Mikroişlemci bilgisayar

• Bir mikrobilgisayarın genel düzeni. Bir mikrobilgisayar, en azından, çeşitli kutuları (temelde aynı türden), birleştiren basılı bir devre kartıdır. Bu kutular şunlar olabilir: Mikroişlemçi kutu (temel işlemci).
iletim saatleri arasında bağlantı kuran zamanlama kutusu, bellek kutuları, giriş-çı-kış kutusu (arabirim kutulan ve giriş-çıkış işlemcileri). Ortak bağlantılar, verileri, adresleri, kumanda ve senkronizasyon işaretlerinin değiştokuşuna olanak veren «bilgi taşıtı» biçiminde gerçekleşir. Çoğu zaman, uygun şekilde güçlendirilen taşıt, elverişli kartların yardımıyla bir iççevrimci üzerinde sistem yapılarının sonuna kadar gönderilir. Bu taşıta, \ mikroişlemcilerdeki iç taşıta – karşılık dış taşıt da denir (Bk. şekil 1).
• Mikroişlemci. Genellikle bir tek kutu içinde bir merkez birimidir. 1980’li yılların başlangıcında en çok kullanılan mikroiş-lemciler, çalışmasının anlaşılabilmesi için genel şeması verileri 8 bitlik mikroişlemci-lerdir. Bu mikroişlemci, bir bilgisayarın merkezî biriminin öteden beri bilinen öğelerinden oluşur: Yerel küçük bellek, aritmetik ve mantıksal hesap birimi, kumanda birimi, komut düğümçözücüsü ve bunların tümünü birleştirip bağlayan iç taşıtlar. Kutunun bağlantı/ hatlan şunlardır: Veri taşıtı için 8 hiat, en çok 64 K Sekizlinin adreslenmesine olanak veren adres taşıtı için 16-hat, senkronizasyon ve işaret kumandalarını taşıyan hatlar ve elektrik akım hatları. Kumanda birimi, yerel bir ROM’da mantıksal bir ağ olabileceği gibi mikroprogramlanmış bir sıralayıcı da olabilir.
Kumanda birimi, iç ana kumandalara (taşıtlar üzerinde bilgi iletim kumandaları, işlevsel birimlerde işlem kumandaları) ve dış kumandalara (giriş-çıkiş kumandaları, bellek kumandaları) ayrılır. Çalışması bir merkezî birimin çalışmasına* benzer. 16 bitlik mikroişlemciler 1980’li yılların başından beri yaygınlaşmaya^ başlamıştır. Bunlar 1970’li yılların büyük minibilgisayariannm bellek kapasitelerine ve işlem hızlarına eşdeğerde ve daha üstün performansta merkezî entegre birimlerdir. Bunun benzeri kutular, 40 000’den 70 000’e kadar sayıda tran-sistörlü yekpare devrelerdir. Bununla birlikte dış bağlantıların artmasından dolayı, bazı durumlarda, merkezî birimi birkaç kutuya bölmek gerekebilir (Bk. şekil 2).
• Bellekler. Mikroişlemcilerin dış taşıtının üzerine bağlanan bellek kutulan iki büyük sınıfa ayrılır: ölü bellekler ve canlı bellekler. Bu bellekler ROM (Reeady Only Memory) [salt okunur bellek] ve RAM (Random Acces Memory) [rasgele erişimli bellek] adıyla da satılırlar.
Bilgisayarların tersine mikrobilgisayarlar çoğunlukla tek bir jj işlev için yapılmışlardır. Bu da gerek programların, gerek sabit verilerin, elektrik kesildiği zamain bilgileri kaybetmeyen değişmez belleklere doldurulmasını gerektirmektedir. İstenilen esnekliğe göre bu ölü belleklerin üç çeşidi vardır; Asıl ROM’lar (çok büyük sayıda dizilerle denetlenmiş ‘özgül devreler halinde) fabrikalarda kesin şekilde belirlenmişlerdir; PROM’lar (daha küçük sayıda dizilere ya da hızlı sistemlere göre düzenlenmiş devreler halinde) kullanıcı tarafından geri dönüşsüz ^olarak programlanabilirler; EPROM ya <Ja REPROM’lar (prototip sistemlerin gerçekleştirilmesine ya da küçük dizilere ayrılmış halde) silinebilir ve yeniden programlanabilirler.
Değişkenler ve değişebilir programlar, okuma ve yazma erişim zamanlarının aynı büyüklükte olmasıyla belirgin canlı belleklere, yani RAM’lara dizilirler. Yarı iletkenli bu canlı bellekler, normal olarak uçucudurlar, yani elektrik kesilir kesilmez içindekiler silinir.
