|
|
Mikroişlemci (ya da CPU) (Central Processing Unit,
Merkezi İşlem Birimi) çevresel birimlerden gelen sayısal verileri
işleyerek gelen kodların yapısına göre sanal ortama ya da diğer çevresel
birimlere uyarlayan işlevsel ve programlanabilir bilgi ünitesi.
Genel bir ifade ile bir bilgisayarın beyni, esas işi yapan kısım olarak
isimlendirilebilecek olan mikroişlemciler hakkında biraz daha ayrıntılı
bir açıklama şu şekilde yapılabilir: Bir dijital bilgisayar üç temel
kısımdan oluşmaktadır.
Merkezi işlem birimi, MİB (Central processing unit, CPU)
Program ve veri hafızaları (Program and data memory)
Giriş-çıkış birimleri (Input-output units)
Merkezi işlem birimi, verileri işleme ve sistemi oluşturan çeşitli
birimler arasında bilgi akışı kontrolü işlemlerini gerçekleştirir. Veri
işlemenin büyük çoğunluğu MİB de yer alan Aritmetik Lojik Birimi üzerinde
gerçekleştirilir. Ancak bu işlemlerin gerçekleştirilmesi sırasında Kod
Çözme Kontrol Birimleri ile çeşitli Saklayıcılar (Registers) da çok yoğun
olarak kullanılır. İşte bu merkezi işlem birimini oluşturan çeşitli alt
birimlerine tek bir entegre devre üzerinde gerçekleştirilmiş, üretilmiş
haline mikroişlemci (microprocessor) adı verilir.
Bir mikroişlemci kullanılarak hazırlanmış bilgisayarlara mikrobilgisayar
denilmektedir. Hafıza ve giriş-çıkış birimlerinin miktarı,türü ve
kapasitesi uygulamaya bağlı olarak değişir. İsimlendirmede kullanılan
micro adı ise işlemcinin veya bilgisayarın yeteneğinin kısıtlılığını
değil, boyutlarının küçüklüğünü belirtmek için kullanılır. Modern gelişmiş
mikroişlemcilerde birkaç milimetre karelik alanda milyonlarca transistör
yer almaktadır. Örneğin Pentium II işlemcisinde (ön hafıza, cache memory)
hariç 7.5 milyon adet transistör bulunmaktadır.
Mikroişlemcilerin tarihsel gelişimine kısaca bir göz atacak olursak; ilk
mikroişlemcinin bir hesap makinesinde kullanılmak üzere Intel firması
tarafından 1971 de I4004 adıyla üretilen 4 bitlik bir işlemci olduğu
görülür. Bu tarihten önce bilgisayarın MİB'leri önceleri elektron tüpleri
ve röleler daha sonraki dönemde ise transistörler ve çeşitli elektronik
devreler kullanılarak hazırlanıyordu. Çok büyük yer kaplayan ve çok güç
tüketen bu eski bilgisayarlar ortam şartlarına karşı da çok duyarlıydılar.
İşlem kapasitelerinin çok kısıtlı olmasının yanı sıra sürekli bakım
gerektiriyordu. Bir fikir vermesi açısından, 1945 te Pennsylvania
Üniversitesinde tamamlanan "ENIAC" isimli ilk bilgisayarın 30 metre boyu
ve 30 ton ağırlığı olduğunu söyleyebiliriz. 18000 radyo tüpünden oluşan
cihaz 100kWatt güç harcamaktaydı.
1971'deki bilgisayarın temel elemanı kabul edilen MİB'in tek bir entegre
devre içine sığdırılarak üretimi, yarı-iletken teknolojisinde,
transistörün keşfi gibi bir sıçrama gerçekleştirmiştir. Intel, özel
sipariş üzerine geliştirdiği 4 bitlik I4004 (1971) ve 8 bitlik I8008
(1972) entegre devresine ilk müşterilerinden başka bir ilgi beklemediği
üretim hattını düşük kapasitede tutmuştu. Ancak aksine bu işlemciler büyük
bir ilgi gördü ve 1974'de genel amaçlı ilk 8 bitlik MİB olan I8080
işlemcisini üretti. Bu işlemciye büyük bir talep oldu ve kısa bir zamanda
I8080 endüstri standardı oldu. İki yıl sonra 1976'da daha gelişmiş bir
model olan I8085 üretti. Bu arada 1975 yılında sektörün ikinci önemli ismi
olan Motorola firması da MC6800 adındaki işlemciyi piyasaya sürerek o
günden itibaren süre gelen bir yarışa katılmış oldu.
Mikroişlemcilerin sınıflandırılmasında önemli bir ölçü olan bit sayısı
işlemcinin üzerinde işlem yapabildiği en uzun verinin bit sayısını
gösterir. Kelime uzunluğu (word length) de denilen bu parametre 4 bit, 8
bit, 16 bit, 32 bit gibi değerler alabilmektedir. Bu değerler aynı zamanda
işlemcinin saklayıcılarının ve veri yolunun genişliğini de gösterir. Ancak
bazen harici ve dahili veri yolları farklı genişliklerde olabilir.
1978 yılında ilk 16 bitlik işlemcisi olan 8086'yı üreten Intel bir yıl
sonra 1979'da harici veri yolu genişliği 8 bit olmanın dışında 8086 ile
aynı yapıya sahip olan 8088'i piyasaya sürdü. 8088, 1981 de üretilmeye
başlanan IBM PC (Personal Computer - Kişisel Bilgisayar)'nin ilk işlemcisi
olmuştur.
16 bitlik işlemcilerde endüstri standardı olan 8086/8088 günümüze kadar
gelen çeşitli ürünlerle x86 ailesi diye isimlendirilen mikroişlemci
ailesinin çekirdeği olmuştur.
|
|
|
