajlarını kısaca aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
* Daha az pin ve daha düşük voltaj.
* Daha ince bağlantı kablosu (Belki de biz son kullanıcıların ilgisini en çok çeken özellik, bu sayede kasa içi hava akımını düzenlemek çok daha kolay olacak).
* Daha gelişmiş hata bulma ve düzeltme olanakları.
SCSI arabirimiyse günümüzde profesyonel uygulamar için sunucularda ve iş istasyonlarında kullanılır. SCSI arabirminin maliyeti IDE`ye göre oldukça yüksektir. SCSI arabiriminin IDE arabirimine göre en büyük avantajı asenkron çalışmasıdır, yani IDE aygıtlarda olduğu gibi aynı kontrolcüye bağlı SCSI aygıtlar birbirlerinin performansından ve veri aktarımından çalmazlar. Ayrıca SCSI arabirimi için kullanılan 'SCSI Host Adapter' kartlar üzerlerinde veri aktarımını düzenlemek için ayrı bir işlemci ve çoğu zaman da tampon olarak kullanmak için ek bir bellek bulundururlar ve bu yüzden SCSI aygıtlar sisteme IDE aygıtlara göre çok daha az yük bindirirler. Paralel ATA ile kanal başına sadece iki aygıt kullanılabilirken SCSI arabirimiyle her kanala 15 taneye kadar cihaz bağlanabilir. Bu sayı stanadart masaüstü sistemlerin ihtiyaçlarının çok üstünde olsa da özellikle sunucuların ihtiyaçlarını düşünürsek onlar için bir gerekliliktir.
IDE arabirimini kullanan disklerin aksine, SCSI diskler uzun yıllar boyunca sorunsuz çalışmak için üretilirler ve çalışma ömürleri IDE disklerden çok daha uzundur, sunucular için bu da bir gerekliliktir. Ayrıca sisteme bindirdiği yükün fazla olmaması ve erişim süresinin de daha az olmasından dolayı özellikle video montajı gibi sisteme çok ağır yük bindiren ve verilerin sabit bir hızda kesintiye uğramadan su gibi akması gereken uygulamalarda SCSI diskler IDE disklerden çok daha üstündür. SCSI disklerin bir avantajı da yapıları gereği çoklu erişim için uygun olmalarıdır. Bir IDE diskte bir dosyaya aynı anda iki kaynak ulaşmak isterse performans çok düşer ama SCSI disklerde bu performans düşüşü IDE disklerdeki gibi abartılı boyutlarda olmaz ki bu da sunucular için hayati öneme sahiptir. Eğer evinizde bir ağınız varsa ağdan kopyalanmakta olan bir dosyayı siz de kullanmaya çalıştığınızda bunu açıkça görebilirsiniz. SCSI hakkında detaylı bir yazımıza buradan ulaşabilirsiniz.
Çözünürlük arttıkça yükselen görüntü kalitesinin de bir bedeli var tabi ki: Çözünürlük yüseldikçe kontrol edilmesi gereken piksel sayısı ve dolayısıyla da gerekli işlem gücü, ayrıca bu piksellerin bilgilerini tutmak için gerekli bellek miktarıyla onların transferi için gereken bellek bant genişliği artar. Bu yüzden de performans düşer. Kullanmak istediğiniz çözünürlüğü hem ekran kartınız desteklemeli, hem de monitörünüz fiziksel olarak gerekli sayıda pikseli ekranda oluşturabilmeli.
İnsan gözünü aldatıp ekrandaki görüntüyü gerçek gibi göstermek için kullanılan üç rengin de (kırmızı, yeşil ve mavi) 256`şar tonu gereklidir, bu da renk başına 8 bitten 24 bit yapar. Bu moda True Colour (Gerçek Renk) adı verilir. Fakat çoğu güncel ekran kartı görüntü belleğini kullanma yöntemleri yüzünden pikselleri bu modda göstermek için 32 bite ihtiyaç duyarlar. Kalan 8 bit alpha kanalı (piksellerin saydamlık bilgisini tutar) için kullanılır.
High Colour (16 bit) modunda ise yeşil için altı ve maviyle kırmızı için de beşer bit kullanılır. Yeşil için 64, maviyle kırmızı için de renk başına 32 farklı yoğunluk vardır bu modda. Renk kalitesinde 32 bite göre çok az fark olsa da piksel başına 4 yerine 2 byte (8 bit = 1 byte) hafıza gerekeceğinden 32 bite göre performans avantajı sağlar.
256 renk (8 bit) modu ilk duyuşta size renk fakiri izlenimi verebilir fakat renk paleti denen bir yöntemle bu 8 bit olabilecek en verimli şekilde kullanılarak renk kalitesi biraz arttırılır. Renk paletinin mantığı söyledir: Kullanılacak 256 renk gerçek renk modundaki 3 bytelık renklerden seçilir ve bu renklerden bir renk paleti oluşturulur. Her program ilgili paletteki 256 renkten istediğini seçip kullanabilir. Böylece örneğin kırmızı için iki, mavi ve yeşil için de üçer bit kullanılarak elde edilen renklerden daha canlı renkler elde edilebilir ve elimizdeki 8 bit en verimli şekilde kullanılmış olur.
En çok kullanılan üç renk modunu tanıdık, peki ekran kartımız üretemediği renklere ne yapıyor? Sistemimizin 256 renge ayarlı olduğunu fakat 16 bitlik bir resim dosyası açtığımızı varsayalım. Bu durumda hazırdaki renklerin değişik kombinasyonları kullanılarak üretilemeyen renge yakın bir renk oluşturulur ve bu renk üretilmesi gereken rengin yerine gösterilir. Buna dithering denir. Tabi ki dithering yöntemiyle elde edilmiş bir resmin kalitesi orjinal resme göre göre çok daha düşüktür.
Monochrome Display Adapter, 1981 yılındaki ilk IBM PC`deki ekran kartı. Ekranda yerleri önceden belirlenmiş olan 256 özel karakteri gösterebilyordu sadece. 80 kolona 25 satırlık bir ekranda gösterebildiği yazı karakterlerinin boyutları da önceden belirlenmişti ve grafik görüntülemek mümkün değildi. IBM, bu kartlara ekstra slot masrafından
kurtulmak için bir de yazıcı bağlantı noktası eklemişti.
CGA: Bu arayüzde ekran kartları RGB monitörlerle çalışıp ekranı piksel piksel kontrol edebiliyorlardı. 320x240 çözünürlüğündeki bir ekranda 16 renk üretilebiliyor fakat aynı anda bunlardan sadece 4 tanesi kullanılabiliyordu. 640x200`lük bir yüksek çözünürlük modu vardır ama bu modda sadece 2 renk gösterilebiliyordu. Görüntü kalitesi kötü olsa bile en azından grafik çizilebiliyordu. Zaman zaman piksellerin gidip gelmesi ve ekranda rastgele noktalar oluşmasına rağmen bu standart çok uzun bir süre kullanıldı.
EGA: CGA`dan birkaç yıl sonra sırada Enhanced Graphics Adapter vardı. CGA ile VGA arasındaki bu kartlar 1984`ten IBM`in ilk PS/2 sistemlerini ürettiği 1987`ye kadar kullanıldı. EGA monitörle kullanıldığında üretilen 64 renkten aynı anda 16 tanesi kullanılabiliyordu. Yüksek çözünürlük ve monochrome modları da vardı ,ayrıca eski CGA ve monochrome monitörlerle de uyumluydu. Bu kartlardaki bir yenilik de bellek genişletme kartlarıydı. 64K bellekle satılan bu kartları bellek genişletme kartıyla 128K`ya upgrade etmek mümkündü. Ek olarak satılan IBM bellek kitiyle bir 128K daha eklemek de mümkündü. Sonraları bu kartlar standart olarak 256K bellekle üretilmeye başlandı.
PGA: IBM`in 1984`te piyasaya sürdüğü Professional Graphics Array adını hitap ettiği pazardan alıyordu. 5000 dolara satılıyor ve entegre 8088 işlemcisiyle mühendislik ugulamarıyla diğer alanlardaki bilimsel çalışmalar için 640x480 çözünürlükte 256 renkte saniyede 60 kare hızla 3 boyutlu animasyonları çalıştırabiliyordu. Fiyatı yayılmasını engelledi ve fazla kullanılamadan piyasadan kalktı.
MCGA: 1987`de piyasaya sürülen MultiColor Graphics Array standardındaki ekran kartları teknolojide büyük bir sıçrama yaparak VGA ve SVGA`ya kadar gelen bir gelişimi başlattı. IBM`in Model 25 ve Model 30 PS/2 PC`lerinde anakarta entegre halde geliyordu. Uygun bir IBM monitörle kullanıldığında bütün CGA modlarını da destekliyordu fakat TTL yerine analog sinyallerle çalıştığından daha önceki standartlarla uyumlu değildi. TTL (Transistor ' to 'Transistor Logic) mantığında voltaj seviyesine göre transistörler açılıp kapanır ve sadece 1 ve 0 değerleri oluşur bunu sonucunda. Analog sinyallerdeyse bu kısıtlama yoktur. Analog sinyalleşmenin de sağladığı avantajla MCGA arayüzüyle 256 renk üretilebiliyordu. Bu arayüzle beraber 9 pinlik monitör bağlantısından halen kullanılmakta olan 15 pinlik bağlantıya geçildi.
8514/A: IBM`in MCA veriyoluyla kullanmak için ortaya attığı bu arayüz zamanla yüksek tazeleme hızlarına çıktı. VGA ile aynı monitörü kullanmasına rağmen VGA`dan farklı çalışıyordu. Bilgisayar ekran kartına ne yapması gerektiğini söylüyordu ama ama ekran kartı onu nasıl yapacağını kendisi ayarlıyordu. Örneğin ekrana bir çember çizileceği zaman VGA`daki gibi işlemci görüntüyü piksel piksel hesaplayıp ekran kartına yollamıyordu. Bunun yerine ekran kartına çember çizileceğini söylüyordu ve ekran kartı da çemberi çizmek için piksel hesaplarını kendisi yapabiliyordu. Bu yüksek seviyeli komutlar standart VGA ile komutlarından çok farklıydı. Bu standart çıktığı zamanın daha ilerisindeydi ve VGA`dan daha kaliteli görüntü sonuyordu ama fazla destek bulamadığı için yayılma imkanı bulamadan piyasan kalktı. IBM üretimi durdurup aynı daha daha fazla renk gösterebilen XGA üzerine yoğunlaştı. XGA 1990`da piyasaya çıktıktan sınra MicroChannelplatformları için standart oldu.
VGA: 2 Nisan 1987`de, MCGA ve 8514/A ile aynı günde IBM tarafından tanıtılan Video Graphics Array aradan sıyrılarak masaüstü için standart olmayı başardı. IBM yeni bilgisayarlarında bu chipleri anakarta entegre ederken eski bilgisayarlarda da kullanılabilmeleri için 8 bitlik bir arayüzle anakarta bağlanabilen bir ayrı bir kart halinde de geliştirdi. IBM üretimi durdurduktan sonra bile değişik firmalar üretime devam ettiler. VGA ile 262144 renklik bir paletten seçilen 256 renk aynı anda kullanılabiliyordu. 640x480`lik standart çözünürlükte aynı anda 16 renk gösterilebiliyordu. Ayrıca 64 renk gri tonlama ile siyah beyaz monitörlerde renk siğmilasyonu yapabiliyordu.
SVGA: Super VGA ilk SVGA kartlardan güncel kartlara kadar çok fazla kartı kapsayan geniş bir standart. SVGA ile birlikte ekran kartları için aygıt sürücüsü kavramı ortaya çıktı. Kartların yanında verilen sürücülerle ilşetim sistemleri kartların tüm özelliklerini kullanabiliyorlardı. SVGA ile milyonlarca renk değişik çözünürlüklerde gösterilebiliyor fakat bunun sınırları karta ve üreticiye bağlı. SVGA değişik şirketler tarafından kullanılan ortak bir kavram olduğundan başlarda eski standartlar gibi çok katı sınırları yoktu. Bunun üzerine VESA bir SVGA standardı belirledi. VESA BIOS Extension adında standart bir arayüz belirlendi ve bu sayede programcılar her kart için ayrı kod yazma zahmetinden kurtuldular. Üreticiler bu arayüzü benimsemek istemediler ve başlarda kartların yanında verilen ve her boot işleminden sonra çalıştırılan bir programla kartlarını bu BIOS uzantılarıyla uyumlu hale getirdiler fakat sonunda bunu kartların BIOS`larına entegre ettiler. SVGA ile 800x600 çözünürlüğe çıkıldı.
