Bu giriş bölümünde, önce, kitabın mikroişlemci tabanlı sistemlerin temel kavramlarını ve uygulamalarını öğretmede takip ettiği yaklaşım ve genel yapısı sunulacaktır. Sonra, Intel x86 Ailesinin kullanım alanları hakkında kısa bir bilgi verilecektir. Daha sonra, kitapta yer alan bölümler özet olarak sunulacaktır. Son olarak, kitapta yer alan önemli program dosyalarının temin edilebileceği, ayrıca, çeşitli mikroişlemci/mikrodenetleyici ve bilgisayarlar ile ilgili kaynakların verildiği, kitabın Internet desteği hakkında bilgi sunulacaktır.

Kitabın Yaklaşımı ve Genel Yapısı

Bu kitap, Intel mikroişlemcileri ile IBM PC mimarilerine bir giriş kitabı olarak yazılmıştır. Ayrıca, mikroişlemci ve PC tabanlı elektronik sistemler ve de PC ile kontrol ve veri toplama konuları da sunulmaktadır. Kitaptaki konular genel olarak üçe ayrılmaktadır:

İlk üç bölümde mikroişlemcili sistemlerin temel kavramları anlatılmaktadır. Bir mikroişlemci tabanlı sistem; mikroişlemci, hafıza ve giriş/çıkış birimlerinden oluşan, adreslenebilir saklayıcılar topluluğu olarak basit bir şekilde modellenebilir. Bu modelde, işlemcinin içindeki saklayıcılar, iç saklayıcılar ve dışındakiler (hafıza hücreleri ve giriş/çıkış birimleri) dış saklayıcılar olarak belirtilebilir. Kitapta, bu modelleme temel olarak alınmakta ve mikroişlemci tabanlı sistemlerin temel kavramlarını sunmak için, Bölüm 2’de, böyle bir sistemin en küçük yapı taşları olan saklayıcılardan başlanmaktadır. Sonra, saklayıcıların birleştirilmesiyle oluşan hafıza birimi sunulmaktadır. Daha sonra, bir mikroişlemcili sistem için hafıza tasarımı anlatılmaktadır.

Bölüm 3’te mikroişlemci mimarisi ve çalışması detaylı bir şekilde öğretilmektedir. Bu bölümde; Intel x86 çekirdeğini ve daha başka işlemcileri, (Intel 8051, 8096, 80960 gibi mikrodenetleyiciler ve Zilog firmasının Z80 mikroişlemcisi gibi işlemciler) mimari olarak etkileyen 8085A mikroişlemcisi, 8-bit’lik bir mikroişlemcinin yapısını ve çalışmasını öğretmede örnek işlemci olarak kullanılmaktadır. Bu işlemcinin komut kümesi tam olarak sunulmayıp, sadece mikroişlemci-hafıza haberleşmesindeki iki komut (LDA ve STA) ve mikroişlemci-giriş/çıkış cihazları haberleşmesinde kullanılan iki komut (IN ve OUT) ve bu komutların yürütülmesindeki sinyalleme, detaylı olarak anlatılmaktadır. Bölüm 2 ve Bölüm 3’te anlatılan kavramların pek çoğu genel olup bilhassa Intel’in birçok işlemcisi için geçerlidir.

Bölüm 4’ten başlayıp Bölüm 10’a kadar olan kısımlarda; Intel’in x86 Ailesinin özellikle 16-bit çekirdeğinin, donanım ve yazılım mimarisi, adresleme modları, komut kümesi, programlanması ve uygulamaları ayrıntılı olarak sunulmaktadır. Ayrıca 32-bit işlemciler olan 386 ve 486 mimarileri de anlatılmaktadır.

Bölüm 11’den itibaren IBM PC mimarisi, PC sistem yolları, IBM PC’de giriş/çıkış, ISA yolu ve bu yol için bir I/O kartının tasarımı, PC ile kontrol ve veri toplama uygulamaları, Paralel Port, seri veri haberleşmesi ve PC Seri Port ve son olarak Pentium mikroişlemcileri sunulmaktadır.

Intel x86 Mikroişlemci Ailesi

1978-79 yıllarında üretilen ilk 8086/8088’den başlayıp 286, 386, 486, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II ve Pentium III mikroişlemcilerine uzanan geniş bir ürün yelpazesine sahip olan Intel x86 mikroişlemci ailesi tarihteki en başarılı mikroişlemci ailesi olmuştur. Bunda çeşitli faktörler rol oynamıştır, fakat en büyük neden, şüphesiz 1981 yılındaki ilk PC’de IBM firmasının 8088 mikroişlemcisini seçmesi olmuştur. O tarihten itibaren, IBM ve birçok başka firma bu işlemcileri PC’lerde kullanmaktadır. PC’lerin dünyada yaygın olarak kullanılması, bu işlemcilerin başarısında en büyük neden olmuştur.

