Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Bu maddedeki bilgilerin için ek kaynaklar gerekli. (Nisan 2020) () |
Bellek bilgisayarı oluşturan 3 ana bileşenden biridir. (merkezi işlem birimi – bellek – ). İşlemcinin çalıştırdığı [[Bilgisayar programı |programı, ]]lar ve programa ait bilgiler bellek üzerinde saklanır. Bellek geçici bir depolama alanıdır. Bellek üzerindeki bilgiler güç kesildiği anda kaybolurlar. Bu nedenle bilgisayarlarda programları daha uzun süreli ve kalıcı olarak saklamak için farklı birimler (sabit disk - CD - DVD) mevcuttur.
Belleğe genellikle Random Access Memory (rastgele erişimli bellek) ifadesinin kısaltması olan RAM adı verilir. Bu ad bellekte bir konuma rastgele ve hızlı bir şekilde erişebildiğimiz için verilmiştir. RAM'de sadece işlemcide çalışan program parçaları tutulur ve elektrik kesildiği anda RAM'deki bilgiler silinir. Bilgilerin kalıcı olarak saklandığı yer disktir. Bu iki kavram bilgisayarı kullanmaya yeni başlayan insanlar tarafından genellikle karıştırılır. Bu kavramları açıklamak için en güzel benzetme; bir dosya dolabı ve çalışma masası olan ofistir. Bu örnekte dosyaların kalıcı olarak saklandığı tekeri dosya dolabı, üzerinden çalışılan verilerin bulunduğu belleği ise çalışma masası temsil etmektedir. Bir ofiste dosyalar dosya dolapları içinde saklanır ve çalışanlar üzerinden çalışmak istedikleri dosyayı dolaptan alarak kendi çalışma masaları üzerinde çalışırlar. Bilgisayarda da işlemci üzerinde çalışacağı veriler tekerden belleğe getirilir. Dosya dolabınız ne kadar büyükse, o kadar çok dosyayı saklayabilirsiniz ve masanız ne kadar büyükse aynı anda o kadar çok dosyayı masaya alıp üzerinde çalışabilirsiniz. Bilgisayar ortamında da işler tam olarak böyledir. Teker kapasitesi ne kadar büyükse o kadar çok veri saklayabiliriz ve bellek kapasitesi ne kadar büyükse işlemci o kadar çok dosya üzerinde çalışabilir. Bu benzetmenin bilgisayarın çalışma şeklinden farkıysa belleğe getirilen dosyaların tekerdeki dosyaların bir kopyası olmasıdır. Gerçek dosyalar tekerde saklanmaya devam eder. Bunun sebebiyse belleğin güç kesildiği anda verileri kaybetmesidir. Eğer bellekteki dosya değiştirilirse değişiklerin kaybolmaması için teker üzerinde değişikliklerin kaydedilmesi gerekir.
Geçmişten Günümüze Bellekler
İlk bilgisayarlarda bellek yoktu. Onun yerine süngü ve röle ile katot lambaları kullanılmakta idi. Yazılımlar ve veriler tamamen diğer medyalara geçirilmekte idiler. Teleteks şeritleri veya delikli kartlar gibi. İlk dijital bilgisayarlarda röleler bellek için kullanılmış. Daha sonra katot lambaları yanında yüzük şeklinde olan manyetik demir (ferrit) çekirdekler kullanılmış. Teker düzeninde tellere geçirilen bu demir yüzükler akımı aldığında mıknatıslaşmakta ve bu durumu kaybetmemekte idiler. Ama her okuma sürecinde hafıza bilgisini kaybetmekte idiler. Yapısal özelliği nedeni ile büyük mekanlara ihtiyaç vardı. Tipik bir büyük bilgisayar olan Telefunken TR440'nın 1970 senesinde belleği 48 bitlik 192.000 kelime yani bir Megabyte'a eşit idi.
1985'te satın alınan bir PC (Commodore PC10) de 64 KByte belleğe sahip iken 1990 da alınan bir PC de 1 MB'ye belleği bulunabiliyordu. 2005'te ise bu 512 Megabyte veya daha çok olabilir. Günümüzün PC'lerinde kullanılan işletim sistemleri (Windows, Linux, BeOS vs) bellek canavarları olup, yukarıya doğru sınır tanımamaktadırlar (tabii bu sınır var olup şu an pratik olarak ulaşılamamakta). Anakartlarda bulunan Chipset (yonga) tipine göre üst sınır olup bunların açıklamaları üreticinin İnternet sayfasında veya kılavuzunda bulunmaktadır.
Transistörün bulunuşu ile birlikte büyük atılımlar olmuş. Bugün tümleşik devre imkânları ile en modern bilgisayar sistemleri donatılmaktadır.
