Günümüzde ister iş yerinde ister evde hemen hemen herkes bilgisayar kullanmaktadır. Aslında, bilgisayara erişimi olmayan biriyle tanışmak nadirdir. Özellikle iş alanında bilgisayarlar bizim için inanılmaz derecede önemlidir.
Mikro İşlemcinin tanımı, sayısal bir bilgisayardaki merkezi işlem biriminin görevlerini yerine getirmek için gerekli olan aritmetik, mantık ve kontrol devrelerine sahip küçük bir elektronik cihazdır. Mikroişlemci örnekleri, masaüstü iş istasyonu , sunucu veya dizüstü bilgisayar gibi tipik bilgisayarlardır . Birçok farklı mikroişlemci olmasına rağmen hepsi benzer şekilde çalışır.
Bir mikroişlemci, çağdaş bilgi işlemde önemli bir gelişmedir. Makine dili komutlarını kabul eder ve yürütür. Bu yazımda mikroişlemcilerin nasıl çalıştığından bahsedeceğim.
Mikroişlemciyi kim icat etti?
Marcian Ted Hoff ilk mikroişlemciyi tasarladı. 4-bit Intel 4004, Intel tarafından 1971’de piyasaya sürülen ticari olarak temin edilebilen ilk mikroişlemciydi.
Mikroişlemci ve Mikrodenetleyici Arasındaki Fark Nedir?
İşte bir mikroişlemci ve bir mikrodenetleyici arasındaki fark:
Mikrodenetleyici nedir?
Elektronik cihazları kontrol etmek için tasarlanmış bir çipe mikrodenetleyici denir. Yalnızca belirli bir işlemi gerçekleştirmek ve benzersiz bir uygulamayı çalıştırmak için kullanılan tek bir entegre devre üzerinde çalışır. Gömülü uygulamalar için özel olarak oluşturulmuş ve otomatik olarak kontrol eden elektronik cihazlarda kullanılan bir devre türüdür. Bir işlemciye, belleğe ve programlanabilir G/Ç’ye sahiptir.
Mikroişlemci nedir?
Mikroişlemci, küçük bir çipin içine yerleştirilmiş bir mikrobilgisayarın kontrol bileşenidir. Diğer bağlı cihazlar ile görüşerek Aritmetik Mantıksal Birim (ALU) işlemlerini yapar. Birkaç işlevi birleştiren tek bir entegre devredir.
5 Mikroişlemci Tipi
Mikroişlemci türlerini görelim:
1) Karmaşık Komut Setli Mikroişlemciler (CISC)
CISC mikroişlemcilerinde bulunan karmaşık komut setleri, her program için gereken komut sayısını azaltır. Daha az talimat, daha az genel amaçlı kayıt ve RAM kaynağı kullanır.
Uzun talimat setleri, elektronik ekipmanı yavaşlatabilecek ek işlem döngüleri gerektirir. Orijinal mikroişlemci tasarımlarından biri olan CISC, öncelikle donanım yetenekleriyle ilgilidir. Bilgisayarlar sıklıkla CISC mikroişlemcileri kullanır.
2) İndirgenmiş Komut Seti Bilgisayarları (RISC)
RISC mikroişlemcileri, talimatların birkaç bölümünü aynı anda yürütmek için basit komut setleri ve bir ardışık düzen tekniği kullanır. Eğitim için işlem süresini kısaltır, ancak her program için CISC’den daha fazla talimat gerekir.
RISC mikroişlemcilerinin daha fazla kaydı olduğundan, hesaplama bellekle daha az etkileşim gerektirir. Ancak, derleme düzeyindeki yönergeleri RAM’de depolamak ek bellek gerektirir.
Ek olarak, derleyici karmaşık programları basit talimatlara çevirmek için daha fazla çaba harcar. CISC’nin dezavantajları yerine yazılım yeteneklerini ele almak için RISC CPU’lar oluşturur. RISC mikroişlemcileri tabletlerde ve akıllı telefonlarda sıklıkla kullanılmaktadır.
3) Uygulamaya Özel Entegre Devreler (ASIC)
ASIC mikroişlemciler, PDA bilgisayarları ve otomotiv emisyon yönetimi dahil olmak üzere çeşitli niş pazarlarda kullanılır. Sıfırdan yaratılan ısmarlama çipler oldukları için geleneksel mikroişlemcilerden daha pahalıdırlar.
Bazı ASIC mikroişlemciler yarı özeldir ve yerleşik temellere sahiptir, ancak daha az güçlüdürler. ASIC işlemciler diğer tiplere göre daha kompakttır. Hızlı ve daha az elektrikle çalışırlar.