SVGA'dan sonra IBM XGA ile 1024x768 çözünürlüğe geçerken sonraki basamak olan 1280x1024`e de bir VESA standardı olan SXGA ile geçildi. Sonra da UXGA ile de 1600x1200 çöznürlüğe geçildi. Çözünürlükteki 4:3 oranı sadece SXGA ile bozuldu, bu standartta oran 5:4`tür.
Bir ekran kartı temel olarak 3 bileşenden oluşur: Grafik işlemcisi, bellek ve RAMDAC.
* Grafik İşlemcisi: Güncel kartlar için grafik işlemcisi görüntü hesaplamalarını yapmak için ekran kartının üzerine oturtulmuş bir CPU`dur dersek yanlış olmaz. Son zamanlarda grafik işlemcileri yapı ve karmaşıklık bakımından CPU`ları solladılar ve işlev bakımından da görüntü üzerine yoğunlaşmış bir CPU niteliğine kavuştular. CPU`ya neredeyse hiç yük bindirmeden üç boyutlu işlemcleri tek başlarına tamamlayabiliyorlar artık. Bu yüzden de güncel grafik işlemcileri GPU (Graphics Processing Unit - Grafik İşlemci Birimi) adıyla anılıyorlar.
* Görüntü Belleği: Ekran kartının üzerinde bulunur ve görüntü hesaplamalarıyla ilgili veriler burada saklanır. Sisteminizdeki ana bellek gibi çalışır, yalnız burada bu belleğin muhattabı CPU değil görüntü işlemcisidir. Önceleri ekran kartlarının ayrı bellekleri yoktu fakat görüntü işlemcileri hızlanıp geliştikçe ekran kartları sistemden yavaş yavaş bağımsızlıklarını ilan etmeye başladılar. Bellek miktarı kadar ekran kartının sıkıştırma algoritmalarıyla bu belleği ne kadar verimli kullanabildiği de önemlidir.
* RAMDAC: Monitörlerdeki analog sinyallerden bahsetmiştik, işte RAMDAC (RAM Dijital-to-Analog Converter) görüntü belleğindeki verileri analog RGB (Red Green Blue, monitörde renklerin bu üç renkten türetildiğini yazmıştık) sinyallerine çevirerek monitör çıkışına verir. Monitörde kullanılan üç ana renk için de birer RAMDAC ünitesi vardır ve bunlar her saniye belirli bir sayıda görüntü belleğini tarayıp oradaki verileri analog sinyallere dönüştürürler. RAMDAC`in bu işlemi ne kadar hızlı yapabildiği ekran tazeleme hızını belirler. Bu hız Hz cinsinden belirtilir ve ekrandaki görüntünün saniyede kaç kere yenilendiğini gösterir. Örneğin monitörünüz 60 Hz`te çalışıyorsa gördüğünüz görüntü saniyede 60 kere yenilenir. Ekran tazeleme hızını mümkün olduğu kadar 85 Hz`in altına çekmemenizi öneririm, daha düşük tazeleme hızları göz sağlığınız için zararlı olabilir. Tabi bu gözünüzün ne kadar hassas olduğuna da bağlı, bazı gözler 75 ve 85 Hz arasındaki farkı hissedemezken bazıları ilk bakışta bunu anlayabilir. RAMDAC`in iç yapısı ve özellikleri hangi çözünürlükte ne kadar rengin gösterilebileceğini de belirler.
LCD ekranlar yapıları gereği dijtal olduklarından RAMDAC`ten değil de direk görüntü belleğinden görüntü bilgisini alıp kullanabilirler. Bunun için DVI (Digital Video Interface) adında özel bir bağlantı kullanırlar. Bu konuya ileride "Monitörler Nasıl Çalışır?" yazısında detaylı olarak değineceğiz.
* BIOS: Ekran kartlarının da birer BIOS'ları vardır. Burada ekran kartının çalışma parametreleri, temel sistem fontları kayıtlıdır. Ayrıca bu BIOS sistem açılırken ekran kartına ve onun belleğine de küçük bir test yapar.
I.BÖLÜM
Artık bütün masaüstü sistemlerde en az bir hard disk bulunuyor. Hatta VCR cihazlarından camcorderlara ve mp3 playerlara kadar pek çok elektronik alette de hard diskleri görmeye yavaş yavaş alışıyoruz. Nerede kullanılırsa kullanılsın bütün hard diskler tek bir amaç için üretilir: Sayısal bilgileri kalıcı şekilde depolamak.
Bir hard disk bilgisayarlarımızda kullandığımız ana belleğin aksine güç kesilse bile içindeki bilgileri korur ve bu özelliğiyle bilgisayarımıza "hatırlama" yeteneği kazandırır. Hard diskinize bir kez kaydettiğiniz bir dosyaya bilgisayarınızı defalarca açıp kapatsanız bile onu silmediğiniz sürece ulaşabilirsiniz.
Bütün hard diskler temelde aynı yapıdadır. Bir hard disk en basit haliyle şu parçalardan oluşur: Bilgilerin manyetik olarak depolandığı bir veya daha fazla sayıda plaka (platter), okuma yazma kafaları, plakalarla okuma yazma kafalarının hareketini sağlayan motorlar ve diskin kontrolünden sorumlu devreleri üzerinde barındıran kontrol kartı.
Şimdi bu parçaları ve bir hard diskin nasıl çalıştığını inceleyelim
Plakalar
Bilgileri saklamak için kullanılan plakalar alümünyum, cam gibi manyetik duyarlılığı olmayan maddelerden yapılır. Plakalarda daha uygun ısı direnci özellikleri ve daha ince yapıda kullanılabildiği için temel madde olarak modern disklerde alüminyum yerine cam kullanılır ve cama kırılmasını engelleyecek kadar da seramik karıştırılır. Daha sonra bu plakaların yüzeyleri manyetik duyarlılığı olan bir filmle kaplanır.
Bir hard diskte birden fazla plaka bulunabilir.
Eskiden plakaların yüzeylerine temel maddesi demir oksit olan bir sıvı dağıtılarak sürülürdü fakat hard disklerin kapasitelerinin artmasıyla bu teknolojinin sınırlarına ulaşılması çok sürmedi. Ayrıca okuma/yazma kafasının plakaya çarpması durumunda da bu yöntemle üretilen plakalar kurtulamıyordu ve diski değiştirmekten başka çare yoktu. Günümüzdeyse electroplating denen bir yöntemle plakaların yüzeyi kobalttan oluşan bir filmle kaplanır. Son olarak da bu filmin üzerine kafa çarpmalarına karşı bir miktar koruma sağlayan bir tabaka daha çekilir.
Bilgiler plakalarda sektörler (sector) ve izler (track) halinde saklanır. Her sektör 256, 512 gibi belirli bir sayıda byte içerir ve plaka boyunca yanyana duran bütün sektörlerin oluşturduğu yapılara da iz denir. Diskin kendisi veya işletim sistemi sektörleri gruplayarak onları cluster denen yapılar halinde topluca işler. Low level formatting denen işlemle plakalar üzerinde sektörler ve izler oluşturulur, bunların başlangıç ve bitiş noktaları plakalar üzerinde belirlenir. Daha sonra da high level formatting yapılarak dosya depolama yapıları oluşturulur ve dosyaların palakarda oluşturulan sektörlere ve izlere hangi düzende yazılacağı belirlenir. Low ve high level formatting işlemleri sonrasında plakalar okuma/yazmaya hazır hale gelir. Aşağıdaki şekilde mavi renkle bir sektör, sarıyla da bir iz gösteriliyor.
Plakar üzerinde veri depolanan noktalar moleküler boyutta olduklarından hard diskin içindeki bir toz tanesi bile plakaları çizerek onlara zarar verebilir. Bunun için hard diskler tozsuz ortamda üretilir ve üretildikten sonra kapatılır. İç basınçla dış basıncın dengelenmesi için de çok iyi filtrelenmiş bir havalandırma deliği bulunur.
Plakalar ortalarından geçen bir mil üzerine belirli aralıklarla yerleştirilirler ve bu mil etrafında bir motor tarafından belirli bir hızda sürekli döndürülürler. Böylece plakanın üzerinde duran okuma/yazma kafası plakanın yaptığı bu dönme hareketi sayesinde bir iz boyunca işlem yapabilir.
II.BÖLÜM
Okuma/Yazma Kafaları
Bir okuma/yazma kafasının görevi adından da anlaşıldığı gibi plaka üzerinde okuma/yazma işlemlerini yapmaktır.
Okuma/yazma işlemi aslında çok karmaşıktır; bunu sizlere en basit haliyle anlatmaya çalışacağım: Bir plakaya bilgi yazmak için kafadan plakaya akım dalgaları gönderilir ve bu akımla yüzeydeki hedef nokta polarlanır. O nokta manyetik polarizasyonuna göre 0 veya 1 değerini alır ki ikili sistemle çalışan bilgisayarlarımız için anlamı olan tek değerler bunlardır. Okuma sırasındaysa okunacak noktanın kafadaki boşlukta yarattığı manyetik alanın yönüne göre o noktanın değerine (0 veya 1) ulaşılır.
Kafaların disk yüzeyinde içeriye ve dışarıya doğru hareketini sağlayan ayrı bir motor vardır ve kafalar bu motora bağlı kolların ucunda dururlar. Kafayı tutan kolla kafadan oluşan yapıya Head Gimbal Assembly (HGA) denir. Bu motor sayesinde kafa, plaka üzerindeki farklı izler üzerinde işlem yapabilir. Modern disklerde voice coil adı verilen motor teknolojisi kulanılır. Çalışma prensibi hoparlörle aynıdır.
Kontrol Kartı
Son olarak inceleyeceğimiz kısım ise kontrol kartı. Bir kontrol kartının diski 'kontrol' ettiğini söyleyebiliriz. Plakalardaki sektölerin, izlerin, hatalı sektörlerin ve landing zone denen bölgenin fiziksel yerleri kontrol kartına kaydedilir ve kontrol kartı da kafaları bu bölgelere yönlendirir. Hard diskler bilgisayarlarımızla veriyollarını kullanarak haberleşirler ve veriyoluyla hard disk arasındaki bağlantıyı kurmak da kontrol kartının en önemli görevlerindendir
III:BÖLÜM
Bir Hard Diskin Kapasitesini ve Performansını Belirleyen Özellikler
Bir hard diskin nasıl çalıştığını öğrendikten sonra bir hard disk hakkında yorum yapabilmek için bilmemiz gerekenlere kısaca bir göz atalım.
Hard disklerde kapasiteyi plakalardaki veri yoğunluğu ve plaka sayısı belirler. Modern disklerde çift yüzlü ve 80 GB`a kadar veri depolayan plakalar kullanılır. Bir hard diskin performansı hakkında yorum yaparken kullandığımız en önemli kavramlar plakaların dönüş hızı, erişim süresi ve veri aktarım hızıdır.
- Dönüş Hızı: Plakarın dönüş hızıdır. Plakalar masaüstü sistemlerimizde kullandığımız IDE disklerde genelde 5400 veya 7200 RPM (Rotates Per Second, dakikadaji dönüş hızı) hızında dönerken SCSI disklerde bu hız 15000 RPM`ye kadar çıkabilir.
- Erişim Süresi: Okuma/yazma kafasının disk üzerindeki bir noktaya ulaşması için geçen süre. Ortalama erişim süresi modern IDE disklerde 10 ms`nin altındayken SCSI disklerde daha da düşüktür.
- Veri Aktarım Hızı: Hard diskin saniyede aktarabildiği veri miktarıdır. Kullanılan arabirime ve diskin özelliklerine göre değişir.
Arabirimler
Günümüzde hard diskler için en çok kullanılan arabirimler masaüstü sistemlerimizde görmeye alışıtığımız IDE ve sunucularla iş istasyonları pazarına hakim olan SCSI`dir.