Günümüzde büyük, ucuz ve hızlı bellek üretmek amaçlanmaktadir. Ancak bellek büyüdükçe yavaşlar, hızlandıkça da küçülür. Bu sorunu aşıp büyük, hızlı ve ucuz bellek tasarlamak için aşamalı bellek yapısı ve koşutluk (paralellik) kullanılmaktadır.
Aşamalı Bellek Yapısı
Bellekler, aşamaları kullanılarak, en ucuz teknolojinin sağlayabileceği boyutla en pahalı teknolojinin sağlayabileceği hız sunulmaya çalışılmaktadır. Yazmaçlar işlemcinin içindedir ve işlemci yazmaçlara doğrudan erişebilir. Yazmaçlara erişim için geçen süre bir nanosaniyenin altındadır. Yazmaçlarda sadece birkaç bitlik veri tutulabilir. Bir GB veri saklayabilecek yazmaçlar üretmek için milyonlarca dolar harcamak gerekir. Birinci düzey önbellek birkaç kilobaytlık veri tutabilir ve erişim süresi birkaç nanosaniyedir. Erişim süresi ikinci düzey önbellekte birkaç on nano-saniyeye, ana bellekte de yüzlerce nano-saniyeye çıkar.
Bu yapıda yazmaçlar ve bellek arası iletişim derleyiciler; önbellek ve bellek arasındaki iletişim donanım; bellek ve teker arasındaki iletişim de işletim sistemi, donanım ve kullanıcı tarafından yönetilir.
Tanımlar/Kavramlar
Bulma(Hit): Aranan verinin üst düzey bellekte herhangi bir öbekte bulunmasıdır.
Bulma Zamanı: Bellek erişim süresi + Verinin bulunup bulunamadığının belirlenme süresi.
Bulamama(Miss): Aranan verinin alt düzey bir bellekte bulunmasıdır.
Bulamama Gecikmesi: Üst düzey bellekten bir öbeğin atılması + Yeni öbeğin işlemciye getirilmesi için geçen zaman.
Alanda Yerellik
Bir öge bellekten okunduysa, yakınındaki adresteki ögelerin okunması olasıdır.
Zamanda Yerellik
Bir öge bellekten okunduysa yakın zamanda tekrar okunması olasıdır.
Rastgele Erişimli Bellek (RAM)
Rastgele erişimli bellek ifadesindeki rastgele kavramı, bellekteki her veriye bellekteki konumundan bağımsız olarak aynı sürede erişilebildiği anlamına gelir. Şekil 2.1 de sıradan bilgisayarlarda kullanılan RAM hücresinin fonksiyonel davranışını gösterir.
Fiziksel uyarlama tam olarak şekildeki gibi olmak zorunda değildir, ama çalışma şekli böyledir. Bir bellek hücresini uyarlamanın birçok yolu vardır. Şekildeki gibi flipfloplar üzerine kurulu RAM yongaları (çipleri) statik RAM’lerdir (SRAM) ve her konumun içeriği güç kesilene kadar saklanır. Dinamik RAM (DRAM) yongalarında bir miktar enerji depolayan kapasitörler kullanılır. Bu kapasitörlerdeki enerji seviyesi 1 ya da 0’a karşılık gelir. Kapasitörler flipfloplardan çok daha küçüktür, bu yüzden aynı boyutlardaki bir DRAM, SRAM’den çok daha fazla veri saklayabilir. DRAM üzerindeki hücrelerde, kapasitör boşaldıkça hücredeki veri düzenli olarak değiştirilmeli ya da yenilenmelidir.
DRAM’ler ortamdaki gama ışınlarıyla etkileşim içine girerlerse, üzerilerindeki kapasitörler zamanından erken deşarj olabilir. Fakat bu çok nadir gerçekleşen bir durumdur. Açık bırakılan bir sistem günlerce hata vermeden çalışabilir. Bu yüzden ilk kişisel bilgisayarlarda (PC) hata algılayıcı devreler bulunmazdı. Bilgisayarlar gün sonunda kapatılırdı ve bu sayede hatalar yığılmazdı. Hata algılayıcılarının olmaması, DRAM fiyatlarının uzun bir süre daha düşük seyretmesini sağladı. Ancak gelişen teknolojiyle DRAM fiyatlarının en düşük seviyeye gelmesi ve bilgisayarların açık kalma sürelerinin artmasıyla beraber, hata algılayıcılar bilgisayarların olağan parçaları haline geldiler.
