Bilgisayarlar Nereden Nereye

Bilgisayar Nedir?

Bilgisayarın tanımı çeşitli şekillerde yapılabilir:

·         Bir veriyi giriş birimleri aracılığı ile alıp, üzerinde gerekli aritmetik ve mantık işlemlerini yaparak, sonucu çıkış birimleri üzerinde veren elektronik bir araçtır. 

·         Bilgisayar gerek sayısal gerekse alfabetik verileri işleyen elektronik bir aygıttır. 

·         Bilgisayar, verileri belirli bir program mantığı içinde okuyarak, onları kendi anlayabileceği bir dile çeviren ve sonuçları kullanıcıya sunan, ayrıca verileri saklayabilen ve belleğinde tutabilen elektronik bir araçtır.

Bilgisayarlar:

·       Kendilerine verilen verileri alır, verilen komutları izleyerek bu verileri bilgi oluşturacak şekilde işlerler. 

·       Çok miktardaki veriyi kısa sürede işleyebilir ve çok fazla miktarda bilgiyi unutmadan saklayabilirler.

·       Aritmetik ve mantık işlemlerini son derece hızlı yapabilirler.

·       İnsan tarafından yapılan iş ve işlemlerin yapılmasını kolaylaştırırlar ve yaptıkları işlemleri hızlı, güvenli ve hatasız yaparlar. 

Günümüzden yaklaşık 30 yıl kadar önce Dartmouth Kolejinde Dr. John Kemeny   “Gelecekte bilgisayar kullanmayı bilmek okuma ve yazmayı bilmek kadar önemli olacak” dediğinde hiç de haksız sayılmazdı.  O zamanlar böyle bir konuşmayı kimse önemsememişti. Bilgisayarı olan çok az kişi bulunmaktaydı.  Bilgisayarlar yalnızca, bilim adamları tarafından, devlet kuruluşları ve büyük şirketler gibi kapsamlı rapor ve hesaplama gerektiren geniş yapılanmalarda kullanılmaktaydı. 

Özellikle 1994’ten beri hızla yayılmakta olan bilgisayar kullanımı, artık isteyen her bireyin evinden dünyanın her yerindeki bilgiye kolayca ulaşabileceği bir konuma gelmiştir.  Günümüzde bilgisayarlar mektup yazma, hesaplamalar yapma, ilk ve orta öğrenimde öğrenme ve öğretmeyi destekleme, üniversitelerde araştırma yapma vb. gibi amaçlarla yaygın olarak kullanılmaktadır. 

Kısacası günümüzde bilgisayarın yaygın ve etkin bir şekilde kullanımı bilgisayar kullanımında bilgi ve beceri kazanmayı bireyler için bir zorunluluk haline getirmektedir.  Bu metinde ilk olarak bilgisayarların yapısı ve tarihçesi hakkında genel bilgiler verilecek, daha sonra da bilgisayarın birimleri ele alınacaktır. 

Veri, Bilgi ve Bilgi İşleme:

Zaman zaman birbirleriyle karıştırılan ve birbirlerinin yerine kullanılan bu kavramları şu şekilde tanımlayabiliriz:

Veri, bilgi üretmek amacı ile bilgisayar üzerinde işlemek üzere kullanılan rakamlar ve sözcüklerdir. 

Bilgi, verinin işlenerek kullanıcı tarafından kullanılabilir bir şekle getirilmiş halidir. 

Bilgi işlem, verinin bilgisayarda işlenerek bilgi üretilmesi işlemidir. 

BİLGİSAYARLAR NE YAPAR?

A- Bilgisayara veri girilir.

·         Veri metin olarak girilebilir (Klavye, fare, tarayıcı vb. gibi yollarla).

·         Daha önce girilip saklanmış olan veri diskten okunabilir. 

·         İnsan sesini algılayan ve bilgisayara girilmesini sağlayan bir modül kullanılabilir.

·         Telefon hattı ile numerik veri girilebilir.

·         Grafik tarayıcıları ya da video kamera ile resim girilebilir.

·         Filmler ekranda görüntülenebilir. 

B- Veriler bilgi üretmek üzere işlenir.

·         Bilgi düzenlenir ve işlenir.

C- Bilgi kullanıcıya sunulur.

·         Veriler çıktı olarak ekranda görüntülenir. 

·         Veriler çıktı olarak bir yazıcıdan alınabilir. 

·         Veriler bir çiziciden (plotter) grafik veya şekil olarak alınabilir. 

BİLGİSAYARLARIN SINIFLANDIRILMASI

Süper Bilgisayarlar (Supercomputers):

En büyük bilgisayarlara süper-bilgisayar adı verilmektedir.  Son derece geniş bilgi işleme ihtiyacını karşılamak için özel olarak üretilirler.  Super bilgisayarların bir çoğu devlet kuruluşları, araştırma enstitüleri ve bazı büyük şirketlerin elindedir. 

Ana Bilgisayarlar (Mainframe):

Bilgisayarların ikinci ve en uzun süredir kullanılan boyutu ana-bilgisayarlardır.   Ana bilgisayarlar 1970’lere kadar bilgisayar endüstrisinin temel ürünü olmuştur.  Ana bilgisayarlar aynı anda bir çok kişi tarafından kullanılabildiğinden, büyük şirketlerde gerekli olan çok kullanıcılı bilgisayar ortamının oluşmasına yardımcı olurlar. 

Mini Bilgisayarlar (Minicomputer):

Mini bilgisayarlar da ana bilgisayarlar gibi aynı anda bir çok kişi tarafından kullanılabilirler ancak diğerlerinden daha küçüktürler.  Aslında mini bilgisayarların gücü arttıkça değişik boyutlardaki bilgisayarlar arasındaki çizgi belirsizleşiyor.  1977 yılında Digital isimli şirket tarafından geliştirilen VAX bu tür bilgisayarlara örnektir. 