Intel x86 ailesinin donanım ve yazılım mimarisinin öğrenilmesi günümüzde özellikle aşağıdaki alanlar için önemlidir:

n    Intel mikroişlemcileri ile IBM PC mimarisini ve çalışmasını anlamak için x86 işlemcilerinin ve çevre birimlerinin bilinmesi gerekir.

n    IBM PC tabanlı kontrol ve veri toplama uygulamalarında, PCI ve ISA gibi PC sistem yollarının, Paralel Port ve Seri Port gibi PC donanım yapılarının ve birçok durumlarda da x86 donanım ve yazılım mimarisinin bilinmesi gerekir.

n    Intel’in gelişmiş mikrodenetleyicilerini (embedded işlemcilerini) öğrenmek için x86 mimarisini bilmek gerekir.

n    Bazı elektronik sistem tasarımlarında gerekebilir. Eskiden 8086/8088 tabanlı elektronik sistemler yaygın olmasına rağmen, günümüzde artık x86 işlemcileri genellikle bilgisayarlarda veya bazı özel uygulamalarda kullanılmaktadır. Bunların yerine özel işlemciler veya mikrodenetleyiciler kullanılır.

Kitaptaki Konular

Kitaptaki konular genel olarak üç kısma ayrılmaktadır. Ayrıca kitabın sonunda ekler kısmı bulunmaktadır. Birinci kısımda mikroişlemcili sistemlerin temel kavramları anlatılmakta ve Intel 8085 8-bit işlemcisi ile mikroişlemcilere genel bir giriş yapılmaktadır. İkinci kısımda x86 ailesinin donanım ve yazılım mimarisi detaylı olarak tanıtılmakta, x86 assembly dili programcılığı sunulmakta ve program örnekleri verilmektedir. Üçüncü kısımda PC mimarisi sunulmakta ve PC tabanlı kontrol ve veri toplama uygulamaları verilmektedir. Ayrıca son bölümde Pentium mikroişlemcilerine bir giriş yapılmaktadır. Dördüncü ekler kısmında, kitapta kullanılan sembollerin listesi, Türkçe-İngilizce sözlük ve kaynaklar verilmektedir.

KISIM I: MİKROİŞLEMCİLERE GİRİŞ

n    Bölüm 1, Bilgisayarlar ve Mikroişlemciler’de, bilgisayarların tarihçesi, bilgisayar ve işlemci çeşitleri, Intel işlemcilerinin genel bir tarihçesi detaylı olarak sunulmakta ve Motorola ailesi hakkında bilgi verilmektedir. Ayrıca, bilgisayar tasarım yaklaşımları olan CISC ve RISC mimari felsefeleri tanıtılmaktadır.

n    Bölüm 2, Hafıza Temelleri ve Hafıza Sistem Tasarımı’nda, temel statik hafıza kavramları, RAM ve EPROM hafızalar anlatılmaktadır. Ayrıca, 8-bit veri yoluna sahip bir Intel işlemcisine yönelik hafıza sistem tasarımı sunulmaktadır.

n    Bölüm 3, Mikroişlemci Mimarisi ve Çalışması’nda, mikroişlemcili sistemlerin temel kavramları, mikroişlemci mimarisi ve çalışması anlatılmaktadır. Ayrıca, 8-bit bir mikroişlemciye örnek olarak 8085A verilmekte, hafıza ve giriş/çıkış birimleri üzerindeki çalışması, LDA, STA, IN ve OUT komutlarıyla anlatılmaktadır. Bir mikroişlemcinin hafıza haritasına giriş/çıkış birimlerinin yerleştirilmesi ve 8255A Programlanabilir Çevre Arabirimiyle giriş/çıkış işlemi de bu bölümde sunulmaktadır.

KISIM II: X86 MİKROİŞLEMCİ AİLESİ

n    Bölüm 4, Intel Ailesinin 16-Bit Mikroişlemcileri’nde, 8086/8088 ve 80286 işlemcilerinin donanım yapısı detaylı olarak tanıtılmaktadır. Intel Ailesinde görüntü hafıza donanım özelliği ilk 80286 ile başlamakta ve daha sonraki işlemcilerde gelişerek devam etmektedir. Bu bölümde ayrıca, 80286’nın 8086/8088’den en önemli farklarından biri olan bu hafıza yapısı tanıtılmaktadır.