RAM Çeşitleri
RAM’ler silikon üzerine yerleştirilmiş birçok transistörün, ağırlıklı olarak veri erişiminin kontrolü ve verinin saklanmasıyla ilgili belli işlevleri yerine getirmesi için birbirine bağlanmış elektronik yapılardır. RAM teknolojilerinde güdülen hedef daha küçük transistörler üretmek, böylece bir silikon parçasına daha fazla transistör yani daha fazla işlev sığdırmak ve bu sayede silikonun daha hızlı çalışmasını sağlamaktır. Bu hedefe giderken karşılaşılan engellerin çoğu gelişen teknolojiyle daha üretim aşamasındayken aşılıp geri kalan kısım ise geliştirilen algoritmalar ve protokollere çözülmektedir. RAM çeşitleri ise bu protokoller tarafından belirlenmektedir.
Kısaca hatırlamak gerekirse iki çeşit RAM olduğunu söyledik, DRAM ve SRAM. Kapasitörlerin şarjını periyodik olarak yenilemek gerektiği için DRAM’lara dinamik bellek, elektrik kesilmediği sürece bilgiyi sakladığı için SRAM’lara statik bellek adı verilir. DRAM’ın SRAM’a karşı avantajı ise yapısal basitliğidir. SRAM’da her bit için altı transistör gerekirken DRAM’da bir transistör ve bir kapasitör yeterlidir. Ekonomik nedenlerden ötürü kişisel bilgisayarlar, çalışma istasyonları ve Playstation – Xbox gibi küçük olmayan oyun konsollarında genel olarak büyük olan DRAM kullanılırken önbellek ve teker tamponu gibi diğer kısımlarda SRAM kullanılır.
SRAM ile ilgili ayrıntılar SRAM'de; SDRAM, RDRAM, DDR SDRAM gibi DRAM ile ilgili ayrıntılar DRAM'de bulunabilir.
Salt Okunur Bellek (Read Only Memory) - ROM
Üzerindeki verileri kalıcı ya da yarı kalıcı olarak saklayan rastgele erişimli belleklere ROM denir Bir program belleğe yüklendiğinde, üzerine başka bir veri yazılana ya da güç kesilene kadar bellekte kalır. Bazı uygulamalar içinse veriler hiç değişmez. Bilgisayar oyunları, hesap makineleri, mikro dalga fırınlar üzerindeki kontrol programları gibi değişmeyen programlar ROM üzerinde saklanır.
ROM basit bir cihazdır. Bir kod çözücü, birkaç mantık kapısı ve veri çıkışlarından oluşur. Flipflop ya da kapasitörlere ihtiyaç duymadan çalışır.
Yüksek hacimli uygulamalarda ROM'lar fabrikalarda programlanır. Buna alternatif olarak küçük uygulamalar ve prototipler için, içerikleri PROM yazıcı olarak bilinen ve kısmen ucuz olan cihazlar kullanılarak kullanıcı tarafından yazılabilen Programlanabilir ROMlar () kullanılır. Maalesef oyun endüstrisinin oluşmaya başladığı ilk dönemlerde, PROM yazıcıların PROMların içeriğini okuma kabiliyeti de vardı. Bu sayede oyunların korsan kopyaları yeni PROM'lara kaydediliyor, hatta içlerindeki veri deşifre edilerek karşı mühendislik için kullanılıyordu.
PROM’lar programcıya kodunun sürekli olarak saklanması imkânını verse de, PROMların üzerine sadece bir kez yazılabilir. Silinebilir ROMlara (Erasable PROMs – EPROM) ise üzerlerindeki veri kızılötesi ışınlarla silinerek tekrar tekrar yazma işlemi yapılabilir. Elektrikle silinebilir PROMlarsa (Electrically Erasable PROMs – EEPROM) içeriklerinin elektrik gücüyle yazılıp silinebilmesine izin verirler. Günümüzde kullanılan flaş belleklerin çoğunda bu teknoloji kullanılmaktadır. EEPROMlar üzerine on binlerce kez veri yazma ve silme işlemi yapılabilir.
Yonga Yapısı
Basit bir bellek yongası 0 dan m-1’e kadar sıralanmış m bit adres girişi (A0-Am-1), yonga seçici (YS ) ve okuma (K) – yazma (K~) kontrolünden oluşur. 5.1'de YS ve K’nın üzerindeki çizgiler yonganın YS=0 iken seçildiği ve K=0 iken bir yazma işlemi gerçekleşeceğini gösterir. T kadar bir zaman sonra yongadan veri okunacağında w bitlik veri, D0-Dw-1 veri çıkışlarında hazır olur. Veri hattı burada da olduğu gibi birçok yongada çift yönlüdür.
Şekildeki yongadaki adres satırları, gelen m bitlik veriden, her biri w-bit sözcükle ilişkilendirilmiş olan adreslerden hangisinin kullanılacağını belirler. Yonga üzerinde de 2mxw bitlik veri saklanabilir.