» Giriş-çıkış sistemleri. Bir mikroişlemci-
o »leşinin temeli arabirim kutuları ve giriş-çıkış mikroişlemcileridir. Arabirim kutuları mikrobilgisayarın tümüne birden, paralel giriş-çıkışları, senkron veya asenkron giriş-çıkışları, otomasyon, denetim ,ya da yordam gidiş uygulama giriş-çıkışlarım (çokdüzeyleyiciler, özellikle dijitalanalog dönüştürücüler) sağlar. Bu kutuların çoğunluğu, bir esas zriikroişlemcinin denetiminde çalışmak üzere tasarlanmışlardır. Doğrudan erişimli bellek DMA (Direct Memory Access) kutuları, taşıtı dış istemlere uydurmak ve böylece, ana mikroişlemcinin müdahalesi olmaksızın, giriş-çıkış ve bellek organları arasında diyalog imkânı yaratmak
için öngörülmüşlerdir. Giriş-çıkış işleyicı kutuları, bir kısım çevresel organlarla (diskler, disketler, iletim hatları,, ekran-klavye-ler, yazıcılar, vb.) bağlantı sağlayabilmek için özel olarak hazırlanmış yekpare mini-bilgisiyarlardır. ^

komple minibilgisayarlar
Elektrik besleme sistemiyle donatılmış koruyucu bir . kılıf içinde sunulan bir mikrobilgisayar çevre donanımlannı, bir .veya birkaç mikrobilgisayar kart bölümünü içe-. ren ve bireysel kullanıma elverişli olan bir küçük bilgisayardır. Bunlarda kullanılan çevre donanımı iki sınıfa aynlır:
— Birinciler mikrobilgisayarların fiyatına ve olanaklarına uyarlanmış geleneksel bilgisayar çevre donanımlarıdır. Bunlar özellikle disketler, minidisketler, küçük sert disketler, yavaş yazıcılar ye benzeri şeylerdir. Bunların hepsi özellikle profesyonel kullanıma elverişlidir.
— İkinciler, başka alanlardaki kullanımları dolayısıyla herkesin bildiği televizyon, kaset okuyucu gibi şeylerdir.
Bu mikrobilgisayarlar, genellikle gelişmiş program dilleriyle (BASIC, FORTRAN, [MİNİ] COBOL, PASCAL, APL vb.) program yazmaya, temel fişleme yönetimine e-rişmeye olanak veren bir ekran-klavye sistemiyle donatılmışlardır. Yönetim uygulamalarının gerçekleştirilmesine -içilenmiş bilgi hacimlerini içeren çevre donanımına bağlı olarak sınırlı- veya teknik hesapların küçük uygulamalarına olanak veren yazılım araçlarını da buna eklemek gerekir.
• Geliştirme sistemleri. Mikroişlemcilerin, otomasyon alanında, çevre iletişim birimi olmaksızın, kutu veya kart şeklinde kullanılması, uygulama sistem ve programlarının gerçekleştirilebilmesi için bir «geliştirme sistemi»nin kullanılmasını gerektirir. Bu sistem genellikle bir mikrobilgisayar biçimindedir. Bunda da programların ve ilenişimin girmesi için giriş-çıkış bilişim çevre donanımları, program çeviricilerinin ve -altprogram kitaplıklarının stoklanması için bir fişleyici bellek, ayrıca PROM ve EPROM belleklerinin doğrudan izlenimleri i-çin çıkışlar vardır. Bundan başka, bu sistemlerin çoğu, uygulama sistemine bağlı olarak, bir yandan mikroişlemciyle benzeşirken, öte yandan gözlem ve düzeltme kesimlerinin uygulama sistemi sinyallerini alan, uygulama sistemine bağlı ve «öykün-meci» denen bir düzenek taşır. ,
Geliştirme sistemleri çerçevesinde kullanılan programlama dilleri mikroişlemcinin temel çeviri dili, yapısallaştırılmış mikroçe-virici diller, geliştirilmiş diller (BASIC.FORTRAN, COBOL, APL) olup bazı sınırlamalarla, büyük t bilgisayarlarda kulla-nılanların benzeridir.
mikrobilişimin etkisi
• Mikrobilişim sanayii. Başlangıçta mik-roelektronik sanayii ile karıştırılan mikro-bilişim sanayiinin başlıca özelliği, teknolojik ilerlemelere bağlı olarak sürekli araştırma ve durmadan yenilenme alanında yatırım yapılmasının yanı sıra, «ikinci kay-, nak» üretimi amacıyla rakip firmalar arasında anlaşmalar yapılmasıdır. Aslında bir sanayici, temel bileşenlerin sağlanmasında bir tek kaynağa bağlanmadı kabul edemez. Büyük çapta entegre bileşenler sanayii, A-merika Birleşik Devletleri’nde. bir ölçüde

Ev bilgisayarları günlük yaşama giriyor
Yeni bellek kartı ve tanıma aygıtı çeklerin egemenliğine son vermeyi amaçlıyor
BİLjŞlM

JapoYı sanayii ile de işbirliği yapa’rak 1970’ lere doğru bir tekel oluşturmaya çalıştı (Texas Instruments, Intel, Motorola, National Semi-Conduct6ur, Fairchild firma-‘ lan anlaşması). Bununla birlikte, ikinci kaynakları pazarlama zorunluğü ve av-rupalı firmaların da bu alana el atma isteği amerikan firmalarını avrupa firmalarıyla, teknoloji transferini de içeren ilişkiler” kurmaya yöneltti. Bileşenler konusunda ulusal sanayilerin gelişmesine olanak veren bu anlaşmalar, ulusal plan çerçevesinde, hükümetler tarafından da az çok desteklendi.