4) Süperskalar Mikroişlemciler (SM)
RISC gibi, süper skalar mikroişlemciler ardışık düzen yoluyla birkaç talimatı aynı anda işleyebilir. Yeni nesil RISC, süper skalar işlemcileri tanımlamak için kullanılan bir terimdir. Yine de bağımsız işlemciler değiller. Hesaplamayı hızlandırmak için çarpanlar ve aritmetik işlemler için yardımcı işlemciler olarak yaygın olarak kullanılırlar .
5) Dijital Sinyal İşlemciler (DSP)
Matematiksel işlemler yoluyla, DSP mikroişlemcileri video, ses, sıcaklık ve basınç dahil olmak üzere analog sinyallerden dijital sinyallere ve tersi de dahil olmak üzere gerçek dünya girdilerini kodlar. DSP’ler, süperskalar mikroişlemciler gibi hızlı, güç açısından verimli ve kompakt mikroişlemcilerdir. Cep telefonları, ev eğlence sistemleri, RADAR, SONAR ve TV set üstü kutuları kullanıyorlar.
Mikroişlemciler Nasıl Çalışır? 5 Kolay Adımda Açıklayın
Bir mikroişlemci, bellekte tutulan talimatlara göre ikili verileri girdi olarak kabul eder, işler ve ardından sonuçları verir. Mikroişlemcinin ALU’su, kontrol ünitesi ve kayıt dizisi verileri işlemek için kullanır.
Mikroişlemcilerin geliştirilmesi, kayıt dizisinin verileri geçici hızlı erişimli bellek konumları olarak hizmet veren bir kayıt koleksiyonu aracılığıyla işlemesine izin verdi. Kontrol ünitesi, verilerin ve talimatların sistem içinde nasıl hareket ettiğini düzenler.
Mikroişlemci fonksiyonlarını ayrıntılı olarak ele alalım:
1) Giriş ve Çıkış
Mikroişlemci, klavye, fare veya tarayıcı gibi çeşitli giriş aygıtlarından aldığı verileri işler. Gerçekleri hesaplar ve bilgileri kullanarak bir karar verir.
Son olarak, sonuçları kullanıcının monitör , hoparlör veya yazıcı gibi aygıtları çıkarması için okunabilir bilgiler olarak sunar. Örneğin, bir kelime işlemci kullanır ve klavyede herhangi bir kelime girerseniz, CPU bunu giriş olarak tanıyacak ve belirli harfi monitöre gönderecektir .
2) Aritmetik Mantık Birimi
Bu birim önce toplama, çıkarma, bölme ve çarpma gibi aritmetik işlemleri ve AND, OR ve XOR gibi mantıksal işlemleri yürütmek için CPU kayıtlarını ve işlenen verilerini toplar.
Verileri işlerken, Aritmetik Mantık Birimi ortamı test eder ve sonuçlara göre çeşitli eylemleri yürütmeye hazırlanır. Ek olarak bu bileşen, talimatlar, sayı sistemleri, zamanlama ve toplayıcılar ve çıkarıcılar gibi veri yönlendirme devreleri dahil olmak üzere birden çok kaynaktan bilgi toplar.
3) Bellek
RAM ve salt okunur bellek, iki farklı bellek biçimidir (ROM). RAM bir kontrol belleğidir ve verileri geçici olarak depolamak için kayıtlar kullanır. Değişken bilgileri, mikroişlemcinin programlar tarafından kullandığı RAM’de tutulur.
Buna karşılık, ROM verileri süresiz olarak depolar. Bilgisayarınızı kapatırsanız, ROM’daki veriler kaybolmaz. Bir mikroişlemcinin ikili komutlara eriştiği ve depoladığı bellek çok önemli bir bileşendir.
4) Komuta Birimi
Bu ünite ALU ile iletişim kurar. ALU, bellek ve G/Ç cihazlarının entegrasyonu, merkezi ekibin bilgi belleğinin nerede saklanacağına ve hangi cihazların bağlanacağına karar vermesini sağlar. Bilgisayar olağan dışı bir durum algılarsa kapatmanın faydası olur.
5) Bilgi Aktarımı
Sistem veri yolu, çevre birimlerinden çevreye iletişimi kolaylaştırır. Sistem veri yolu, mikroişlemciyi fare, klavye, tarayıcı, yazıcı vb.
Bilgilerin karışmasını önlemek için aynı anda yalnızca bir çevre birim ile iletişim kurar. Kontrol ünitesi, bilgi alışverişinin zamanını yönetir.
Klimada Mikroişlemci Nasıl Çalışır?
HVAC akıllı yongası, ısıtma ve soğutma sisteminizi kapandıktan sonra bir süre daha çalışmaya devam edecek şekilde programlamak için kullanılan bir mikroişlemci modülüdür. Isıtma veriminiz %30’a varan oranda artacaktır.
