• Buradasın

    Bilgisayar Mühendisliği Dersi: Lojik Kapılar ve Dijital Devreler

    youtube.com/watch?v=3G1HVbDiH-s

    Yapay zekadan makale özeti

    • Bu video, bir akademik ders formatında sunulan "Bilgisayar Mühendisliğine Giriş" dersinin altıncı hafta konusu olan lojik kapılar ve dijital devreler hakkında kapsamlı bir eğitim içeriğidir. Bir öğretmen ve öğrenciler arasında geçen ders, teorik bilgilerin yanı sıra interaktif alıştırmalar da içermektedir.
    • Video, lojik kapıların temel bileşenlerini (direnç, diyot, transistör, MOSFET) ve çalışma prensiplerini anlatarak başlıyor, ardından temel mantık kapılarını (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR) detaylı olarak ele alıyor. Dersin ilerleyen bölümlerinde, NAND ve NOR kapısının tüm diğer lojik kapıları oluşturabilmesi gösteriliyor ve bu kapılardan daha karmaşık devrelerin nasıl tasarlanabileceği açıklanıyor.
    • Videoda ayrıca mühendislik problemlerinin çözümünde kıstasların önemi, VHDL gibi programlama dilleri ve mikroişlemci tasarımı gibi ileri konulara da değinilmektedir. Son bölümde Türkiye'deki üniversite seçim sürecindeki eksiklikler ve YÖK'un bölüm bazlı değerlendirme sisteminin önemi ele alınmakta, bir sonraki dersin kodlama sistemleri konusunda olacağı bilgisiyle video sonlanmaktadır.
    00:27Lojik Kapılar Konusuna Giriş
    • Bilgisayar mühendisliğine giriş dersinin altıncı haftasında lojik kapılar veya mantık kapıları konusu işlenecek.
    • Geçen hafta lojik denklemlerin sadeleştirilmesi, kurulması ve doğruluk tablolarının oluşturulması konusu ele alınmıştı.
    • Bu konu, bilgisayarın donanımına ait tasarım detaylarını hafifçe göreceğimiz bir konudur.
    01:10Lojik Devre Elemanları
    • Geçen hafta lojik denklemler yazarken üç temel işlem tipi vardı: artı (veya), çarpı (ve) ve değil.
    • Bu üç işlem tipi, elektronik devre elemanı şeklinde gösterilerek donanım haline getirilir.
    • Lojik kapılar ilk olarak 1930-40'lı yıllarda elektron tüplerinden, sonra 1947'de transistör teknolojisiyle üretilmeye başlanmıştır.
    02:38Transistör Teknolojisi
    • Transistör, lamba tüpüne göre çok az akım harcayan ve küçük alanda üretilen bir teknolojidir.
    • Transistör teknolojisi sayesinde bilgisayarlar cebimize girebilmiştir.
    • Günümüzde nanoteknoloji ile bir santimetre alanda milyarlarca transistör tasarlanabilmektedir.
    03:28Lojik Kapıların Yapısı
    • Lojik kapılarda direnç, diyot, transistör ve MOSFET gibi elemanlar kullanılır.
    • Bu elemanlar kullanıldığı teknolojiye göre değişiklik gösterir.
    • Lojik kapılar, giriş parametreleri (V1, V2) ve çıkış (Vout) değerlerine göre çalışır.
    05:22NAND Kapısı İşlemi
    • NAND kapısında, girişlerin (V1 ve V2) her ikisi 1 olduğunda çıkış 0 olur, diğer durumlarda 1 olur.
    • Transistörler musluk gibi çalışır; artı voltaj verildiğinde iletken olur, eksi voltaj verildiğinde yalıtkan olur.
    • NAND kapısında herhangi bir giriş sıfır olduğunda çıkış 1 olur, her iki giriş 1 olduğunda çıkış 0 olur.
    10:58NOR Kapısı İşlemi
    • NOR kapısında girişler paralel yapılmıştır.