IDE bir donanım standardı değil, işlemciyle hard disk arasındaki veri akışının kontrolüyle ilgili bir standarttır. IBM`in Advanced Technology (AT) arabiriminden geliştirilen Paralel ATA (AT Attachment) arayüzüyle arabirim için bir komut seti tanımlanarak hard disk ve bilgisayar arasındaki haberleşme için evrensel bir standart oluşturuldu. IDE arabirimin yaratılış amacı uygun fiyat ve uyumluluktur, bu yüzden de masaüstü sistemlerde kısa zamanda en yaygın arabirim haline geldi. Paralel ATA arayüzü sürekli gelişerek günümüzde Ultra ATA/133`le 133 MB/s hızına ulaştı ve bundan sonra da yerini Serial ATA`ya bırakması bekleniyor.
Serial ATA`da veri iletimi paralel değil seri olarak yapılıyor, Paralel ATA`ya göre avantajlarını kısaca aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
* Daha az pin ve daha düşük voltaj.
* Daha ince bağlantı kablosu (Belki de biz son kullanıcıların ilgisini en çok çeken özellik, bu sayede kasa içi hava akımını düzenlemek çok daha kolay olacak).
* Daha gelişmiş hata bulma ve düzeltme olanakları.
SCSI arabirimiyse günümüzde profesyonel uygulamar için sunucularda ve iş istasyonlarında kullanılır. SCSI arabirminin maliyeti IDE`ye göre oldukça yüksektir. SCSI arabiriminin IDE arabirimine göre en büyük avantajı asenkron çalışmasıdır, yani IDE aygıtlarda olduğu gibi aynı kontrolcüye bağlı SCSI aygıtlar birbirlerinin performansından ve veri aktarımından çalmazlar. Ayrıca SCSI arabirimi için kullanılan 'SCSI Host Adapter' kartlar üzerlerinde veri aktarımını düzenlemek için ayrı bir işlemci ve çoğu zaman da tampon olarak kullanmak için ek bir bellek bulundururlar ve bu yüzden SCSI aygıtlar sisteme IDE aygıtlara göre çok daha az yük bindirirler. Paralel ATA ile kanal başına sadece iki aygıt kullanılabilirken SCSI arabirimiyle her kanala 15 taneye kadar cihaz bağlanabilir. Bu sayı stanadart masaüstü sistemlerin ihtiyaçlarının çok üstünde olsa da özellikle sunucuların ihtiyaçlarını düşünürsek onlar için bir gerekliliktir.
EKRAN KARTLARI HAKKINDA BİLGİLER
Ekrandaki Görüntü Nasıl Oluşur?
Monitörünüze yeteri kadar yakından bakarsanız görüntünün çok küçük noktalardan oluştuğunu görürsünüz. İşte bu noktlara görüntünün en küçük birimi olan piksel diyoruz. Her pikselin kendine ait renk ve yoğunluk bilgileri vardır. Daha genel bir tanımla piksel için ekranın bağımsız olarak kontrol edilebilir en küçük parçası olduğunu söyleyebiliriz. İşte bu piksellerden binlercesi bir araya gelerek ekrandaki görüntüyü oluşturuyor.
Ekrandaki Görüntü Nasıl Oluşur?
Monitörünüze yeteri kadar yakından bakarsanız görüntünün çok küçük noktalardan oluştuğunu görürsünüz. İşte bu noktlara görüntünün en küçük birimi olan piksel diyoruz. Her pikselin kendine ait renk ve yoğunluk bilgileri vardır. Daha genel bir tanımla piksel için ekranın bağımsız olarak kontrol edilebilir en küçük parçası olduğunu söyleyebiliriz. İşte bu piksellerden binlercesi bir araya gelerek ekrandaki görüntüyü oluşturuyor.
Çözünürlük
Çözünürlüğün görüntü kalitesini belirleyen en önemli faktör olduğunu söyleyebiliriz. Çözünürlük, ekrandaki görüntünün kaç pikselden oluşacağını belirler ve yatay ve dikey piksel cinsinden belirtilir (800x600,1024x768 gibi). Çözünürlük arttıkça görüntü birbirinden bağımsız olarak kontrol edilebilen daha çok pikselden oluşur ve görüntü kalitesi de yükselir.
Windows 95 ile hayatımıza giren "scaleable screen objects" teknolojisi sayesinde çözünürlük arttıkça ekrandaki kullanılabilir alan da artar. Windows ekranında çözünürlük ne olursa ekrandaki nesneleri oluşturan piksel sayısı değişmez. Çözünürlük arttıkça pikseller de küçüleceği için nesneler daha az yer kaplar ve masaüstündeki kullanılabilir alan çözünürlükle doğru orantılı olarak artar.
Çözünürlüğün görüntü kalitesini belirleyen en önemli faktör olduğunu söyleyebiliriz. Çözünürlük, ekrandaki görüntünün kaç pikselden oluşacağını belirler ve yatay ve dikey piksel cinsinden belirtilir (800x600,1024x768 gibi). Çözünürlük arttıkça görüntü birbirinden bağımsız olarak kontrol edilebilen daha çok pikselden oluşur ve görüntü kalitesi de yükselir.
Windows 95 ile hayatımıza giren "scaleable screen objects" teknolojisi sayesinde çözünürlük arttıkça ekrandaki kullanılabilir alan da artar. Windows ekranında çözünürlük ne olursa ekrandaki nesneleri oluşturan piksel sayısı değişmez. Çözünürlük arttıkça pikseller de küçüleceği için nesneler daha az yer kaplar ve masaüstündeki kullanılabilir alan çözünürlükle doğru orantılı olarak artar.
Çözünürlük arttıkça yükselen görüntü kalitesinin de bir bedeli var tabi ki: Çözünürlük yüseldikçe kontrol edilmesi gereken piksel sayısı ve dolayısıyla da gerekli işlem gücü, ayrıca bu piksellerin bilgilerini tutmak için gerekli bellek miktarıyla onların transferi için gereken bellek bant genişliği artar. Bu yüzden de performans düşer. Kullanmak istediğiniz çözünürlüğü hem ekran kartınız desteklemeli, hem de monitörünüz fiziksel olarak gerekli sayıda pikseli ekranda oluşturabilmeli.
Renk Derinliği
Piksellerin kendilerine ait renklerinden bahsetmiştik, piksellerin alabileceği renkler kırmızı, yeşil ve maviden türetilir. İşte renk derinliği bu renklerin miktarını belirler. Renk derinliği ne kadar artarsa her pikselin alabileceği renk sayısı artar, renkler gerçeğe daha yakın olur.
Renk derinliği bit cinsinden belirtilir, işlemcilerle ilgili yazımızda bitlere kısaca değinmiştik. Her bit 1 ve 0 olarak iki değer alabilir. 8 bit kullanıldığında bu bitlerden 28 = 256 kombinasyon üretilir. Aynı şekilde 8 bit renk derinliğinde de her piksel için 256 renk kullanılabilir.
Piksellerin kendilerine ait renklerinden bahsetmiştik, piksellerin alabileceği renkler kırmızı, yeşil ve maviden türetilir. İşte renk derinliği bu renklerin miktarını belirler. Renk derinliği ne kadar artarsa her pikselin alabileceği renk sayısı artar, renkler gerçeğe daha yakın olur.
Renk derinliği bit cinsinden belirtilir, işlemcilerle ilgili yazımızda bitlere kısaca değinmiştik. Her bit 1 ve 0 olarak iki değer alabilir. 8 bit kullanıldığında bu bitlerden 28 = 256 kombinasyon üretilir. Aynı şekilde 8 bit renk derinliğinde de her piksel için 256 renk kullanılabilir.
İnsan gözünü aldatıp ekrandaki görüntüyü gerçek gibi göstermek için kullanılan üç rengin de (kırmızı, yeşil ve mavi) 256`şar tonu gereklidir, bu da renk başına 8 bitten 24 bit yapar. Bu moda True Colour (Gerçek Renk) adı verilir. Fakat çoğu güncel ekran kartı görüntü belleğini kullanma yöntemleri yüzünden pikselleri bu modda göstermek için 32 bite ihtiyaç duyarlar. Kalan 8 bit alpha kanalı (piksellerin saydamlık bilgisini tutar) için kullanılır.
High Colour (16 bit) modunda ise yeşil için altı ve maviyle kırmızı için de beşer bit kullanılır. Yeşil için 64, maviyle kırmızı için de renk başına 32 farklı yoğunluk vardır bu modda. Renk kalitesinde 32 bite göre çok az fark olsa da piksel başına 4 yerine 2 byte (8 bit = 1 byte) hafıza gerekeceğinden 32 bite göre performans avantajı sağlar.
256 renk (8 bit) modu ilk duyuşta size renk fakiri izlenimi verebilir fakat renk paleti denen bir yöntemle bu 8 bit olabilecek en verimli şekilde kullanılarak renk kalitesi biraz arttırılır. Renk paletinin mantığı söyledir: Kullanılacak 256 renk gerçek renk modundaki 3 bytelık renklerden seçilir ve bu renklerden bir renk paleti oluşturulur. Her program ilgili paletteki 256 renkten istediğini seçip kullanabilir. Böylece örneğin kırmızı için iki, mavi ve yeşil için de üçer bit kullanılarak elde edilen renklerden daha canlı renkler elde edilebilir ve elimizdeki 8 bit en verimli şekilde kullanılmış olur.
En çok kullanılan üç renk modunu tanıdık, peki ekran kartımız üretemediği renklere ne yapıyor? Sistemimizin 256 renge ayarlı olduğunu fakat 16 bitlik bir resim dosyası açtığımızı varsayalım. Bu durumda hazırdaki renklerin değişik kombinasyonları kullanılarak üretilemeyen renge yakın bir renk oluşturulur ve bu renk üretilmesi gereken rengin yerine gösterilir. Buna dithering denir. Tabi ki dithering yöntemiyle elde edilmiş bir resmin kalitesi orjinal resme göre göre çok daha düşüktür.
Görüntü Arayüzleri
Önceleri ekrandaki piksellerin adreslenmesi için bir standart olmadığından üreticiler de programcılar da (dolayısıyla son kullanıcılar da) sorun yaşıyorlardı. Bu sorunu çözmek için üreticiler VESA (Video Electronics Standarts Association) adında video protokollerini standartlaştırmayı amaçlayan bir konsorsiyum oluşturdular. VGA ile beraber geriye uyumluluk da sağlanarak çözünürlük sürekli arttı. VGA öncesindekiler de dahil standartlara kısaca bir göz atalım:
MDA (Hercules):
Önceleri ekrandaki piksellerin adreslenmesi için bir standart olmadığından üreticiler de programcılar da (dolayısıyla son kullanıcılar da) sorun yaşıyorlardı. Bu sorunu çözmek için üreticiler VESA (Video Electronics Standarts Association) adında video protokollerini standartlaştırmayı amaçlayan bir konsorsiyum oluşturdular. VGA ile beraber geriye uyumluluk da sağlanarak çözünürlük sürekli arttı. VGA öncesindekiler de dahil standartlara kısaca bir göz atalım:
MDA (Hercules):
Monochrome Display Adapter, 1981 yılındaki ilk IBM PC`deki ekran kartı. Ekranda yerleri önceden belirlenmiş olan 256 özel karakteri gösterebilyordu sadece. 80 kolona 25 satırlık bir ekranda gösterebildiği yazı karakterlerinin boyutları da önceden belirlenmişti ve grafik görüntülemek mümkün değildi. IBM, bu kartlara ekstra slot masrafından
kurtulmak için bir de yazıcı bağlantı noktası eklemişti.
CGA: Bu arayüzde ekran kartları RGB monitörlerle çalışıp ekranı piksel piksel kontrol edebiliyorlardı. 320x240 çözünürlüğündeki bir ekranda 16 renk üretilebiliyor fakat aynı anda bunlardan sadece 4 tanesi kullanılabiliyordu. 640x200`lük bir yüksek çözünürlük modu vardır ama bu modda sadece 2 renk gösterilebiliyordu. Görüntü kalitesi kötü olsa bile en azından grafik çizilebiliyordu. Zaman zaman piksellerin gidip gelmesi ve ekranda rastgele noktalar oluşmasına rağmen bu standart çok uzun bir süre kullanıldı.