RAMler yazmaçlar derlemi olarak düşünülebilir. RAM yongaları üzerinde sözcükleri saklamak için yazmaçlar kullanılır ve hangi sözcüğün okunacağına ya da yazılacağına karar vermek içinde adresleme mekanizmaları oluşturulur.
Küçük RAM modülleri birleştirilerek daha büyük modüller elde edilebilir. Farklı tasarım yolları kullanılarak hem sözcük boyutu hem de modül başına düşen sözcük sayısı arttırılabilir. Örneğin sekiz adet 16M x 1-bit RAM kullanılarak bir adet 16M x 8-bit RAM yapılabilir. (16M=224 )
Bellek ve Başarım
Bilgisayarda , ile belirlenir. Daha açık söylemek gerekirse Başarım = 1 / Yürütme Zamanı dır. Yürütme zamanı ise
Yürütme Zamanı = Buyruk Sayısı * BBÇ * Çevirim Zamanı
formülüyle verilir. Burada buyruk sayısı, o programın çalışması için kaç buyruğun yürütülmesi gerektiğini; , bir buyruğun işlenmesi için kaç çevirim yapılması gerektiğini ve çevirim zamanı ise çevirim başına geçen süreyi göstermektedir. Bir programın buyruk sayısı bilgisayardan bilgisayara değişmez, her bilgisayarda aynıdır. Çevirim zamanı ise işlemcinin saat vuruş sıklığıyla alakalıdır. Örneğin saat vuruş sıklığı 200 MHz olan bir işlemcinin çevirim zamanı 5 ns dir.
Başarımda belleğin rolü ise BBÇ’nin hesaplanmasında ortaya çıkar. Örneğin ideal BBÇ’si 1,1 çevrim olan bir işlemciyi ele alalım. Bu işlemci zamanının %50 sini aritmetik ve mantık işlemleriyle, %30 unu yükleme ve saklama işlemleriyle ve %20 sini denetimde kullansın. Ayrıca kabul edelim ki bellek işlemlerinin %10 unu önbellekte bulamasın ve bu durum 50 vuruşluk gecikme yaratsın. O halde BBÇ
BBÇ = BBÇ + Buyruk Başına Ortalama Duraklama = 1,1(çevrim) + (0,30(veriBellegiİslemi/buyruk)× 0,10(bulamama/veriBellegiİslemi)× 50(çevrim/bulamama)) = 1,1 çevrim + 1,5 çevrim = 2,6 çevrim
olarak hesaplanır.
Buradan kolayca hesaplanacağı üzere 1,5 çevrim / 2,6 çevrim = 0,58 olup demek ki işlemci zamanının %58 ini belleği beklemekle geçirmektdir. Eğer bulamama oranı %1 artarsa yani %11 olursa o halde BBÇ 2,75 çevrim olacak ve bu durumda işlemci zamanının %60 ını belleği beklemekle geçirecektir.
O halde oluşacak gecikme zamanı sabit kalmak üzere belleğin boyutunu büyüterek bulamama oranını azaltırsak yürütme zamanı azalır, dolayısıyla başarım artar diyebiliriz.
Ticari Bellek Modülleri
Piyasalarda satılan belleklerin çoğu belli standartlara göre üretilirler. Şekilde sekiz adet 220 bitlik çipten oluşmuş 1MB’lık bir yonga modülünü göstermektedir. 1 den 30’a kadar numaralandırılmış olan bağlantı noktaları tek bir yol üzerinde sıralanmıştır. 220 adet adres alanı için 20 tane adres satırına ihtiyaç olmasına rağmen sadece 10 tane adres girişi vardır. 10 bitlik satır ve sütun için 10 bitlik adresler ayrı ayrı gelirler ve kolon adres ile satır adres storoboskobu gelen adreslerden kendilerine ait olanı seçerek adresi belirlerler. (Satır adres storoboskobu belli aralıklarla kapasitörleri şarj etme işlemini de gerçekleştirir.) Bu işlem adrese erişim zamanını 2 katına çıkarırmış gibi görünse de, sadece satır ya da sadece sütun adresinin değiştiği durumlarda ortalama erişim zamanı 20 bitlik adres girişi kullanılan duruma göre daha hızlıdır. V1 den V8 e kadar olan 8 adet veri yolu da aynı anda 1 baytlık verinin paralel olarak okunup yazılmasına imkân verir.