n    Bölüm 5, Intel Ailesinin 32-Bit Mikroişlemcileri’nde, Intel’in ilk 32-bit mikroişlemcisi olan 80386 ile 80486 sunulmaktadır. Her iki işlemcideki benzer korumalı mod çalışması, 80386 anlatılırken detaylı olarak verilmektedir. 80486 mikroişlemcisinde, 80386’dan farklı, temel olarak, tümdevre üzerinde 80387 aritmetik yardımcı işlemcisi ile 8K byte cache hafıza bulunur. 80486 anlatılırken, 80386’dan farklı bu ve diğer gelişmiş donanım özellikleri sunulmaktadır.

n    Bölüm 6, 16-bit x86 Çekirdeğinin Adresleme Modları’nda, bütün x86 işlemcilerinde bulunan, 16-bit çekirdeğin adresleme modları, MOV komutu kullanılarak sunulmaktadır. Adresleme, mikroişlemci içinde veya hafızada veri segment alanında bulunan bir verinin yerini belirleme, program akışını JMP ve CALL gibi komutlarda değiştirme veya yine hafızada özel bir alan olan yığında bir veriyi belirleme işlemidir.

n    Bölüm 7, Veri Transfer Komutları’nda, mikroişlemci ile hafıza ve giriş/çıkış birimleri arasında veri aktarımında kullanılan komutlar sunulmaktadır.

n    Bölüm 8, Aritmetik ve Lojik Komutlar’da, 8086/8088 komut kümesinde bulunan aritmetik ve lojik komutlar tanıtılmaktadır. Aritmetik komutlar, toplama, çıkarma, çarpma, bölme, karşılaştırma, tersleme, artırma ve azaltmadır. Lojik komutlar, AND, OR, XOR, NOT, kaydırma, döndürme ve lojik karşılaştırmadır (TEST).

n    Bölüm 9, Program Kontrol Komutları’nda, program çalışmasını yönlendiren ve program akışının değişmesini sağlayan program kontrol komutları anlatılmaktadır. Program akışındaki değişiklik, genellikle bir CMP veya TEST komutuyla yapılan bir testi takip eden bir duruma bağlı dallanma komutuyla gerçekleştirilir. Bu bölümde, dallanma (JMP), altprogram çağırma (CALL) ve dönme (RET), kesmeler ve işlemci kontrol komutları açıklanmaktadır.

n    Bölüm 10, 16-bit x86 Mimarisinin Programlanması’nda, Intel x86 Ailesinin bütün ürünlerinde çalışacak temel 16-bit çekirdeğe yönelik program örnekleri sunulmaktadır.

KISIM III: PC MİMARİSİ VE PC İLE KONTROL VE VERİ TOPLAMA

n    Bölüm 11, IBM PC Mimarisine Giriş’te, bir IBM PC’de yer alan donanım yapıları genel olarak tanıtılmaktadır. Bir PC’nin ana kartındaki, mikroişlemci, hafıza ve birleşik tümdevreler (Chipset) en temel elemanlardır. Ayrıca, ISA ve PCI gibi sistem uzantı yolları, Paralel ve Seri Port’lar, USB, AGP ve CMOS RAM ve Gerçek Zaman Saati gibi çeşitli birimler bulunur. Kullanıcı ile arabiriminde, klavye ile fare en yaygın giriş birimleri, monitor ise en yaygın çıkış birimidir. Veri saklamada, disket, sabit disk ve CD-ROM, PC’nin standartları olmuştur.

n    Bölüm 12, Temel PC Mimarileri ve Sistem Yolları: XT ve AT’de, günümüz PC’lerine kadar birçok özellikleri devam eden klasik PC mimarisinin temelini oluşturan XT ve AT (ISA) mimarileri ve sistem yolları, devre elemanları ve yol zamanlama diyagramlarıyla beraber detaylı olarak sunulmaktadır.

n    Bölüm 13, ISA Sonrası PC Sistem Yolları’nda, PC ISA yolundan sonra çıkan sistem yolları kısaca tanıtılmaktadır. ISA sistem yolundaki, yol genişliği ve yol hızı temel problemlerini iyileştirmek için, daha sonra, sırasıyla EISA, VESA ve MCA yolları geliştirilmiştir. Günümüz bilgisayarlarında artık bu yollar bulunmamaktadır. Bunların yerine, PCI yolu vardır ve bu yol da bu bölümde tanıtılmaktadır. ISA çok eski olmasına rağmen hala yeni makinelerde olan ikinci sistem yoludur.

n    Bölüm 14, IBM PC'de Giriş/Çıkış’ta, PC tabanlı giriş/çıkış kavramları sunulmaktadır. Bir PC ile dış dünya arasındaki iletişimde yaygın olarak kullanılan üç yöntem vardır. Bunlar: ISA veya PCI yolunda bulunan bir kart ile yapılan giriş/çıkış, Paralel Port ve Seri Port ile yapılan PC ile dış dünya haberleşmeleridir. Bu bölümde ayrıca, PC port’larına erişimde kullanılan C ve Assembly dildeki program komutları sunulmakta ve IBM PC giriş/çıkış haritası tanıtılmaktadır.