EGA: CGA`dan birkaç yıl sonra sırada Enhanced Graphics Adapter vardı. CGA ile VGA arasındaki bu kartlar 1984`ten IBM`in ilk PS/2 sistemlerini ürettiği 1987`ye kadar kullanıldı. EGA monitörle kullanıldığında üretilen 64 renkten aynı anda 16 tanesi kullanılabiliyordu. Yüksek çözünürlük ve monochrome modları da vardı ,ayrıca eski CGA ve monochrome monitörlerle de uyumluydu. Bu kartlardaki bir yenilik de bellek genişletme kartlarıydı. 64K bellekle satılan bu kartları bellek genişletme kartıyla 128K`ya upgrade etmek mümkündü. Ek olarak satılan IBM bellek kitiyle bir 128K daha eklemek de mümkündü. Sonraları bu kartlar standart olarak 256K bellekle üretilmeye başlandı.
PGA: IBM`in 1984`te piyasaya sürdüğü Professional Graphics Array adını hitap ettiği pazardan alıyordu. 5000 dolara satılıyor ve entegre 8088 işlemcisiyle mühendislik ugulamarıyla diğer alanlardaki bilimsel çalışmalar için 640x480 çözünürlükte 256 renkte saniyede 60 kare hızla 3 boyutlu animasyonları çalıştırabiliyordu. Fiyatı yayılmasını engelledi ve fazla kullanılamadan piyasadan kalktı.
MCGA: 1987`de piyasaya sürülen MultiColor Graphics Array standardındaki ekran kartları teknolojide büyük bir sıçrama yaparak VGA ve SVGA`ya kadar gelen bir gelişimi başlattı. IBM`in Model 25 ve Model 30 PS/2 PC`lerinde anakarta entegre halde geliyordu. Uygun bir IBM monitörle kullanıldığında bütün CGA modlarını da destekliyordu fakat TTL yerine analog sinyallerle çalıştığından daha önceki standartlarla uyumlu değildi. TTL (Transistor ' to 'Transistor Logic) mantığında voltaj seviyesine göre transistörler açılıp kapanır ve sadece 1 ve 0 değerleri oluşur bunu sonucunda. Analog sinyallerdeyse bu kısıtlama yoktur. Analog sinyalleşmenin de sağladığı avantajla MCGA arayüzüyle 256 renk üretilebiliyordu. Bu arayüzle beraber 9 pinlik monitör bağlantısından halen kullanılmakta olan 15 pinlik bağlantıya geçildi.
8514/A: IBM`in MCA veriyoluyla kullanmak için ortaya attığı bu arayüz zamanla yüksek tazeleme hızlarına çıktı. VGA ile aynı monitörü kullanmasına rağmen VGA`dan farklı çalışıyordu. Bilgisayar ekran kartına ne yapması gerektiğini söylüyordu ama ama ekran kartı onu nasıl yapacağını kendisi ayarlıyordu. Örneğin ekrana bir çember çizileceği zaman VGA`daki gibi işlemci görüntüyü piksel piksel hesaplayıp ekran kartına yollamıyordu. Bunun yerine ekran kartına çember çizileceğini söylüyordu ve ekran kartı da çemberi çizmek için piksel hesaplarını kendisi yapabiliyordu. Bu yüksek seviyeli komutlar standart VGA ile komutlarından çok farklıydı. Bu standart çıktığı zamanın daha ilerisindeydi ve VGA`dan daha kaliteli görüntü sonuyordu ama fazla destek bulamadığı için yayılma imkanı bulamadan piyasan kalktı. IBM üretimi durdurup aynı daha daha fazla renk gösterebilen XGA üzerine yoğunlaştı. XGA 1990`da piyasaya çıktıktan sınra MicroChannelplatformları için standart oldu.
VGA: 2 Nisan 1987`de, MCGA ve 8514/A ile aynı günde IBM tarafından tanıtılan Video Graphics Array aradan sıyrılarak masaüstü için standart olmayı başardı. IBM yeni bilgisayarlarında bu chipleri anakarta entegre ederken eski bilgisayarlarda da kullanılabilmeleri için 8 bitlik bir arayüzle anakarta bağlanabilen bir ayrı bir kart halinde de geliştirdi. IBM üretimi durdurduktan sonra bile değişik firmalar üretime devam ettiler. VGA ile 262144 renklik bir paletten seçilen 256 renk aynı anda kullanılabiliyordu. 640x480`lik standart çözünürlükte aynı anda 16 renk gösterilebiliyordu. Ayrıca 64 renk gri tonlama ile siyah beyaz monitörlerde renk siğmilasyonu yapabiliyordu.
SVGA: Super VGA ilk SVGA kartlardan güncel kartlara kadar çok fazla kartı kapsayan geniş bir standart. SVGA ile birlikte ekran kartları için aygıt sürücüsü kavramı ortaya çıktı. Kartların yanında verilen sürücülerle ilşetim sistemleri kartların tüm özelliklerini kullanabiliyorlardı. SVGA ile milyonlarca renk değişik çözünürlüklerde gösterilebiliyor fakat bunun sınırları karta ve üreticiye bağlı. SVGA değişik şirketler tarafından kullanılan ortak bir kavram olduğundan başlarda eski standartlar gibi çok katı sınırları yoktu. Bunun üzerine VESA bir SVGA standardı belirledi. VESA BIOS Extension adında standart bir arayüz belirlendi ve bu sayede programcılar her kart için ayrı kod yazma zahmetinden kurtuldular. Üreticiler bu arayüzü benimsemek istemediler ve başlarda kartların yanında verilen ve her boot işleminden sonra çalıştırılan bir programla kartlarını bu BIOS uzantılarıyla uyumlu hale getirdiler fakat sonunda bunu kartların BIOS`larına entegre ettiler. SVGA ile 800x600 çözünürlüğe çıkıldı.
SVGA'dan sonra IBM XGA ile 1024x768 çözünürlüğe geçerken sonraki basamak olan 1280x1024`e de bir VESA standardı olan SXGA ile geçildi. Sonra da UXGA ile de 1600x1200 çöznürlüğe geçildi. Çözünürlükteki 4:3 oranı sadece SXGA ile bozuldu, bu standartta oran 5:4`tür.
Bir ekran kartı temel olarak 3 bileşenden oluşur: Grafik işlemcisi, bellek ve RAMDAC.
* Grafik İşlemcisi: Güncel kartlar için grafik işlemcisi görüntü hesaplamalarını yapmak için ekran kartının üzerine oturtulmuş bir CPU`dur dersek yanlış olmaz. Son zamanlarda grafik işlemcileri yapı ve karmaşıklık bakımından CPU`ları solladılar ve işlev bakımından da görüntü üzerine yoğunlaşmış bir CPU niteliğine kavuştular. CPU`ya neredeyse hiç yük bindirmeden üç boyutlu işlemcleri tek başlarına tamamlayabiliyorlar artık. Bu yüzden de güncel grafik işlemcileri GPU (Graphics Processing Unit - Grafik İşlemci Birimi) adıyla anılıyorlar.
* Görüntü Belleği: Ekran kartının üzerinde bulunur ve görüntü hesaplamalarıyla ilgili veriler burada saklanır. Sisteminizdeki ana bellek gibi çalışır, yalnız burada bu belleğin muhattabı CPU değil görüntü işlemcisidir. Önceleri ekran kartlarının ayrı bellekleri yoktu fakat görüntü işlemcileri hızlanıp geliştikçe ekran kartları sistemden yavaş yavaş bağımsızlıklarını ilan etmeye başladılar. Bellek miktarı kadar ekran kartının sıkıştırma algoritmalarıyla bu belleği ne kadar verimli kullanabildiği de önemlidir.
* RAMDAC: Monitörlerdeki analog sinyallerden bahsetmiştik, işte RAMDAC (RAM Dijital-to-Analog Converter) görüntü belleğindeki verileri analog RGB (Red Green Blue, monitörde renklerin bu üç renkten türetildiğini yazmıştık) sinyallerine çevirerek monitör çıkışına verir. Monitörde kullanılan üç ana renk için de birer RAMDAC ünitesi vardır ve bunlar her saniye belirli bir sayıda görüntü belleğini tarayıp oradaki verileri analog sinyallere dönüştürürler. RAMDAC`in bu işlemi ne kadar hızlı yapabildiği ekran tazeleme hızını belirler. Bu hız Hz cinsinden belirtilir ve ekrandaki görüntünün saniyede kaç kere yenilendiğini gösterir. Örneğin monitörünüz 60 Hz`te çalışıyorsa gördüğünüz görüntü saniyede 60 kere yenilenir. Ekran tazeleme hızını mümkün olduğu kadar 85 Hz`in altına çekmemenizi öneririm, daha düşük tazeleme hızları göz sağlığınız için zararlı olabilir. Tabi bu gözünüzün ne kadar hassas olduğuna da bağlı, bazı gözler 75 ve 85 Hz arasındaki farkı hissedemezken bazıları ilk bakışta bunu anlayabilir. RAMDAC`in iç yapısı ve özellikleri hangi çözünürlükte ne kadar rengin gösterilebileceğini de belirler.
LCD ekranlar yapıları gereği dijtal olduklarından RAMDAC`ten değil de direk görüntü belleğinden görüntü bilgisini alıp kullanabilirler. Bunun için DVI (Digital Video Interface) adında özel bir bağlantı kullanırlar. Bu konuya ileride "Monitörler Nasıl Çalışır?" yazısında detaylı olarak değineceğiz.
* BIOS: Ekran kartlarının da birer BIOS'ları vardır. Burada ekran kartının çalışma parametreleri, temel sistem fontları kayıtlıdır. Ayrıca bu BIOS sistem açılırken ekran kartına ve onun belleğine de küçük bir test yapar.
RAM'LER HAKKINDA BİLGİLER
PC'lerimizdeki bellekler, sistemde yer alan işlemci ve grafik kartları gibi veri yaratan ve işleyen birimlerin ortaya çıkardığı verilerin uzun ya da kısa süreli olarak saklandığı işlevsel birimlerdir. Sabit disk sürücüler, sistem RAM'leri, işlemcilerin içindeki cache diye tabir edilen bellekler, BIOS'un saklandığı EPROM'lar, grafik kartlarının üzerindeki RAM'ler, CD'ler, disketler v.s. hepsi PC'lerde yer alan bellek türleridir.
Bellek kavramı bu derece geniş bir konu olmasına rağmen bu yazıda konumuz olan bir çoğumuzun oldukça aşina olduğu, hep daha fazla olmasını hayal ettiğimiz ve hatta yeri geldiğinde overclock denemelerimize bile dahil ettiğimiz sistem RAM'i denilen bellekler. Peki RAM ne demek? RAM, İngilizcesi Random Access Memory, Türkçesiyle Rastgele Erişilebilir Bellek kelimelerinin başharflerinden oluşan bir kısaltma. Bu noktada, belleklerin RAM'ler ve Sadece Okunabilir Bellekler yani ROM'lar (Read Only Memory) şeklinde sınıflandırıldığını hatırlatmak isteriz. RAM'ler veriyi saklamak için beslemeye yani elektrik enerjisine ihtiyaç duyduğu halde ROM'lar besleme olmasa bile veriyi saklayabilirler. Ayrıca, ROM'lar genellikle, kısaltmanın açılımından da anlaşıldığı gibi sadece okuma amacıyla kullanılırlar. Üzerlerinde saklı verinin kullanıcı tarafından kolayca değiştirilmemesi hedeflenir.
RAM'lerin en başta gelen özelliklerinden birisi ' ki RAM ismini almalarından sorumlu olan da budur - sakladıkları verilere manyetik teyplerdeki ya da CD-ROM'lardaki sıralı erişimin aksine, sırasız ve hızlı bir şekilde rastgele erişime imkan vermeleridir. Erişimde sağladıkları hız, RAM'lerin sistemde bu denli önemli ve performansı belirleyici olmalarında en önde gelen etkendir. Veri barındırma kapasiteleri ve hız konusunda, merkezi işlemci üzerindeki düşük kapasiteli ancak çok hızlı bir RAM olan cache belleklerle, kapasiteleri günümüzde inanılmaz boyutlara ulaşmış olan sabit disk sürücüler arasında yer alırlar ve bir çeşit tampon görevi görürler. İşletim sistemi, sabit sürücünün yavaşlığını gizlemek amacıyla, yakın gelecekte ihtiyaç duyulabilecek veriyi henüz ihtiyaç durumu ortaya çıkmadan sabit diskten sistem RAM'leri üzerine yükler ve gerektiğinde hızlı bir şekilde işlemcideki cache belleğe iletilmesini sağlar.