Kaynakça
- ^ "http://computer.howstuffworks.com/ram.htm". 22 Mart 2012 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 15 Mart 2012.
|başlık=dış bağlantı () - ^ .http://computer.howstuffworks.com/rom.htm 9 Mart 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
Dış bağlantılar
- Bellek.net 3 Eylül 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- Bellek.gen.tr 14 Aralık 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- TOBB ETÜ Bilgisayar Mimarisi Ders Notları - Bellek Düzeni[]
- http://computer.howstuffworks.com/computer-memory.htm 4 Ağustos 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Bu maddedeki bilgilerin dogrulanabilmesi icin ek kaynaklar gerekli Lutfen guvenilir kaynaklar ekleyerek maddenin gelistirilmesine yardimci olun Kaynaksiz icerik itiraz konusu olabilir ve kaldirilabilir Kaynak ara Bellek bilgisayar haber gazete kitap akademik JSTOR Nisan 2020 Bu sablonun nasil ve ne zaman kaldirilmasi gerektigini ogrenin Bellek bilgisayari olusturan 3 ana bilesenden biridir merkezi islem birimi bellek Islemcinin calistirdigi Bilgisayar programi programi lar ve programa ait bilgiler bellek uzerinde saklanir Bellek gecici bir depolama alanidir Bellek uzerindeki bilgiler guc kesildigi anda kaybolurlar Bu nedenle bilgisayarlarda programlari daha uzun sureli ve kalici olarak saklamak icin farkli birimler sabit disk CD DVD mevcuttur Bellege genellikle Random Access Memory rastgele erisimli bellek ifadesinin kisaltmasi olan RAM adi verilir Bu ad bellekte bir konuma rastgele ve hizli bir sekilde erisebildigimiz icin verilmistir RAM de sadece islemcide calisan program parcalari tutulur ve elektrik kesildigi anda RAM deki bilgiler silinir Bilgilerin kalici olarak saklandigi yer disktir Bu iki kavram bilgisayari kullanmaya yeni baslayan insanlar tarafindan genellikle karistirilir Bu kavramlari aciklamak icin en guzel benzetme bir dosya dolabi ve calisma masasi olan ofistir Bu ornekte dosyalarin kalici olarak saklandigi tekeri dosya dolabi uzerinden calisilan verilerin bulundugu bellegi ise calisma masasi temsil etmektedir Bir ofiste dosyalar dosya dolaplari icinde saklanir ve calisanlar uzerinden calismak istedikleri dosyayi dolaptan alarak kendi calisma masalari uzerinde calisirlar Bilgisayarda da islemci uzerinde calisacagi veriler tekerden bellege getirilir Dosya dolabiniz ne kadar buyukse o kadar cok dosyayi saklayabilirsiniz ve masaniz ne kadar buyukse ayni anda o kadar cok dosyayi masaya alip uzerinde calisabilirsiniz Bilgisayar ortaminda da isler tam olarak boyledir Teker kapasitesi ne kadar buyukse o kadar cok veri saklayabiliriz ve bellek kapasitesi ne kadar buyukse islemci o kadar cok dosya uzerinde calisabilir Bu benzetmenin bilgisayarin calisma seklinden farkiysa bellege getirilen dosyalarin tekerdeki dosyalarin bir kopyasi olmasidir Gercek dosyalar tekerde saklanmaya devam eder Bunun sebebiyse bellegin guc kesildigi anda verileri kaybetmesidir Eger bellekteki dosya degistirilirse degisiklerin kaybolmamasi icin teker uzerinde degisikliklerin kaydedilmesi gerekir Gecmisten Gunumuze BelleklerSon 20 yilda bellek teknolojisindeki gelisim Ilk bilgisayarlarda bellek yoktu Onun yerine sungu ve role ile katot lambalari kullanilmakta idi Yazilimlar ve veriler tamamen diger medyalara gecirilmekte idiler Teleteks seritleri veya delikli kartlar gibi Ilk dijital bilgisayarlarda roleler bellek icin kullanilmis Daha sonra katot lambalari yaninda yuzuk seklinde olan manyetik demir ferrit cekirdekler kullanilmis Teker duzeninde tellere gecirilen bu demir yuzukler akimi aldiginda miknatislasmakta ve bu durumu kaybetmemekte idiler Ama her okuma surecinde hafiza bilgisini kaybetmekte idiler Yapisal ozelligi nedeni ile buyuk mekanlara ihtiyac vardi Tipik bir buyuk bilgisayar olan Telefunken TR440 nin 1970 senesinde bellegi 48 bitlik 192 000 kelime