Bir Bilgisayar Sisteminin Temel Elemanları

Bilgisayarlar, veri işleme görevlerini tamamlamak için talimatları takip etmek üzere tasarlanmış genel amaçlı makinelerdir. Farklı bilgisayar türlerinin özel mimarisi farklı olsa da, tüm bilgisayarlar bilgisayar sisteminin beş temel öğesini kullanarak veri işleme: giriş, çıkış, veri yolu, kontrol ve bellek. Bu öğelerin her biri, bilgisayarda yerleşik veya harici olarak bağlanan bir veya daha fazla donanım aygıtıyla ilişkilidir.

Dış dünya ile iletişim, bilgisayar sisteminin giriş ve çıkış elemanları aracılığıyla gerçekleşir. Veriler, fareler, klavyeler, dokunmatik ekranlar ve depolama aygıtları gibi harici donanım aygıtları aracılığıyla bilgisayara girilir. Veriler işlendikten sonra, yazıcılar, ekranlar, hoparlörler veya kulaklıklar gibi aygıtlara çıkış için insan tarafından okunabilir bir biçime dönüştürülebilir. Bilgisayar ayrıca verileri otomatikleştirilmiş ekipmanı kontrol etmek için elektrik sinyalleri gibi diğer çıktı biçimlerine de dönüştürebilir.

Veri yolu öğesi, genellikle bilgisayarın beyni olarak adlandırılan CPU (merkezi işlem birimi) içinde veri işlemeyi gerçekleştiren birkaç birimden oluşur. CPU, programlama talimatlarını yorumlar ve dahili ve harici cihazları kontrol eder. CPU içindeki en önemli birimlerden biri, veriler üzerinde aritmetik ve mantıksal işlemler gerçekleştiren ALU'dur (aritmetik mantık birimi). Bazı bilgisayarlarda, karmaşık görsel görüntülerin yüksek hızlı görüntülenmesini desteklemek için özel bir grafik işleme birimi (GPU) bulunur. Veri yolu ayrıca, o anda yürütülmekte olan yazılımın program sayacı gibi sistem durumlarını izleyen devreler ve kayıtlar içerir.

Bilgisayarın kontrol elemanı, verilerin bellek ve CPU arasındaki hareketinden sorumludur. Bu eleman, zamanlama ve kontrol sinyalleri sağlayarak bilgisayar sisteminin diğer tüm elemanları ile program talimatlarının yürütülmesini koordine eder. Kontrol elemanının işi, çoğu modern bilgisayarda CPU'nun bir parçası olan kontrol ünitesi (CU) tarafından yapılır. Kontrol ünitesi genellikle bilgisayarın merkezi sinir sistemi olarak tanımlanır.

Bilgisayarlar, işlemleri gerçekleştirirken hem dahili hem de harici belleği kullanır. Dahili bellek, halihazırda yürütülmekte olan programlar için yazılım talimatlarını ve ilgili verileri tutmak için kullanılır. Dahili bellek RAM'den (rastgele erişim belleği) oluşur, bu geçicidir çünkü verileri yalnızca güç uygulandığında tutar. Bilgisayar kapatıldığında, bellek temizlenir. Bilgisayar tarafından kullanılmayan veriler genellikle sabit diskler ve flash sürücüler gibi cihazlarda harici bellekte depolanır.