    • NOR kapısında herhangi bir giriş 1 olduğunda çıkış 0 olur.
    • NOR kapısının özelliği, herhangi bir giriş 1 olduğunda çıkışın doğrudan 0 olmasıdır.
    12:20Elektronik Devre Kapıları
    • Elektronik devrelerde temel kapılar olarak ve kapısı, veya kapısı ve değil kapısı bulunmaktadır.
    • Ve kapısının doğruluk tablosunda q = a × b, veya kapısının doğruluk tablosunda ise q = a + b şeklinde ifade edilir.
    • Tüm bilgisayar yapıları bu temel kapılarla elde edilir, ancak direnç, diyot ve kondansatör gibi eklemeler de bulunmaktadır.
    14:59Kapıların Önemi ve Çeşitleri
    • Bilgisayarlar sadece üç temel kapıdan oluşur ve bu kapılarla tüm devreler gerçekleştirilebilir.
    • Bu temel kapıların değerli versiyonları da bulunmaktadır: ve değil (NAND), veya değil (NOR) ve tampon (BUFFER).
    • Tampon (BUFFER), sinyali güçlendirerek aynı sinyali farklı yerlere dağıtmak için kullanılır.
    18:27Gelişmiş Kapılar
    • NAND ve NOR kapısı elektronik olarak üretmek çok kolay olduğu için, üreticiler genellikle bu kapılardan bilgisayar devrelerini oluştururlar.
    • NAND veya NOR kapısından tüm diğer kapılar elde edilebilir.
    • Eksklüzif veya (XOR) kapısı, toplama işlemi için kullanılır ve şifreleme işlemlerinde önemli bir rol oynar.
    23:42Kapıların Kombinasyonları
    • İki girişli veya kapısı kullanılarak üç girişli veya kapısı oluşturulabilir.
    • İki girişli ve kapısı kullanılarak üç girişli ve kapısı elde edilebilir.
    • İki girişli kapılardan çok girişli kapılara geçmek için kapılardan birbirine bağlanarak genişletme yapılabilir.
    27:34Entegre Devreler ve Baskı Devreleri
    • Entegre devreler, lehimlenmiş bacakları olan ve farklı kapıları içeren elektronik bileşenlerdir.
    • Entegrelerde bulunan kapılar (V kapısı, değil kapısı vb.) kullanılarak daha karmaşık devreler oluşturulabilir.
    • Baskı devre, entegrelerin üzerindeki kapıları birbirine bağlayarak oluşturulan devrelerin çizimi olarak tanımlanır.
    30:11Mantık Denklemlerini Kapılarla Gerçekleştirme
    • Mantık denklemleri, kapılar kullanılarak gerçekleştirebilir.
    • Örneğin, f = a'nın değili × b'nin değili + a × b denklemi, mantık kapıları kullanılarak çizilebilir.
    • Devre tasarımı için önce denklem çıkarılır, sonra devre çizilir ve gerekli entegreler bulunarak baskı devre çizilir.
    33:03Modern Dijital Tasarım Yöntemleri
    • Günümüzde denklemler çıkarıldıktan sonra program yardımıyla gerekli entegreler otomatik olarak oluşturulur.
    • VHDL gibi programlama dilleri kullanılarak devre tasarımı yapılabilir ve mikroişlemcilere kadar tasarlanabilir.
    • Sadece program yazmak yerine, harici devrelerle programları birleştirmek daha orijinal sonuçlar verir.
    40:50Etkileşimli Ders Çalışması
    • Dersin ikinci bölümünde, öğretmen denklemleri yazacak ve öğrenciler devreleri çizecek.
    • Öğrencilerden denklemleri kapılarla gerçekleştirmeleri isteniyor.
    • Etkileşimli ders, öğrencilerin derslere katılımı olmadan anlamsızdır.
    45:44Üniversite Hayatı ve Sınav Düşüncesi
    • Üniversitede liseden farklı olarak not verilmez ve öğrenciler daha rahat hissederler.