yani bir Megabyte a esit idi 1985 te satin alinan bir PC Commodore PC10 de 64 KByte bellege sahip iken 1990 da alinan bir PC de 1 MB ye bellegi bulunabiliyordu 2005 te ise bu 512 Megabyte veya daha cok olabilir Gunumuzun PC lerinde kullanilan isletim sistemleri Windows Linux BeOS vs bellek canavarlari olup yukariya dogru sinir tanimamaktadirlar tabii bu sinir var olup su an pratik olarak ulasilamamakta Anakartlarda bulunan Chipset yonga tipine gore ust sinir olup bunlarin aciklamalari ureticinin Internet sayfasinda veya kilavuzunda bulunmaktadir Transistorun bulunusu ile birlikte buyuk atilimlar olmus Bugun tumlesik devre imkanlari ile en modern bilgisayar sistemleri donatilmaktadir Gunumuzde buyuk ucuz ve hizli bellek uretmek amaclanmaktadir Ancak bellek buyudukce yavaslar hizlandikca da kuculur Bu sorunu asip buyuk hizli ve ucuz bellek tasarlamak icin asamali bellek yapisi ve kosutluk paralellik kullanilmaktadir Asamali Bellek YapisiBellek asamalari Bellekler asamalari kullanilarak en ucuz teknolojinin saglayabilecegi boyutla en pahali teknolojinin saglayabilecegi hiz sunulmaya calisilmaktadir Yazmaclar islemcinin icindedir ve islemci yazmaclara dogrudan erisebilir Yazmaclara erisim icin gecen sure bir nanosaniyenin altindadir Yazmaclarda sadece birkac bitlik veri tutulabilir Bir GB veri saklayabilecek yazmaclar uretmek icin milyonlarca dolar harcamak gerekir Birinci duzey onbellek birkac kilobaytlik veri tutabilir ve erisim suresi birkac nanosaniyedir Erisim suresi ikinci duzey onbellekte birkac on nano saniyeye ana bellekte de yuzlerce nano saniyeye cikar Bu yapida yazmaclar ve bellek arasi iletisim derleyiciler onbellek ve bellek arasindaki iletisim donanim bellek ve teker arasindaki iletisim de isletim sistemi donanim ve kullanici tarafindan yonetilir Tanimlar Kavramlar Bulma Hit Aranan verinin ust duzey bellekte herhangi bir obekte bulunmasidir Bulma Zamani Bellek erisim suresi Verinin bulunup bulunamadiginin belirlenme suresi Bulamama Miss Aranan verinin alt duzey bir bellekte bulunmasidir Bulamama Gecikmesi Ust duzey bellekten bir obegin atilmasi Yeni obegin islemciye getirilmesi icin gecen zaman Alanda Yerellik Bir oge bellekten okunduysa yakinindaki adresteki ogelerin okunmasi olasidir Son 20 yilda bellek teknolojisindeki gelisimZamanda Yerellik Bir oge bellekten okunduysa yakin zamanda tekrar okunmasi olasidir Rastgele Erisimli Bellek RAM 2 1 Bellek hucresi Rastgele erisimli bellek ifadesindeki rastgele kavrami bellekteki her veriye bellekteki konumundan bagimsiz olarak ayni surede erisilebildigi anlamina gelir Sekil 2 1 de siradan bilgisayarlarda kullanilan RAM hucresinin fonksiyonel davranisini gosterir Fiziksel uyarlama tam olarak sekildeki gibi olmak zorunda degildir ama calisma sekli boyledir Bir bellek hucresini uyarlamanin bircok yolu vardir Sekildeki gibi flipfloplar uzerine kurulu RAM yongalari cipleri statik RAM lerdir SRAM ve her konumun icerigi guc kesilene kadar saklanir Dinamik RAM DRAM yongalarinda bir miktar enerji depolayan kapasitorler kullanilir Bu kapasitorlerdeki enerji seviyesi 1 ya da 0 a karsilik gelir Kapasitorler flipfloplardan cok daha kucuktur bu yuzden ayni boyutlardaki bir DRAM SRAM den cok daha fazla veri saklayabilir DRAM uzerindeki hucrelerde kapasitor bosaldikca hucredeki veri duzenli olarak degistirilmeli ya da yenilenmelidir DRAM ler ortamdaki gama isinlariyla etkilesim icine girerlerse uzerilerindeki kapasitorler zamanindan erken desarj olabilir Fakat bu cok nadir gerceklesen bir durumdur Acik birakilan bir sistem gunlerce hata vermeden calisabilir Bu yuzden ilk kisisel bilgisayarlarda PC hata algilayici devreler bulunmazdi Bilgisayarlar gun sonunda kapatilirdi ve bu sayede hatalar yigilmazdi Hata algilayicilarinin olmamasi DRAM fiyatlarinin uzun bir sure daha dusuk seyretmesini sagladi Ancak gelisen teknolojiyle