RAM'lerin sistem içindeki yerlerini tanımladıktan sonra simdi de teknolojinin ve erişim protokollerinin ortaya çıkardığı RAM türlerini inceleyelim.
RAM Çeşitleri
RAM'lerin, fiziksel yapıları ve çalışma prensipleri itibariyle mikroişlemcilerden hiç bir farkı yok. Tıpkı mikroişlemciler gibi, silikon üzerine işlenmiş çok sayıda transistörün, bu defa ağırlıklı olarak veri erişiminin kontrolü ve verinin saklanmasıyla ilgili belli işlevleri yerine getirmek amacıyla birbirine bağlanmasıyla ortaya çıkmış ve nispeten daha az karmaşık olan elektronik yapılar. Bu yüzden mikroişlemci teknolojileriyle RAM teknolojilerini ilgilendiren konular tamamıyla ortak. RAM teknoljilerini süren hedef, mikroişlemcilerde olduğu gibi, daha küçük transistörler üretmek, bu sayede aynı büyüklükte bir silikon parçasına daha fazla transistör yani daha fazla işlev sığdırmak ve silikonun daha hızlı çalışmasını sağlamaktır. Bu amaca ulaşma yolunda karşılaşılan engellerin çoğu üretim teknolojilerindeki gelişmelerle aşılmakta olup geri kalan kısım ise geliştirilen daha akıllı algoritmalar ve protokollerle çözülüyor. İşte RAM türlerini bu protokoller belirliyor.
Dizüstü PC'lerde kullanılan SO-DIMMMasaüstü PC'lerdi kullanılan DIMM
Çoğumuz, SDR-RAM, DDR-RAM, DDR II RAM, RDRAM ve hatta artık mazi de kalmış olsa da EDO RAM gibi kısaltmaları duymuşuzdur. Bu kısaltmalar, RAM'e erişmek, yani RAM'den veri okumak ya da RAM'e veri yazmak için kullanılan protokol hakkında bize bilgi verir. Örnek olarak, günümüzde en popüler RAM türü olan DDR bellekleri verebiliriz. Buradaki DDR (Double Data Rate) kısaltması, çift veri hızlı bellekler anlamında kullanılıyor. Bir önceki nesil bellek türlerine isim veren SDR (Single Data Rate) kısaltması ise tek veri hızlı RAM'leri simgeliyor. Bu kısaltmaları daha detaylı açıklayabilmek için sonraki bölümlerde değineceğimiz bazı kavramları anlamak gerekiyor. Bu noktada, ön bilgi olarak söyleyebileceğimiz, DDR ve SDR kavramlarının senkron olarak çalışan, yani veri akışının bir saat işaretiyle düzende tutulduğu tip RAM'lerde, bir saat periyodu içinde gerçekleşen veri akış hızını belirttikleri olacaktır. RD-RAM ise RAMBUS firması tarafından geliştirilen RAMBUS veriyolu üzerinde çalışan, bazı yönlerden DDR'a benzeyen, İngilizce'deki 'RAMBUS Direct' kelimelerinin baş harflerinden ismini alan bir RAM türüdür.
Çalışma Prensipleri
Anakartlarımızdaki bellek soketlerine yerleştirdiğimiz baskı devreleri, anakarta bağlandıkları veri yolunun genişliğine göre DIMM (Dual Inline Memory Module) ve SIMM (Single Inline Memory Module) gibi kısaltmalarla adlandırıyoruz; sanırız bunun da haklı bir sebebi var (!). Bugünlerde en popüler olanı, üzerinde genellikle bant genişliği yüksek ve dolayısıyla daha geniş veriyoluna ihtiyaç duyan DDR bellek yongalarını barındıran DIMM'ler. Dizüstü bilgisayarlarda kullanılan DIMM'ler fazla yer kaplamamaları için küçük olduklarından SO-DIMM (Small Outline Dual Inline Memory Module) yani küçük izdüşümlü RAM adını alıyorlar. DIMM'lere baktığımızda, genellikle 4,8 ya da 16 gibi belli sayılarda bellek yongaları, dirençler ve kondansatörlerin yanısıra SPD (Serial Presence Detect) denilen bir ROM yongası bulunduğunu görebiliriz.
DIMM üzerindeki bellek yongaları (büyük olanlar) ve SPD yongası (sol alt köşe)
SPD yongası üzerinde, yazımızın ilerleyen bölümlerinde daha detaylı değineceğimiz, baskı devre üzerindeki bellek yongalarıyla ilgili çeşitli parametreler saklanır. Bu parametrelerin zamanlamayla ilgili olanları (örn. CAS gecikmesi), üretimden sonra yapılan perfromans testleri sonucunda modülün kararlı olarak çalışabileceği en üst performansı gerçekleyecek şekilde belirlenir ve SPD üzerine işlenir. Bellek modülü anakarta yerleştirildikten sonra, SPD üzerindeki bu parametreler boot esnasında BIOS tarafından okunur ve sistemin bellek kontrolüyle ilgili kısımları (yonga seti) gerektiği şekilde haberdar edilir, böylece bellekle olan iletişim sağlanmış olur. Bellek modülünün üreticisi olan firmanın kodu, modülün üretim tarihi, seri numaralrı, bellek yongalarının kapasiteleri ve erişimleriyle ilgili bilgiler SPD yongasında saklanan diğer bilgiler arasında yer alır.
Bizi ilgilendiren asıl kısım ise bellek yongaları. Bunlar, tıpkı mikroişlemciler gibi, kılıflanmış tümleşik devreler. Üretim teknolojisi yani transistörlerin minyatürleştirilmesi bakımından bazı durumlarda işlemcilerden bir nesil önde gidenlerine rastlamak bile mümkün. Yonga üzerinde yer alan ve milyonlarcasının bir araya gelerek bellek dizisini oluşturduğu temel yapı, verinin en temel hali olan bir bitlik veriyi yani ikilik düzendeki 0 veya 1 bilgisini saklamakla sorumlu RAM hücresidir. Bir yongada bu hücreden milyonlarcası kullanıldığından, tasarım ve üretimde çalışan mühendisleri meşgul tutan ve para kazanmalarını sağlayan konuların başında bu bellek hücresini en az yer kaplayacak, en az fireyle en verimli şekilde üretilebilecek şekilde tasarlamak yer alır.
Bellek yongasının nasıl çalıştığını anlamak için önce bu tümdevrenin yapısını inceleyelim. Elimizde bir bellek dizini var. Bu dizini belli sayıda satır ve sütünlardan oluşan iki boyutlu bir tablo olarak düşünebiliriz. Tablomuzun yapıtaşları ise bahsettiğimiz RAM hücreleri. Bu tablo üzerindeki herhangi bir hücreye erişmek (yazmak ya da okumak) için o hücrenin tablodaki konumunu, yani, hangi satır ve sütünun kesişim noktasında bulunduğunu vermemiz gerekir. Bu konum bilgisine adres diyoruz. Erişimi kolaylaştırmak için genelde bellek tablomuz yonga üzerinde daha küçük alt tablolara bölünmüştür. Bu alt tablolara banka (bank) deniyor. Günümüzde bellek yongaları genelde 4 bankalı olarak tasarlanıyor. Kısaca, adresimiz satır ve sütün numaralarının yanısıra bir banka numarasını da içeriyor. Bu sayede bellek yongası hangi bankanın kaçıncı satırındaki kaçıncı sütunundaki hücreye erişim yapılmak istendiğini biliyor. İşlemcilerin belleğe erişirken kullandığı en küçük veri birimi tek bir bit yerine 8 bitten oluşan bayt (byte)'tır. Bu yüzden bellek yongalarında erişilebilen en küçük veri birimi de byte olarak düzenlenmiştir. Böylece bellek tablomuz satır, sütun ve banka adres bilgileriyle erişilen byte'lardan oluşuyor. Diğer bir deyişle bir byte'ı oluşturan ve tablomuzda yanyana konumlanmış olan 8 RAM hücresi aynı anda okunuyor ya da yazılıyor. Bu aslında gerçekte olanın basitleştirilmiş hali. Kullandığımız bellek modüllerinde anakarta bağlantıyı sağlayan veri yolunun genişliği göze önüne alındığında - ki bu DIMMlerde 128 bittir - aynı anda çok sayıda byte okumak mümkün (128bit/8bit=16 byte).
Sanıyorum ki bu noktada bir bankanın yapısını ve nasıl işlediğini incelemek yerinde olacaktır. Bu kısımda günümüzde en popüler olan SDR-RAM ve DDR-RAM bellek tiplerinin temel çalışma prensibi olan dinamik RAM nasıl çalışır hep birlikte göreceğiz. Bahsettiğimiz gibi, banka, esas olarak belli sayıda satır ve sütunlardan oluşan bir byte tablosu. Bu tablodan byte'larımızı okumak için satır ve sütun numarasını yani adresini vermemiz yeterli. Simdi byte'larımızı oluşturan bitlerimize yani RAM hücrelerimize döndüğümüzde nasıl oluyor da bu hücrelerde saklanan veri ile dışarı dünya arasında iletişim sağlanıyor biraz daha yakından bakalım.
RAM hücremizi dışarıya bir vanayla bağlı olan bir hazne olarak düşünelim. Verimizi yani hücrelerde saklanan 0 veya 1 değerlerinden birini saklayan bitlerimizi de haznemizin boş ya da dolu olma durumu olarak, suyu ise yine aktığını varsayabileceğimiz elektriksel yük yani elektronlar olarak modelleyelim. Buna modele göre, RAM hücrelerimiz, yani küçük su hazneciklerimiz, saklayacakları veri 0 ise boş, 1 ise dolu oluyor. Bellek tablomuzda bir sütunda yer alan yani dikey olarak komşu olan haznelerin tümü ortak bir boruya bağlı. Her sütunda bulunan bu ortak borunun elektronikteki karşılığı bit hattı. Bit hattına her okuma veya yazma işleminden önce ayrı bir vana üzerinden su dolduruluyor. Buna birazdan daha detaylı deyineceğiz. Bu boruların bir ucunda, borudaki su seviyesini algılayan algı yükselticisi denilen birimler bulunuyor. Erişim sırasında, önce adresin gösterdiği satırdaki bütün hazneleri bulundukları sütunlardaki ana boruya bağlayan küçük vanalar aynı anda açılıyor ve tüm satırın sakladığı veri okunuyor. Sıra geliyor bu satırın hangi sütununun ayıklanacağına. Bunun için, bir kısmı satırla ilgili işlemlere eş zamanlı olarak, adresin gösterdiği sütun numarası çözümleniyor, o sütuna ait byte'ın algılayıcılarına algıla komutu veriliyor ve o byte okunmuş oluyor.