Bileşen üreticileri, talep değişikliklerinin üstesinden gelebilmek, daha doğrusu talebi gereğince karşılamak, ve pazardan pay kapabilmek ‘ için, ister istemez, mikrosa-yarları çeşitlendirmeye yöneldiler. Buna karşılık, yeterince güçlü bilgisayar üreticileri, özgünlüklerini koruyarak kendi bileşenlerini ve yarı mamullerini kendileri ürettiler.
Mikroişlemcilerin piyasaya çıkması, küçük firmalarda mikrobilgisayar tasarlama ve ü-retme olanaklarının kapılarını açtı. 1970’li , yılların sonlarına doğru, herkesin’ kullanabileceği bilgisayarların üretiminde bir patlama oldu*. Gerek profesyonel kullanımlar, gerek evlerdeki amatörce kullanımlar için değişik boyda minibilğisayarlar (hesap makineleri) ve bunların kullanımını kolaylaştıran birtakım servis, vç danışma firmaları ortaya çıktı.
mikrobilişimin uygulama alanları
Büyük halk kütlelerine mal olan ilk mik-robilişim uygulaması, hiç kuşkusuz, 1970’ li yılların ortalarında piyasayı istila eden cep hesap makineleridir. Bunun ardından cepte; taşınabilir cinsten sözlükler, çeviri makineleri geldi.
Otomasyon alanında mikroişlemci, üretim aracı olduğu kadar, üretilen ürünlerin i-çinde yer alarak da bu alanda kendini gösterdi. Başlangıçta yalnız kablolu bir otomatın ya da çok az- kullanılan bir bilgisayarın işini daha . ucuza yapan bir parçayken sonradan hızla yeni buluşların hazır-
1 ayıcısı oldu. Böyleçe bir yandai} eski mar kineler ıslah edilirken bir yandan da yenileri bulunup ortaya kondu.
Mikroişlemciler enerji kaynaklarını düzenlemek, denetlemek ve güvenle kullanmak için evlere girdi; fırından bulaşık makinesine kadar çeşitli ev aletlerinde hem daha güçlü bir otomasyon, hém daha tasarruflu bir kullanım olanağı yarattı. Otomobillerde düzenli bir yakıt karışımı, fren kontrolü, arıza kontrolü ve hava kirliliğini önleme olanağı sağlamakta işe yaradı; o-yuncaklarda otomatları çoğaltarak, elektrikli oyuncaklar yapma ,olanağı sağlayarak, görsel – işitsel teknikleri geliştirerek boş zamanları değerlendirmede yararlı oldu; görme işitme kusurlarından suni kalp aygıtlarına kadar sağlık alanında bile büyük yararlar sağladı. t
Mikrobilişim telematik Sanayii için de temel araçtır. Entegre bellekler bakımından teknolojik ilerlemelerden büyük ölçüde; yararlanan mikroişlemciler, birçok işlevin dağıtıldığı bilişim sistemlerinde; ‘protokol ve süreçlerin mikroişlemcilere veya özel devrelere işlendiği haberleşme (telekomünikasyon) sistemlerinde; yerel sorunların çözülebildiği, şekillerle diyalog kurulabildiği, sözün tanınıp birleştirilebildiği terminallerde (ki bunlar gerçek bireysel bilgisayarlardır) başarıyla hizmet görmektedirler. Bu gelişmenin doğrudan sonuçlan olarak, bir yandan bilgi ve öğrenim sistetaılerine u-laşmayı, hatta yurttaşlarla ilişki kurarak onların görüşlerini almayı sağlayan ev terminalleri kurulmasını ,öte yandan, yaratma, işleme, değiştirme ve stoklama belgelerinde kâğıdın yerini elektronik’ araçların almasıyla büroların otomasyonunu sayabiliriz. Böylece mikrobilişim, sağladığı u-cuzlukla, bilişimde ikinci büyük devrime yol açmış bulunuyor.
Yalnız büyük firmaların ve buralarda. çalışan küçük bir azınlığın yararlandığı birinci bilişim devrimine karşıt olarak bu ikinci bilişim devrimi ,gerek bilgisayarlar ve ev uçlarıyla doğrudan doğruya, gerek bireysel gerek bilişim ve bürokratik dağıtım sistemleriyle dolaylı olarak tüm toplumu etkileyecektir.