n    Bölüm 15, IBM PC Kesme Yapısı’nda, önce genel kesme kavramları sunulmaktadır. Daha sonra, x86 mikroişlemci ailesinin kesme yapısına bir giriş yapılmakta ve ardından IBM PC kesme donanım ve yazılım yapısı anlatılmaktadır.

n    Bölüm 16, ISA Yolu İçin Bir I/O Kartı Tasarımı’nda, günümüz PC’lerinde halen bulunan 16-bit ISA yolunun 8-bit’lik kısmı için bir I/O kartının tasarımı detaylı olarak sunulmaktadır. Bu kartta en temel I/O devre elemanları, 8255A, 8254, DAC0830 ve ADC0808 kullanılmaktadır. Bu kartın yapısı, benzeri I/O kartların tipik özelliklerini sunmaktadır. Bu bölümde anlatılan kartın bir benzeri yapılabilir veya hazır bir PC I/O kartının çalışması, bu bölümde sunulan bilgilerle daha iyi anlaşılabilir. Ayrıca, anlatılan bilgiler, bir bilgisayar ile dış dünya arasındaki temel prensipleri sunduğu için, yakın bir gelecekte ISA yolu ölse bile, sunulan prensipler daha uzun yıllar yaşayacaktır.

n    Bölüm 17, PC ile Kontrol ve Veri Toplama Uygulamaları’nda, ISA yolunda bulunan bir PC I/O kartı ile yapılabilecek çeşitli kontrol ve veri toplama uygulama örnekleri sunulmaktadır. Bu uygulamalarda, Bölüm 16’da tanıtılan PC I/O kartının devre elemanları ve I/O adresleri kullanılmaktadır. Bununla beraber, bu uygulamalar benzeri 8-bit veya 16-bit PC I/O kartlarına uyarlanabilir. Verilen uygulamalarda amaç, bir I/O kartı kullanan IBM PC tabanlı kontrol ve veri toplama uygulamalarının, temel donanım ve yazılım prensiplerini sunmaktır.

n    Bölüm 18, Paralel Port’ta, Paralel Port tanıtılmakta ve ayrıca Paralel Port kullanılarak yapılan çeşitli uygulamalar verilmektedir. IBM PC’lerde bulunan Paralel Port, bilgisayarın yazıcıya olan bağlantısını sağlamasının yanında, PC ile dış dünya arasında, en kolay bir iletişim yoludur. Bu yüzden bir çok pratik uygulama PC Paralel Port’unu kullanır.

n    Bölüm 19, Seri Veri Haberleşmesi ve PC Seri Port’unda, seri veri haberleşmesinin temelleri sunulmakta ve PC’deki diğer bir dış dünyaya açılma kapısı olan Seri Port anlatılmaktadır. Daha sonra, Seri Port ile bazı uygulama örnekleri verilmektedir. Ayrıca, seri haberleşmede kullanılan tümdevreler tanıtılmaktadır.

n    Bölüm 20, Pentium Mikroişlemcileri’nde, ilk Pentium’dan Pentium III’e kadar olan işlemcilerin mimari yapıları genel hatlarıyla sunulmaktadır. Intel firmasının, 1993 yılında, 273-uçlu bir PGA kılıfı kullanarak, 3.1 milyon transistörü bir silikon tümdevresine yerleştirmeyi başarmasıyla yeni nesil x86 dönemi başlamış oldu. Bu yeni mikroişlemci “Pentium” olarak adlandırıldı. 1993 yılında ilk çıkan Pentium’dan sonra, kısa bir süre içinde, bu işlemcilerde önemli gelişmeler oldu. Bu işlemciyi sırasıyla, 1995’te Pentium Pro, 1997’de Pentium MMX ve Pentium II ve 1999’da Pentium III işlemcileri takip etmiştir.

KISIM IV: EKLER

n     Ek A’da kitapta kullanılan sembollerin listesi verilmektedir.

n     Ek B’de kitaptaki Türkçe teknik kelimeler ile bunlara karşı gelen İngilizce kelimeler verilmektedir.

n    Ek C’de, mikroişlemciler ve bilgisayarlar için klasik sayılabilecek kaynaklar verilmektedir.

Kitabın Internet Desteği

Bu kitapta yer alan programların kaynak dosyaları Internet web adresimden alınabilir (http://www.gumuskaya.com). Ayrıca, kitabın web sitesinde sürekli yenilenecek olan diğer sayfalarla, bilgisayarlar, mikroişlemciler ve mikrodenetleyiciler hakkında bazı önemli Internet kaynaklarının adresleri ve bu kaynakları tanıtıcı bilgiler de sunulmaktadır.

Home | Up

This site was last updated 12/11/05