Hazne 0 mı yoksa 1 mi saklıyor bilmek istediğimizde, yani hücremizi okumak istediğimizde, haznemizi bit hattına bağlayan vanasını açıyoruz. Haznemiz boş ise önceden ağzına kadar suyla dolu olan borudaki (bit hattı) suyun haznemizin alabileceği kadar kısmı haznemizin içine doluyor ve ana borumuzdaki su biraz eksiliyor. Bit hattımızın ucunda yer alan su seviyesi algılayıcısı (algı yükselticisi), boru tamamen su doluysa 1, bir hazne kadar su eksilmişse 0 veriyor. Her sütunun altında o sütunun ana borusuna bağlı bir algılayıcı yer alıyor. Tekrar okuma işlemine geri dönersek, haznemiz okuma öncesi haznemiz boş ise yani 0 saklıyorsa vanası açıldığında ana borudaki su içine doluyor, ana borudaki su seviyesi düşüyor ve algılayıcımız 0 veriyor yani hücremizde saklanan veriyi doğru olarak dışarı aktarıyor. Haznemiz okuma öncesi zaten dolu ise (1 saklanıyorsa) haznemizin vanası açıldığında hiçbir su akışı olmuyor ve algılayıcımız dışarıya 1 değerini doğru olarak iletiyor. Bu noktada önemli bir konuyu açıklamak gerekiyor ki eminim bazı okuyucularımızın dikkatinden kaçmamıştır. Haznemiz 0 saklıyorsa yani boşsa, okuma işleminden sonra içine su doluyor, dolayısıyla içeriği bozuluyor ve bir anda 1 saklıyormuş durumuna geliyor. Aynı olay 1 saklama durumunda gerçekleşmiyor. Peki bu pratikte nasıl engelleniyor? Unutmayalım ki amacımız hazneyi, içeriğini bozmadan okuyabilmek. Basit bir fikir olarak, okuma işleminden sonra algılayıcımızın algıladığı değeri hücremize tekrar yazmak aklımıza gelebilir ancak bu performans açısından büyük kayıp olur. Düşünsenize, 0 olan her bit için her okuma sonrası bir de yazma işlemi için bekle. Gerçekte olay çok daha basit: Haznemiz ana borudaki suyun içine akmasına izin veriyor ancak bu suyu içinde saklamıyor, bunun yerine bir bakıma kanalizasyon diye nitelendirecegimiz çok daha büyük ve bellekteki her hazne tarafından paylaşılan başka bir hazneye başka bir kanalla boşaltıyor. Hücremizi kanalizasyona bağlayan kanal yine bir vana tarafından kontrol ediliyor. Haznemiz doluyken, kendi içindeki bir geri beslemeyle bu vana kapalı tutuluyor ve böylece hazneden kanalizasyona su kaçışı engelleniyor. Hazne boşken ise bu vana açılıyor. Bu kanalizasyonun elektronikteki karşılığı toprak. Böylece boşsa yine boş kalarak ama yapması gerektiği gibi bağlı olduğu sütunun bit hattındaki yani ana borusundaki suyun seviyesini azaltarak sakladığı verinin algılayıcı tarafından doğru olarak algılanmasını sağlıyor.
Okuma işlemini biraz olsun açıklığa kavuşturduktan sonra bakalım yazma işlemi nasıl gerçekleşiyor. Yazma işleminde amacımız haznemizin içeriğini gereken durumlarda değiştirmek. Gereken durumlardan kastettiğimiz, hücremize yazmak istediğimiz değer, hücremizin hali hazırda sakladığıyla aynıysa, herhangi bir değişikliğe gerek olmaması. Mekanizma, okumayla hemen hemen aynı. Yazma işlemi öncesi tıpkı okumada olduğu gibi sütuna ait ana boru suyla dolduruluyor. Bunun yapılma sebebi, önceden gerçekleşmiş bir yazma veya okuma işlemi nedeniyle ana borudaki su seviyesinde azalma olduysa bu eksiği tamamlamak, çünkü gördüğümüz gibi bu temel çalışma prensiplerinden birisi. Yazma işlemi sırasında istenilen hücrenin (haznenin) vanası açılıyor ve yazmak istediğimiz verinin 0 ya da 1 olmasına göre algılayıcıların bulunduğu ucundan ya haznenin bağlı bulunduğu sütundaki ana borudan yüksek basınçla su emiliyor (0) ya da boruya yüksek basınçta su basılıyor (1). Haznemiz boşsa vanası açılınca bir ucundan zaten ana borudan su emildiği için yine boş kalıyor, içine su dolmuyor. Aynı şekilde haznemiz doluysa ve 1 yazılmak isteniyorsa boruya basınçlı bir şekilde su basıldığı için haznemiz yazma işlemi sırasında yine dolu kalıyor. Öte yandan, haznemiz boş ise ve 1 yazılacaksa, yani dolması isteniyorsa, vanası açıldığında ana borudaki basınçlı su, hücrenin kanalizasyona olan su akışını bastırarak dolmasını sağlıyor ve hazne dolunca da geri besleme mekanizmasıya kanalizasyona açılan vana kapanıyor, haznemiz dolu kalıyor ve böylece sakladığı yeni veri 1 olarak değişmiş oluyor. Benzer şekilde, haznemiz dolu ise ve 0 yazılmak yani boşaltılmak isteniyorsa, yazma işlemi sırasında borunun ucundan basınçla su emiliyor, haznemizin vanası açıldığında emme gücüyle dolu olan haznemizdeki su da ana boruya çekilerek emiliyor. Hazne boşaldığında kanalizasyona olan bağlantı da boşalma işlemine destek olarak açılıyor ve işlem sonunda ana boruya bağlantı vanası kapandığımnda hücremiz boş olarak yeni verisi olan 0'ı saklamış oluyor.
Bir seviye üste çıktığımızda, bankaların ortak bir veri hattına birarada bağlanmasıyla ana bellek tablomuzun oluştuğunu görürüz. Bellek tablosunun yanında, adreste gösterilen banka numarasını çözen, yongayı gerektiğinde güç tasarrufu gibi nedenlerle kapatıp açılmasını, belirli komutların çalıştırılmasını kontrol eden kontrol yazmaçları (mode register) ve saat sinyalinin alınıp bankalara dağıtılmasını sağlayan sürücü devreleri bellek yongasını oluşturur.
PC'lerimizdeki bellekler, sistemde yer alan işlemci ve grafik kartları gibi veri yaratan ve işleyen birimlerin ortaya çıkardığı verilerin uzun ya da kısa süreli olarak saklandığı işlevsel birimlerdir. Sabit disk sürücüler, sistem RAM'leri, işlemcilerin içindeki cache diye tabir edilen bellekler, BIOS'un saklandığı EPROM'lar, grafik kartlarının üzerindeki RAM'ler, CD'ler, disketler v.s. hepsi PC'lerde yer alan bellek türleridir.
Bellek kavramı bu derece geniş bir konu olmasına rağmen bu yazıda konumuz olan bir çoğumuzun oldukça aşina olduğu, hep daha fazla olmasını hayal ettiğimiz ve hatta yeri geldiğinde overclock denemelerimize bile dahil ettiğimiz sistem RAM'i denilen bellekler. Peki RAM ne demek? RAM, İngilizcesi Random Access Memory, Türkçesiyle Rastgele Erişilebilir Bellek kelimelerinin başharflerinden oluşan bir kısaltma. Bu noktada, belleklerin RAM'ler ve Sadece Okunabilir Bellekler yani ROM'lar (Read Only Memory) şeklinde sınıflandırıldığını hatırlatmak isteriz. RAM'ler veriyi saklamak için beslemeye yani elektrik enerjisine ihtiyaç duyduğu halde ROM'lar besleme olmasa bile veriyi saklayabilirler. Ayrıca, ROM'lar genellikle, kısaltmanın açılımından da anlaşıldığı gibi sadece okuma amacıyla kullanılırlar. Üzerlerinde saklı verinin kullanıcı tarafından kolayca değiştirilmemesi hedeflenir.
RAM'lerin en başta gelen özelliklerinden birisi ' ki RAM ismini almalarından sorumlu olan da budur - sakladıkları verilere manyetik teyplerdeki ya da CD-ROM'lardaki sıralı erişimin aksine, sırasız ve hızlı bir şekilde rastgele erişime imkan vermeleridir. Erişimde sağladıkları hız, RAM'lerin sistemde bu denli önemli ve performansı belirleyici olmalarında en önde gelen etkendir. Veri barındırma kapasiteleri ve hız konusunda, merkezi işlemci üzerindeki düşük kapasiteli ancak çok hızlı bir RAM olan cache belleklerle, kapasiteleri günümüzde inanılmaz boyutlara ulaşmış olan sabit disk sürücüler arasında yer alırlar ve bir çeşit tampon görevi görürler. İşletim sistemi, sabit sürücünün yavaşlığını gizlemek amacıyla, yakın gelecekte ihtiyaç duyulabilecek veriyi henüz ihtiyaç durumu ortaya çıkmadan sabit diskten sistem RAM'leri üzerine yükler ve gerektiğinde hızlı bir şekilde işlemcideki cache belleğe iletilmesini sağlar.
RAM'lerin sistem içindeki yerlerini tanımladıktan sonra simdi de teknolojinin ve erişim protokollerinin ortaya çıkardığı RAM türlerini inceleyelim.
RAM Çeşitleri
RAM'lerin, fiziksel yapıları ve çalışma prensipleri itibariyle mikroişlemcilerden hiç bir farkı yok. Tıpkı mikroişlemciler gibi, silikon üzerine işlenmiş çok sayıda transistörün, bu defa ağırlıklı olarak veri erişiminin kontrolü ve verinin saklanmasıyla ilgili belli işlevleri yerine getirmek amacıyla birbirine bağlanmasıyla ortaya çıkmış ve nispeten daha az karmaşık olan elektronik yapılar. Bu yüzden mikroişlemci teknolojileriyle RAM teknolojilerini ilgilendiren konular tamamıyla ortak. RAM teknoljilerini süren hedef, mikroişlemcilerde olduğu gibi, daha küçük transistörler üretmek, bu sayede aynı büyüklükte bir silikon parçasına daha fazla transistör yani daha fazla işlev sığdırmak ve silikonun daha hızlı çalışmasını sağlamaktır. Bu amaca ulaşma yolunda karşılaşılan engellerin çoğu üretim teknolojilerindeki gelişmelerle aşılmakta olup geri kalan kısım ise geliştirilen daha akıllı algoritmalar ve protokollerle çözülüyor. İşte RAM türlerini bu protokoller belirliyor.
Dizüstü PC'lerde kullanılan SO-DIMMMasaüstü PC'lerdi kullanılan DIMM
Çoğumuz, SDR-RAM, DDR-RAM, DDR II RAM, RDRAM ve hatta artık mazi de kalmış olsa da EDO RAM gibi kısaltmaları duymuşuzdur. Bu kısaltmalar, RAM'e erişmek, yani RAM'den veri okumak ya da RAM'e veri yazmak için kullanılan protokol hakkında bize bilgi verir. Örnek olarak, günümüzde en popüler RAM türü olan DDR bellekleri verebiliriz. Buradaki DDR (Double Data Rate) kısaltması, çift veri hızlı bellekler anlamında kullanılıyor. Bir önceki nesil bellek türlerine isim veren SDR (Single Data Rate) kısaltması ise tek veri hızlı RAM'leri simgeliyor. Bu kısaltmaları daha detaylı açıklayabilmek için sonraki bölümlerde değineceğimiz bazı kavramları anlamak gerekiyor. Bu noktada, ön bilgi olarak söyleyebileceğimiz, DDR ve SDR kavramlarının senkron olarak çalışan, yani veri akışının bir saat işaretiyle düzende tutulduğu tip RAM'lerde, bir saat periyodu içinde gerçekleşen veri akış hızını belirttikleri olacaktır. RD-RAM ise RAMBUS firması tarafından geliştirilen RAMBUS veriyolu üzerinde çalışan, bazı yönlerden DDR'a benzeyen, İngilizce'deki 'RAMBUS Direct' kelimelerinin baş harflerinden ismini alan bir RAM türüdür.
Çalışma Prensipleri
Anakartlarımızdaki bellek soketlerine yerleştirdiğimiz baskı devreleri, anakarta bağlandıkları veri yolunun genişliğine göre DIMM (Dual Inline Memory Module) ve SIMM (Single Inline Memory Module) gibi kısaltmalarla adlandırıyoruz; sanırız bunun da haklı bir sebebi var (!). Bugünlerde en popüler olanı, üzerinde genellikle bant genişliği yüksek ve dolayısıyla daha geniş veriyoluna ihtiyaç duyan DDR bellek yongalarını barındıran DIMM'ler. Dizüstü bilgisayarlarda kullanılan DIMM'ler fazla yer kaplamamaları için küçük olduklarından SO-DIMM (Small Outline Dual Inline Memory Module) yani küçük izdüşümlü RAM adını alıyorlar. DIMM'lere baktığımızda, genellikle 4,8 ya da 16 gibi belli sayılarda bellek yongaları, dirençler ve kondansatörlerin yanısıra SPD (Serial Presence Detect) denilen bir ROM yongası bulunduğunu görebiliriz.