DRAM fiyatlarinin en dusuk seviyeye gelmesi ve bilgisayarlarin acik kalma surelerinin artmasiyla beraber hata algilayicilar bilgisayarlarin olagan parcalari haline geldiler RAM Cesitleri RAM ler silikon uzerine yerlestirilmis bircok transistorun agirlikli olarak veri erisiminin kontrolu ve verinin saklanmasiyla ilgili belli islevleri yerine getirmesi icin birbirine baglanmis elektronik yapilardir RAM teknolojilerinde gudulen hedef daha kucuk transistorler uretmek boylece bir silikon parcasina daha fazla transistor yani daha fazla islev sigdirmak ve bu sayede silikonun daha hizli calismasini saglamaktir Bu hedefe giderken karsilasilan engellerin cogu gelisen teknolojiyle daha uretim asamasindayken asilip geri kalan kisim ise gelistirilen algoritmalar ve protokollere cozulmektedir RAM cesitleri ise bu protokoller tarafindan belirlenmektedir Kisaca hatirlamak gerekirse iki cesit RAM oldugunu soyledik DRAM ve SRAM Kapasitorlerin sarjini periyodik olarak yenilemek gerektigi icin DRAM lara dinamik bellek elektrik kesilmedigi surece bilgiyi sakladigi icin SRAM lara statik bellek adi verilir DRAM in SRAM a karsi avantaji ise yapisal basitligidir SRAM da her bit icin alti transistor gerekirken DRAM da bir transistor ve bir kapasitor yeterlidir Ekonomik nedenlerden oturu kisisel bilgisayarlar calisma istasyonlari ve Playstation Xbox gibi kucuk olmayan oyun konsollarinda genel olarak buyuk olan DRAM kullanilirken onbellek ve teker tamponu gibi diger kisimlarda SRAM kullanilir SRAM ile ilgili ayrintilar SRAM de SDRAM RDRAM DDR SDRAM gibi DRAM ile ilgili ayrintilar DRAM de bulunabilir Salt Okunur Bellek Read Only Memory ROMUzerindeki verileri kalici ya da yari kalici olarak saklayan rastgele erisimli belleklere ROM denir Bir program bellege yuklendiginde uzerine baska bir veri yazilana ya da guc kesilene kadar bellekte kalir Bazi uygulamalar icinse veriler hic degismez Bilgisayar oyunlari hesap makineleri mikro dalga firinlar uzerindeki kontrol programlari gibi degismeyen programlar ROM uzerinde saklanir ROM basit bir cihazdir Bir kod cozucu birkac mantik kapisi ve veri cikislarindan olusur Flipflop ya da kapasitorlere ihtiyac duymadan calisir Yuksek hacimli uygulamalarda ROM lar fabrikalarda programlanir Buna alternatif olarak kucuk uygulamalar ve prototipler icin icerikleri PROM yazici olarak bilinen ve kismen ucuz olan cihazlar kullanilarak kullanici tarafindan yazilabilen Programlanabilir ROMlar kullanilir Maalesef oyun endustrisinin olusmaya basladigi ilk donemlerde PROM yazicilarin PROMlarin icerigini okuma kabiliyeti de vardi Bu sayede oyunlarin korsan kopyalari yeni PROM lara kaydediliyor hatta iclerindeki veri desifre edilerek karsi muhendislik icin kullaniliyordu PROM lar programciya kodunun surekli olarak saklanmasi imkanini verse de PROMlarin uzerine sadece bir kez yazilabilir Silinebilir ROMlara Erasable PROMs EPROM ise uzerlerindeki veri kizilotesi isinlarla silinerek tekrar tekrar yazma islemi yapilabilir Elektrikle silinebilir PROMlarsa Electrically Erasable PROMs EEPROM iceriklerinin elektrik gucuyle yazilip silinebilmesine izin verirler Gunumuzde kullanilan flas belleklerin cogunda bu teknoloji kullanilmaktadir EEPROMlar uzerine on binlerce kez veri yazma ve silme islemi yapilabilir Yonga YapisiBasit bir bellek yongasi 0 dan m 1 e kadar siralanmis m bit adres girisi A0 Am 1 yonga secici YS ve okuma K yazma K kontrolunden olusur 5 1 de YS ve K nin uzerindeki cizgiler yonganin YS 0 iken secildigi ve K 0 iken bir yazma islemi gerceklesecegini gosterir T kadar bir zaman sonra yongadan veri okunacaginda w bitlik veri D0 Dw 1 veri cikislarinda hazir olur Veri hatti burada da oldugu gibi bircok yongada cift yonludur Sekildeki yongadaki adres satirlari gelen m bitlik veriden her biri w bit sozcukle iliskilendirilmis olan adreslerden hangisinin kullanilacagini