    • Üniversitede sınavlar aynı anda olur ve öğrenciler vize haftasına kadar yatar, vize haftası sabahları kapıları açarlar.
    • Sınavlarda öğrencilerin daha önce karşılaşmadıkları soruları çözme becerisi ölçülür, bu da gerçek hayatta karşılaşılabilecek durumları simüle eder.
    50:03Mantık Devreleri ve NAND Kapısı
    • NAND kapısı kullanılarak tüm mantık kapıları (NOT, AND, OR) oluşturulabilir.
    • NAND kapısının çıkışına başka bir NAND kapısı bağlanarak AND kapısı elde edilebilir.
    • NAND kapısının çıkışına iki kez bağlanarak OR kapısı oluşturulabilir.
    54:19Mantık Devreleri Örneği
    • Öğrencilere NAND kapısıyla mantık devresi oluşturma sorusu verilir.
    • Mantık ifadeleri sadeleştirilerek daha basit devreler oluşturulabilir.
    • Mantık devreleri yaparken, devrenin sadeleştirilmesi en iyi çözümü sunabilir.
    1:04:00NOR Kapılarıyla Diğer Kapıların Oluşturulması
    • NOR kapısı ile sadece "1" ve "0" değerleri elde edilebilir, bu durumda NOR kapısının ifadesi "1" olur.
    • NOR kapısının uçları kısa devre edildiğinde, bu kapı DEĞİL (NOT) kapısına dönüşür.
    • NOR kapısının çıkışına başka bir NOR kapısı bağlandığında, bu yapı OR kapısına dönüşür.
    1:07:05NOR Kapılarıyla AND Kapısının Oluşturulması
    • NOR kapısının girişlerine OR kapısı bağlanıp kısa devre edildiğinde, AND kapısı elde edilir.
    • NOR kapısı fiziksel olarak AND kapısına göre daha zor yapılıyor.
    • NOR kapısı ile AND kapısı oluşturulabilir, ancak fiziksel olarak AND kapısı daha kolay yapılıyor.
    1:08:35NOR Kapılarıyla Denklem Çözümü
    • NOR kapısı kullanılarak A.B.C + A'.B'.C denklemi oluşturulabilir.
    • İlk terim A.B.C için A, B ve C'nin değerleri NOR kapısıyla alınır.
    • İkinci terim A'.B'.C için A ve B'nin değerleri DEĞİL (NOT) alınır, C ise doğrudur.
    1:12:58Mühendislik ve Kıstaslar
    • Mühendislikte devre tasarımlarında belirli kıstaslara (örneğin maksimum 8 NOR kapısı kullanma) bağlı olarak çözüm bulunması gerekiyor.
    • Mühendislikte tasarım yaparken, program yazarken ve devre tasarırken belirli kıstaslara sahip olmak önemlidir.
    • Gerçek hayatta uygulamalarda kıstaslar (örneğin maksimum 1 megabayt bellek kullanımı, 1 milisaniyede veri çekme, enerji harcaması sınırları) vardır ve bunları aşmak için zorlanmak gerekir.
    1:17:47Türkiye'deki Eğitim Sistemi
    • Üniversite seçiminde öğrenciler genellikle kıstaslara bağlı olarak (örneğin İstanbul'a yakınlık) karar verirler.
    • Türkiye'de YÖK'un üniversitelerin bölümlerini bölüm bazında derecelendirmemesi eksik bir durumdur.
    • Gelişmiş ülkelerde (Amerika, İngiltere) üniversiteler bölüm bazında değerlendirilirken, Türkiye'de öğrenciler sadece puan sıralamasına bakarak karar verirler.
    1:21:25Dersin Sonu
    • Her şey kıstasa bağlıdır ve derslerde tasarımlarda belirli kıstaslar içerisinde çözüm yapmanız istenecektir.
    • Bazı çözümlerde normal çözerseniz yarım puan, istenen kıstasa göre çözerseniz tam puan alırsınız.
    • Haftaya kodlama sistemleri konusu ele alınacaktır.

    Yanıtı değerlendir

  • Yazeka sinir ağı makaleleri veya videoları özetliyor