DIMM üzerindeki bellek yongaları (büyük olanlar) ve SPD yongası (sol alt köşe)
SPD yongası üzerinde, yazımızın ilerleyen bölümlerinde daha detaylı değineceğimiz, baskı devre üzerindeki bellek yongalarıyla ilgili çeşitli parametreler saklanır. Bu parametrelerin zamanlamayla ilgili olanları (örn. CAS gecikmesi), üretimden sonra yapılan perfromans testleri sonucunda modülün kararlı olarak çalışabileceği en üst performansı gerçekleyecek şekilde belirlenir ve SPD üzerine işlenir. Bellek modülü anakarta yerleştirildikten sonra, SPD üzerindeki bu parametreler boot esnasında BIOS tarafından okunur ve sistemin bellek kontrolüyle ilgili kısımları (yonga seti) gerektiği şekilde haberdar edilir, böylece bellekle olan iletişim sağlanmış olur. Bellek modülünün üreticisi olan firmanın kodu, modülün üretim tarihi, seri numaralrı, bellek yongalarının kapasiteleri ve erişimleriyle ilgili bilgiler SPD yongasında saklanan diğer bilgiler arasında yer alır.
Bizi ilgilendiren asıl kısım ise bellek yongaları. Bunlar, tıpkı mikroişlemciler gibi, kılıflanmış tümleşik devreler. Üretim teknolojisi yani transistörlerin minyatürleştirilmesi bakımından bazı durumlarda işlemcilerden bir nesil önde gidenlerine rastlamak bile mümkün. Yonga üzerinde yer alan ve milyonlarcasının bir araya gelerek bellek dizisini oluşturduğu temel yapı, verinin en temel hali olan bir bitlik veriyi yani ikilik düzendeki 0 veya 1 bilgisini saklamakla sorumlu RAM hücresidir. Bir yongada bu hücreden milyonlarcası kullanıldığından, tasarım ve üretimde çalışan mühendisleri meşgul tutan ve para kazanmalarını sağlayan konuların başında bu bellek hücresini en az yer kaplayacak, en az fireyle en verimli şekilde üretilebilecek şekilde tasarlamak yer alır.
Bellek yongasının nasıl çalıştığını anlamak için önce bu tümdevrenin yapısını inceleyelim. Elimizde bir bellek dizini var. Bu dizini belli sayıda satır ve sütünlardan oluşan iki boyutlu bir tablo olarak düşünebiliriz. Tablomuzun yapıtaşları ise bahsettiğimiz RAM hücreleri. Bu tablo üzerindeki herhangi bir hücreye erişmek (yazmak ya da okumak) için o hücrenin tablodaki konumunu, yani, hangi satır ve sütünun kesişim noktasında bulunduğunu vermemiz gerekir. Bu konum bilgisine adres diyoruz. Erişimi kolaylaştırmak için genelde bellek tablomuz yonga üzerinde daha küçük alt tablolara bölünmüştür. Bu alt tablolara banka (bank) deniyor. Günümüzde bellek yongaları genelde 4 bankalı olarak tasarlanıyor. Kısaca, adresimiz satır ve sütün numaralarının yanısıra bir banka numarasını da içeriyor. Bu sayede bellek yongası hangi bankanın kaçıncı satırındaki kaçıncı sütunundaki hücreye erişim yapılmak istendiğini biliyor. İşlemcilerin belleğe erişirken kullandığı en küçük veri birimi tek bir bit yerine 8 bitten oluşan bayt (byte)'tır. Bu yüzden bellek yongalarında erişilebilen en küçük veri birimi de byte olarak düzenlenmiştir. Böylece bellek tablomuz satır, sütun ve banka adres bilgileriyle erişilen byte'lardan oluşuyor. Diğer bir deyişle bir byte'ı oluşturan ve tablomuzda yanyana konumlanmış olan 8 RAM hücresi aynı anda okunuyor ya da yazılıyor. Bu aslında gerçekte olanın basitleştirilmiş hali. Kullandığımız bellek modüllerinde anakarta bağlantıyı sağlayan veri yolunun genişliği göze önüne alındığında - ki bu DIMMlerde 128 bittir - aynı anda çok sayıda byte okumak mümkün (128bit/8bit=16 byte).
Sanıyorum ki bu noktada bir bankanın yapısını ve nasıl işlediğini incelemek yerinde olacaktır. Bu kısımda günümüzde en popüler olan SDR-RAM ve DDR-RAM bellek tiplerinin temel çalışma prensibi olan dinamik RAM nasıl çalışır hep birlikte göreceğiz. Bahsettiğimiz gibi, banka, esas olarak belli sayıda satır ve sütunlardan oluşan bir byte tablosu. Bu tablodan byte'larımızı okumak için satır ve sütun numarasını yani adresini vermemiz yeterli. Simdi byte'larımızı oluşturan bitlerimize yani RAM hücrelerimize döndüğümüzde nasıl oluyor da bu hücrelerde saklanan veri ile dışarı dünya arasında iletişim sağlanıyor biraz daha yakından bakalım.
RAM hücremizi dışarıya bir vanayla bağlı olan bir hazne olarak düşünelim. Verimizi yani hücrelerde saklanan 0 veya 1 değerlerinden birini saklayan bitlerimizi de haznemizin boş ya da dolu olma durumu olarak, suyu ise yine aktığını varsayabileceğimiz elektriksel yük yani elektronlar olarak modelleyelim. Buna modele göre, RAM hücrelerimiz, yani küçük su hazneciklerimiz, saklayacakları veri 0 ise boş, 1 ise dolu oluyor. Bellek tablomuzda bir sütunda yer alan yani dikey olarak komşu olan haznelerin tümü ortak bir boruya bağlı. Her sütunda bulunan bu ortak borunun elektronikteki karşılığı bit hattı. Bit hattına her okuma veya yazma işleminden önce ayrı bir vana üzerinden su dolduruluyor. Buna birazdan daha detaylı deyineceğiz. Bu boruların bir ucunda, borudaki su seviyesini algılayan algı yükselticisi denilen birimler bulunuyor. Erişim sırasında, önce adresin gösterdiği satırdaki bütün hazneleri bulundukları sütunlardaki ana boruya bağlayan küçük vanalar aynı anda açılıyor ve tüm satırın sakladığı veri okunuyor. Sıra geliyor bu satırın hangi sütununun ayıklanacağına. Bunun için, bir kısmı satırla ilgili işlemlere eş zamanlı olarak, adresin gösterdiği sütun numarası çözümleniyor, o sütuna ait byte'ın algılayıcılarına algıla komutu veriliyor ve o byte okunmuş oluyor.
Hazne 0 mı yoksa 1 mi saklıyor bilmek istediğimizde, yani hücremizi okumak istediğimizde, haznemizi bit hattına bağlayan vanasını açıyoruz. Haznemiz boş ise önceden ağzına kadar suyla dolu olan borudaki (bit hattı) suyun haznemizin alabileceği kadar kısmı haznemizin içine doluyor ve ana borumuzdaki su biraz eksiliyor. Bit hattımızın ucunda yer alan su seviyesi algılayıcısı (algı yükselticisi), boru tamamen su doluysa 1, bir hazne kadar su eksilmişse 0 veriyor. Her sütunun altında o sütunun ana borusuna bağlı bir algılayıcı yer alıyor. Tekrar okuma işlemine geri dönersek, haznemiz okuma öncesi haznemiz boş ise yani 0 saklıyorsa vanası açıldığında ana borudaki su içine doluyor, ana borudaki su seviyesi düşüyor ve algılayıcımız 0 veriyor yani hücremizde saklanan veriyi doğru olarak dışarı aktarıyor. Haznemiz okuma öncesi zaten dolu ise (1 saklanıyorsa) haznemizin vanası açıldığında hiçbir su akışı olmuyor ve algılayıcımız dışarıya 1 değerini doğru olarak iletiyor. Bu noktada önemli bir konuyu açıklamak gerekiyor ki eminim bazı okuyucularımızın dikkatinden kaçmamıştır. Haznemiz 0 saklıyorsa yani boşsa, okuma işleminden sonra içine su doluyor, dolayısıyla içeriği bozuluyor ve bir anda 1 saklıyormuş durumuna geliyor. Aynı olay 1 saklama durumunda gerçekleşmiyor. Peki bu pratikte nasıl engelleniyor? Unutmayalım ki amacımız hazneyi, içeriğini bozmadan okuyabilmek. Basit bir fikir olarak, okuma işleminden sonra algılayıcımızın algıladığı değeri hücremize tekrar yazmak aklımıza gelebilir ancak bu performans açısından büyük kayıp olur. Düşünsenize, 0 olan her bit için her okuma sonrası bir de yazma işlemi için bekle. Gerçekte olay çok daha basit: Haznemiz ana borudaki suyun içine akmasına izin veriyor ancak bu suyu içinde saklamıyor, bunun yerine bir bakıma kanalizasyon diye nitelendirecegimiz çok daha büyük ve bellekteki her hazne tarafından paylaşılan başka bir hazneye başka bir kanalla boşaltıyor. Hücremizi kanalizasyona bağlayan kanal yine bir vana tarafından kontrol ediliyor. Haznemiz doluyken, kendi içindeki bir geri beslemeyle bu vana kapalı tutuluyor ve böylece hazneden kanalizasyona su kaçışı engelleniyor. Hazne boşken ise bu vana açılıyor. Bu kanalizasyonun elektronikteki karşılığı toprak. Böylece boşsa yine boş kalarak ama yapması gerektiği gibi bağlı olduğu sütunun bit hattındaki yani ana borusundaki suyun seviyesini azaltarak sakladığı verinin algılayıcı tarafından doğru olarak algılanmasını sağlıyor.
Okuma işlemini biraz olsun açıklığa kavuşturduktan sonra bakalım yazma işlemi nasıl gerçekleşiyor. Yazma işleminde amacımız haznemizin içeriğini gereken durumlarda değiştirmek. Gereken durumlardan kastettiğimiz, hücremize yazmak istediğimiz değer, hücremizin hali hazırda sakladığıyla aynıysa, herhangi bir değişikliğe gerek olmaması. Mekanizma, okumayla hemen hemen aynı. Yazma işlemi öncesi tıpkı okumada olduğu gibi sütuna ait ana boru suyla dolduruluyor. Bunun yapılma sebebi, önceden gerçekleşmiş bir yazma veya okuma işlemi nedeniyle ana borudaki su seviyesinde azalma olduysa bu eksiği tamamlamak, çünkü gördüğümüz gibi bu temel çalışma prensiplerinden birisi. Yazma işlemi sırasında istenilen hücrenin (haznenin) vanası açılıyor ve yazmak istediğimiz verinin 0 ya da 1 olmasına göre algılayıcıların bulunduğu ucundan ya haznenin bağlı bulunduğu sütundaki ana borudan yüksek basınçla su emiliyor (0) ya da boruya yüksek basınçta su basılıyor (1). Haznemiz boşsa vanası açılınca bir ucundan zaten ana borudan su emildiği için yine boş kalıyor, içine su dolmuyor. Aynı şekilde haznemiz doluysa ve 1 yazılmak isteniyorsa boruya basınçlı bir şekilde su basıldığı için haznemiz yazma işlemi sırasında yine dolu kalıyor. Öte yandan, haznemiz boş ise ve 1 yazılacaksa, yani dolması isteniyorsa, vanası açıldığında ana borudaki basınçlı su, hücrenin kanalizasyona olan su akışını bastırarak dolmasını sağlıyor ve hazne dolunca da geri besleme mekanizmasıya kanalizasyona açılan vana kapanıyor, haznemiz dolu kalıyor ve böylece sakladığı yeni veri 1 olarak değişmiş oluyor. Benzer şekilde, haznemiz dolu ise ve 0 yazılmak yani boşaltılmak isteniyorsa, yazma işlemi sırasında borunun ucundan basınçla su emiliyor, haznemizin vanası açıldığında emme gücüyle dolu olan haznemizdeki su da ana boruya çekilerek emiliyor. Hazne boşaldığında kanalizasyona olan bağlantı da boşalma işlemine destek olarak açılıyor ve işlem sonunda ana boruya bağlantı vanası kapandığımnda hücremiz boş olarak yeni verisi olan 0'ı saklamış oluyor.