belirler Yonga uzerinde de 2mxw bitlik veri saklanabilir RAMler yazmaclar derlemi olarak dusunulebilir RAM yongalari uzerinde sozcukleri saklamak icin yazmaclar kullanilir ve hangi sozcugun okunacagina ya da yazilacagina karar vermek icinde adresleme mekanizmalari olusturulur Kucuk RAM modulleri birlestirilerek daha buyuk moduller elde edilebilir Farkli tasarim yollari kullanilarak hem sozcuk boyutu hem de modul basina dusen sozcuk sayisi arttirilabilir Ornegin sekiz adet 16M x 1 bit RAM kullanilarak bir adet 16M x 8 bit RAM yapilabilir 16M 224 Bellek ve BasarimBilgisayarda ile belirlenir Daha acik soylemek gerekirse Basarim 1 Yurutme Zamani dir Yurutme zamani ise Yurutme Zamani Buyruk Sayisi BBC Cevirim Zamani formuluyle verilir Burada buyruk sayisi o programin calismasi icin kac buyrugun yurutulmesi gerektigini bir buyrugun islenmesi icin kac cevirim yapilmasi gerektigini ve cevirim zamani ise cevirim basina gecen sureyi gostermektedir Bir programin buyruk sayisi bilgisayardan bilgisayara degismez her bilgisayarda aynidir Cevirim zamani ise islemcinin saat vurus sikligiyla alakalidir Ornegin saat vurus sikligi 200 MHz olan bir islemcinin cevirim zamani 5 ns dir Basarimda bellegin rolu ise BBC nin hesaplanmasinda ortaya cikar Ornegin ideal BBC si 1 1 cevrim olan bir islemciyi ele alalim Bu islemci zamaninin 50 sini aritmetik ve mantik islemleriyle 30 unu yukleme ve saklama islemleriyle ve 20 sini denetimde kullansin Ayrica kabul edelim ki bellek islemlerinin 10 unu onbellekte bulamasin ve bu durum 50 vurusluk gecikme yaratsin O halde BBC BBC BBC Buyruk Basina Ortalama Duraklama 1 1 cevrim 0 30 veriBellegiIslemi buyruk 0 10 bulamama veriBellegiIslemi 50 cevrim bulamama 1 1 cevrim 1 5 cevrim 2 6 cevrim olarak hesaplanir Buradan kolayca hesaplanacagi uzere 1 5 cevrim 2 6 cevrim 0 58 olup demek ki islemci zamaninin 58 ini bellegi beklemekle gecirmektdir Eger bulamama orani 1 artarsa yani 11 olursa o halde BBC 2 75 cevrim olacak ve bu durumda islemci zamaninin 60 ini bellegi beklemekle gecirecektir O halde olusacak gecikme zamani sabit kalmak uzere bellegin boyutunu buyuterek bulamama oranini azaltirsak yurutme zamani azalir dolayisiyla basarim artar diyebiliriz Ticari Bellek Modulleri2 1 Ticari bellek modulu Piyasalarda satilan belleklerin cogu belli standartlara gore uretilirler Sekilde sekiz adet 220 bitlik cipten olusmus 1MB lik bir yonga modulunu gostermektedir 1 den 30 a kadar numaralandirilmis olan baglanti noktalari tek bir yol uzerinde siralanmistir 220 adet adres alani icin 20 tane adres satirina ihtiyac olmasina ragmen sadece 10 tane adres girisi vardir 10 bitlik satir ve sutun icin 10 bitlik adresler ayri ayri gelirler ve kolon adres ile satir adres storoboskobu gelen adreslerden kendilerine ait olani secerek adresi belirlerler Satir adres storoboskobu belli araliklarla kapasitorleri sarj etme islemini de gerceklestirir Bu islem adrese erisim zamanini 2 katina cikarirmis gibi gorunse de sadece satir ya da sadece sutun adresinin degistigi durumlarda ortalama erisim zamani 20 bitlik adres girisi kullanilan duruma gore daha hizlidir V1 den V8 e kadar olan 8 adet veri yolu da ayni anda 1 baytlik verinin paralel olarak okunup yazilmasina imkan verir Kaynakca http computer howstuffworks com ram htm 22 Mart 2012 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 15 Mart 2012 baslik dis baglanti yardim http computer howstuffworks com rom htm 9 Mart 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde Dis baglantilarBellek net 3 Eylul 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde Bellek gen tr 14 Aralik 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde TOBB ETU Bilgisayar Mimarisi Ders Notlari Bellek Duzeni olu kirik baglanti http computer howstuffworks com computer memory htm 4 Agustos 2012 tarihinde Wayback Machine sitesinde