Artan etkinlikle, uzun vadeli önemli mali tasarruflar sağlayabilecek ve sisteminizin ömrünü uzatabileceksiniz. Akıllı çip, HVAC sisteminin, döngü sona erdiğinde kaybedecek olan gizli ısıyı ve soğutulmuş havayı yakalamasına yardımcı olur.
Isıtma ve soğutma sistemi, döngü uzunluğu ise daha fazla enerji verimli olacaktır. Akıllı çip, sistemin çalışma süresini kaydeder, ardından sistemin programlamasını önceden belirlenmiş bir süre boyunca çalışır durumda kalacak şekilde ayarlar. Çip, ısıtma süresini azaltır. Isıtma ve soğutma sistemi ne kadar az çalışırsa, konforunuzu korumak için o kadar az çaba gerekir.
Klima sisteminizde takılı bir akıllı çip varsa, kanallardaki tüm soğuk hava evinizin her yerine dağılıncaya kadar soğutma modunda kalacak şekilde programlanacaktır.
Çip, her 10 dakikada bir klimayı yalnızca fazladan iki dakika çalışır durumda tutacaktır. Bu nedenle sistemin etkinliği artacak ve bobin boyunca suyun buharlaşmasına izin verilmeyecektir. Sonuç olarak, eviniz daha az neme maruz kalacaktır.
Akıllı çip, verimliliği artırmak ve çalışma süresini kısaltmak için klima ısıtma modundayken fanı yüksek hız modunda çalıştırır. Fırının ne kadar süredir çalıştığını takip eder ve sistem kapandıktan sonra fanın yaklaşık 8 dakika daha çalışmaya devam etmesini sağlar.
Sonuç olarak, ısınma harcamalarına harcayacağınız paranın yaklaşık %12’sini tasarruf edebilirsiniz. Ocaktan daha fazla ısı alınmasına yardımcı olur.
Mikroişlemcinin Özellikleri
Entegre devre teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, mikroişlemciler oldukça ucuzdur. Bilgisayar sistemlerini daha ucuz hale getirecek.
- Hızlı Hız: Kullanılan teknolojiler nedeniyle mikroişlemci çok yüksek hızda çalışabilir. Saniyede bir milyon talimat işlem hızına sahiptir.
- Küçük Boyut: Son derece büyük ölçekli ve ultra büyük ölçekli entegrasyon teknolojisi sayesinde , mikroişlemciler çok küçük bir ayak izi ile üretim yapabilir. Bilgisayar sisteminin boyutu küçülebilir.
- Çok Yönlü Mikroişlemciler: Mikroişlemciler çok yönlüdür çünkü aynı çip kullanılarak çeşitli uygulamalarda kullanılabilirler.
- Düşük Güç Tüketimi: Mikroişlemcilerde kullanılan metal oksit yarı iletken teknolojisi daha az güç kullanır.
- Daha Az Isı Yayılır: Mikroişlemciler, vakum tüplü cihazlardan daha az ısı üreten yarı iletken teknolojisini kullanır.
- Güvenilir: Mikroişlemci arıza oranları, yarı iletken teknolojisi kullandıkları için son derece düşüktür. Bu nedenle, oldukça güvenilirdir. Mikroişlemciler, kompakt boyutları ve düşük güç tüketimleri nedeniyle taşınabilirdir.
Mikroişlemci Mimarisi Nedir?
Mimarisi, bir giriş/çıkış birimi, bir sistem veriyolu, bellek modülleri ve bir merkezi işlemci birimi içerir. Sistem veri yolu, bilgi alışverişini sağlamak için çeşitli bileşenleri birbirine bağlar. Ayrıca verileri doğru bir şekilde değiş tokuş etmek için verilere, adreslere ve kontrol yollarına sahiptir.
En Son Mikroişlemci Teknolojisi Nedir?
Olağanüstü performansı, enerji verimliliği ve en yeni DDR5 ve PCIe 5.0 teknolojisiyle uyumluluğu ile AMD Ryzen 9 7950X tartışmasız en iyi işlemcidir.
Mikroişlemci Modeli 8085 nedir?
Intel tarafından yapılan 8 bitlik bir mikroişlemci olan 8085, Mart 1976’da piyasaya sürüldü. Yeni kesme ve seri giriş/çıkış özelliklerini etkinleştirmek için yalnızca iki küçük eklemeyle, daha iyi bilinen Intel 8080 ile ikili yazılım uyumludur.
Klimalar Hangi Teknolojiyi Kullanıyor?
Isı transfer etmek için bir soğutucu akışkanın gaz ve sıvı arasında zorlanmış sirkülasyonu ve faz kaymasını kullanan buhar sıkıştırma döngüsü, soğutma üretmek için geleneksel AC sistemlerinde kullanılır.