Bir seviye üste çıktığımızda, bankaların ortak bir veri hattına birarada bağlanmasıyla ana bellek tablomuzun oluştuğunu görürüz. Bellek tablosunun yanında, adreste gösterilen banka numarasını çözen, yongayı gerektiğinde güç tasarrufu gibi nedenlerle kapatıp açılmasını, belirli komutların çalıştırılmasını kontrol eden kontrol yazmaçları (mode register) ve saat sinyalinin alınıp bankalara dağıtılmasını sağlayan sürücü devreleri bellek yongasını oluşturur.
MODEMLER HAKKINDA BİLGİLER
GIRIS VE MODEMLERIN TARIHÇESI
Modem kelimesi, MOdulator-DEModulator kelimelerinin birlesiminden olusmustur. Genellikle telefon hatti üzerinden sayisal (digital) verilerin transferinde kullanilir.
Veri gönderen modem, sayisal veriyi telefon hattiyla uyumlu analog sinyallere dönüstürür, bu isleme modülasyon denir. Veri alan modem ise analog isaretleri tekrardan sayisal veriye çevirir bu isleme de demodülasyon denir. Kablosuz modemler ise sayisal verileri radyo sinyallerine dönüstürür.
Modemler, 1960â��li yillardan itibaren terminallerin ana bilgisayarlara telefon hatti üzerinden baglanmasi amaciyla kullanilmaya baslamistir.
Yukaridaki sistemde, merkez disinda bulunan aptal terminal telefon hatti üzerinden yaklasik 300 bps (bit per second-saniye basina bit sayisi) hizindaki modemi kullanarak ana bilgisayardan veri alip veri göndermektedir. Tabi ki günümüzde durum bundan çok farklidir.
1970�lerin sonuna dogru kisisel bilgisayarlarin kullanilmaya baslanmasiyla, BBS�ler (bulletin board sistem) yayginlasmistir.
300 bps insanlara uzunca bir süre yetti çünkü saniyede yaklasik 30 karakter transfer edilebiliyordu (bir kisi zaten saniyede 30 karakter yazamaz
. Insanlar BBSâ��lerden büyük programlar ve resimler alip göndermeye baslayinca, 300 bps yetersiz kalmistir.
* 300 bps � 1960�lardan 1983�lere kadar
* 1200 bps â�� 1984 ve 1985 te popülerlik kazandi
* 2400 bps
* 9600 bps â�� 1990 larda ortaya çikti
* 19.2 kilobit
* 28.8 Kbps
* 33.6 Kbps
* 56 Kbps - 1998 de standart haline geldi
* ADSL, teorik olarak saniyede 8 mbit�e varan veri transferi (Mbps)
MODEM NASIL ÇALISIR?
300 bps modemleri anlatarak baslayalim çünkü bu modemlerin anlasilmasi çok kolaydir. Bu modem sayisal veriyi telefon hatti üzerinden göndermek için Frequency Shift Keying (FSK) yani frekans kaymali anahtarlama teknigini kullanir. Bu metotta farkli bitâ��leri ifade etmek için farkli tinilar yani frekanslar kullanilir.
Bir terminal modem, bilgisayar modemini aradigi zaman, baslangiç modemi olarak adlandirilir ve 0 (sifir) için 1070 hertz frekans, 1 (bir) için 1270 hertz frekans kullanir. Bilgisayar modemine cevaplayan modem denir ve 0 (sifir) için 2025 hertz frekans, 1 (bir) için 2225 hertz frekans kullanarak verileri alir. Çünkü baslangiç ve cevaplayan modemler farkli frekanslar ile iletim yaparlar ve hatti es zamanli olarak kullanirlar. Buna full-duplex islem denir. Sadece tek yönlü veri ileten modemlere half-duplex denir ve pek yaygin degildir.
Iki tane 300 bps modemin birbirine baglandigini düsünelim. Terminaldeki kullanici â��aâ�� harfini girdiginde bu harfin ASCII karsiligi 97â��dir, bilgisayar bu sayiyi ikilik sisteme çevirir 01100001. Terminalin içindeki UART cihazi (universal asynchronous receiver/transmitter â�� evrensel asenkron alici/verici) byteâ��lari bitâ��e çevirerek terminalin içindeki seri port olarakta bilinen RS-232 portâ��una yollar. Terminalin modemi RS-232 portâ��una baglidir ve bitâ��leri alarak telefon hatti üzerinden yollar.
DAHA HIZLI MODEMLER
Modem üreticileri, modemleri daha hizli hale getirmek için FSKâ��dan daha karmasik ve gelismis yöntemler kullanmak zorundaydilar. Ilk önce phase-shift keying (PSK)â��i kullandilar. Daha sonra quadrature amplitude modulation (QAM) teknigini kullandilar. Bu teknikler, 3000 hertz bant genisligine sahip telefon hatti üzerinden çok büyük hizlarda veri aktarimina izin vermistir. 56K modemler en iyi hatlarda bile 48K civarinda baglanarak bu teknigin limitlerine ulasmistir.
Bu hizli modemler gradual degradation teknigini kullanarak, veri göndermeden önce telefon hattini test ederler ve eger telefon hatti modemin hizina yetisemeyecekse modemin hizini düsürürler.
Modemlerin evrimindeki bir sonraki adim asymmetric digital subscriber line (ADSL) ile olmustur. Asymetric (asimetrik) kelimesinin kullanim sebebi bu modemlerin veriyi çok hizli olarak tek bir yönlü degil bir çok yönde göndermesidir. ADSL modemlerin avantaji, kullanici ile telefon sirketi arasindaki mevcut bakir telefon hatlarini kullanmasidir. Bakir teller ses iletimi için yeterli olan 3000 hertzâ��ten fazlasini tasiyabilir. Eger telefon sirketiyle eviniz ADSL modeme sahipse, aranizdaki telefon hatti çok hizli bir dijital veri iletim hattina dönüsür. Ideal sartlarda 1 Mbps veri gönderme, 8 Mbps veri alma hizina sahiptir. Ayni hat ayni anda hem telefon görüsmesi hem de dijital veri iletimi için kullanilir.
ADSL modemin çalisma prensibi basit bir yapidadir. Telefon hattinin 24000 hertz ile 1100000 hertz arasindaki bant genisligi, 4000 hertzâ��lik bölümlere ayrilmistir ve her bir bölüme bir sanal modem atanmistir. Bu 249 sanal modemin her biri kendine ayrilan bant bölümü kullanarak iletim yapar ve bu sanal modemlerin hizlarinin toplami o hattin toplam hizi demektir.
GIRIS VE MODEMLERIN TARIHÇESI
Modem kelimesi, MOdulator-DEModulator kelimelerinin birlesiminden olusmustur. Genellikle telefon hatti üzerinden sayisal (digital) verilerin transferinde kullanilir.
Veri gönderen modem, sayisal veriyi telefon hattiyla uyumlu analog sinyallere dönüstürür, bu isleme modülasyon denir. Veri alan modem ise analog isaretleri tekrardan sayisal veriye çevirir bu isleme de demodülasyon denir. Kablosuz modemler ise sayisal verileri radyo sinyallerine dönüstürür.
Modemler, 1960â��li yillardan itibaren terminallerin ana bilgisayarlara telefon hatti üzerinden baglanmasi amaciyla kullanilmaya baslamistir.
Yukaridaki sistemde, merkez disinda bulunan aptal terminal telefon hatti üzerinden yaklasik 300 bps (bit per second-saniye basina bit sayisi) hizindaki modemi kullanarak ana bilgisayardan veri alip veri göndermektedir. Tabi ki günümüzde durum bundan çok farklidir.
1970�lerin sonuna dogru kisisel bilgisayarlarin kullanilmaya baslanmasiyla, BBS�ler (bulletin board sistem) yayginlasmistir.
300 bps insanlara uzunca bir süre yetti çünkü saniyede yaklasik 30 karakter transfer edilebiliyordu (bir kisi zaten saniyede 30 karakter yazamaz
* 300 bps � 1960�lardan 1983�lere kadar
* 1200 bps â�� 1984 ve 1985 te popülerlik kazandi
* 2400 bps
* 9600 bps â�� 1990 larda ortaya çikti
* 19.2 kilobit
* 28.8 Kbps
* 33.6 Kbps
* 56 Kbps - 1998 de standart haline geldi
* ADSL, teorik olarak saniyede 8 mbit�e varan veri transferi (Mbps)
MODEM NASIL ÇALISIR?
300 bps modemleri anlatarak baslayalim çünkü bu modemlerin anlasilmasi çok kolaydir. Bu modem sayisal veriyi telefon hatti üzerinden göndermek için Frequency Shift Keying (FSK) yani frekans kaymali anahtarlama teknigini kullanir. Bu metotta farkli bitâ��leri ifade etmek için farkli tinilar yani frekanslar kullanilir.
Bir terminal modem, bilgisayar modemini aradigi zaman, baslangiç modemi olarak adlandirilir ve 0 (sifir) için 1070 hertz frekans, 1 (bir) için 1270 hertz frekans kullanir. Bilgisayar modemine cevaplayan modem denir ve 0 (sifir) için 2025 hertz frekans, 1 (bir) için 2225 hertz frekans kullanarak verileri alir. Çünkü baslangiç ve cevaplayan modemler farkli frekanslar ile iletim yaparlar ve hatti es zamanli olarak kullanirlar. Buna full-duplex islem denir. Sadece tek yönlü veri ileten modemlere half-duplex denir ve pek yaygin degildir.
Iki tane 300 bps modemin birbirine baglandigini düsünelim. Terminaldeki kullanici â��aâ�� harfini girdiginde bu harfin ASCII karsiligi 97â��dir, bilgisayar bu sayiyi ikilik sisteme çevirir 01100001. Terminalin içindeki UART cihazi (universal asynchronous receiver/transmitter â�� evrensel asenkron alici/verici) byteâ��lari bitâ��e çevirerek terminalin içindeki seri port olarakta bilinen RS-232 portâ��una yollar. Terminalin modemi RS-232 portâ��una baglidir ve bitâ��leri alarak telefon hatti üzerinden yollar.
DAHA HIZLI MODEMLER
Modem üreticileri, modemleri daha hizli hale getirmek için FSKâ��dan daha karmasik ve gelismis yöntemler kullanmak zorundaydilar. Ilk önce phase-shift keying (PSK)â��i kullandilar. Daha sonra quadrature amplitude modulation (QAM) teknigini kullandilar. Bu teknikler, 3000 hertz bant genisligine sahip telefon hatti üzerinden çok büyük hizlarda veri aktarimina izin vermistir. 56K modemler en iyi hatlarda bile 48K civarinda baglanarak bu teknigin limitlerine ulasmistir.
Bu hizli modemler gradual degradation teknigini kullanarak, veri göndermeden önce telefon hattini test ederler ve eger telefon hatti modemin hizina yetisemeyecekse modemin hizini düsürürler.
Modemlerin evrimindeki bir sonraki adim asymmetric digital subscriber line (ADSL) ile olmustur. Asymetric (asimetrik) kelimesinin kullanim sebebi bu modemlerin veriyi çok hizli olarak tek bir yönlü degil bir çok yönde göndermesidir. ADSL modemlerin avantaji, kullanici ile telefon sirketi arasindaki mevcut bakir telefon hatlarini kullanmasidir. Bakir teller ses iletimi için yeterli olan 3000 hertzâ��ten fazlasini tasiyabilir. Eger telefon sirketiyle eviniz ADSL modeme sahipse, aranizdaki telefon hatti çok hizli bir dijital veri iletim hattina dönüsür. Ideal sartlarda 1 Mbps veri gönderme, 8 Mbps veri alma hizina sahiptir. Ayni hat ayni anda hem telefon görüsmesi hem de dijital veri iletimi için kullanilir.
ADSL modemin çalisma prensibi basit bir yapidadir. Telefon hattinin 24000 hertz ile 1100000 hertz arasindaki bant genisligi, 4000 hertzâ��lik bölümlere ayrilmistir ve her bir bölüme bir sanal modem atanmistir. Bu 249 sanal modemin her biri kendine ayrilan bant bölümü kullanarak iletim yapar ve bu sanal modemlerin hizlarinin toplami o hattin toplam hizi demektir.