Mikro Bilgisayarlar (Microcomputer):

Mikro bilgisayarlar veya diğer adıyla kişisel bilgisayarlar her biçim ve her boyutta üretilmektedirler.  İlk kişisel bilgisayarlar 1977 yılında piyasaya sürüldü.  Bu şekilde çok geniş bir kullanım alanına sahip olan bilgisayarlar  (ticari, eğitim, araştırma vb. alanlarda) en son olarak İnternet teknolojilerindeki gelişmelere paralel olarak günlük yaşamımızda bilgiyi ayağımıza getiren bir konuma gelmiş bulunmaktadırlar.  Özellikle 1990’lı yıllardan sonra mikro bilgisayarlar boyut olarak daha küçük, daha hızlı ve daha güçlü olmaya başladılar. 

BİLGİSAYARLARIN GELİŞİMİ

Bilgisayarların gelişiminde ilk aşama hesap makinalarının geliştirilmesi olmuştur.  Sonrasında vakum tüplerinin geliştirilmesi, transistörün keşfi ve tümdevre teknolojisinin (slikon işlemci) geliştirilmesi bilgisayarlarda bugünkü teknolojilerin yaratılmasını sağlamıştır. 

Bilgisayarların gelişimi:

·         Mekanik Bilgisayarlar

·         Elektromekanik Bilgisayarlar

·         Elektronik Bilgisayarlar

·         Birinci Kuşak (1942—1956)

·         İkinci Kuşak (1956—1963)

·         Üçüncü Kuşak (1964—1971)

·         Dördüncü ve Beşinci Kuşak (1971— …)

Mekanik Bilgisayarlar:

Abaküs: M.Ö. 2600 yıllarında Çin’de geliştirilen “abaküs” hareketli parçalara sahip bilinen ilk hesap makinasıdır.  Arap sayılarının ve sıfır kavramının geliştirilmesi tarih öncelerine gider.  Abaküs halen dünyanın değişik bölgelerinde kullanılmaktadır.  Hesap makinaları, teknolojideki gelişmeler sonunda giderek karmaşık bir yapıya sahip olmuşlardır. 

Napier Çubukları:  Logaritmanın bulucularından biri olan matematikçi John Napier Edinburgh’un 1617 yılında logaritma çubukları çarpma işleminin yapılmasında kullanıldı.  Mühendislikte yaygın olarak kullanılmakta olan hesap cetvelleri temelde bu prensibi kullanır. 

Pascaline: Fransız filozof ve matematikçi olan Blaise Pascal tarihte hesap makinasının bulunuşunun mal edildiği kişi olarak bilinir.  Matematikçi Pascal vergi dairesinde çalışan babasına yardımcı olması için 1649 yılında Pascaline adı verilen ve toplama, çıkarma yapabilen bir makina tasarlamıştır.  Ancak bu makina pahalı olduğu için ticari açıdan başarılı olamamıştır.

Leibniz Hesap Makinası: Pascal’ın hesap makinaları üzerindeki çalışmalarını devam ettiren Leibniz 1671 yılında sayıları çarpabilen bir makina tasarlamıştır.  Ancak o zamanın mekanik teknolojisindeki  yetersizlikler yüzünden bu çalışmaları temel alan endüstriyel tasarımlar sonraki yüzyıla kadar geliştirilememiştir.

Elektrik Akımı ve Delgi Kartları: Elektrik akımının 1786 yılında Galvani tarafından bulunmasından sonra delgi kartları ile çalışan ilk dokuma tezgâhı yapılmıştır. 

Analitik Makina: İngiliz Charles Babbage logaritmik tabloları hesaplayıp basan bir hesap makinası fikrini ortaya atmıştır.  Babbage’nin bir projesi olan “Analitik Makina” çok haneli sayıları büyük doğrulukla çarpabilen ve bölebilen genel amaçlı bir hesaplama aygıtıydı.  Bu aygıtta sayılar delikli kartlardan okunacak ve sonuçlar sonraki hesaplamalar için başka bir kart grubuna yerleştirilecekti.  Babbage projesiyle ilgili gerekli desteği bulamayınca Analitik Makinayı tamamlayamadı.  Analitik Makina hiç tamamlanamadı ancak Babbage’nin tasarımı modern bilgisayarların ataları oldu. 

Ada Augusto Lovalace (İlk Bilgisayar Programcısı):  İngiliz şairi Lord Byron’un kızı olan Ada Lovelace analitik makinasının kullanımının sağlanan koşula göre farklı bir karttaki komut çizgisini gerçekleştiren kart sistemine dayalı olmasını savunmuştur.  Ayrıca Bernouli sayılarını hesaplayan bir program geliştirmiştir. 

Boolean Cebiri — Bilişim Teorisinin Temeli:  Boolean, sembolik mantık adı verilen bir fikir ile cümleleri sembollerle kısaltarak belirli doğruları matematiksel formüllerle ortaya çıkarabilen bir sistem geliştirmiştir.  Modern bilgisayarlar, Boole’un çalışmalarıyla sağlanmış olan ikili mantığı, yani mantıksal kararlar verirken ikili değerlerin kullanılması (değişkenler ikili değerlerden yalnızca biri olabilmekte, örneğin doğru/yanlış, evet/hayır ve açık/kapalı) yolunu kullanır.  Bu fikir günümüzde bilgisayarların hesapladığı enformasyon formlarının temelini oluşturmuştur. 

Daktilo: 1867 Yılında Christpher Sholes bilgisayar klavyesinin atası olan daktiloyu geliştirmiştir.

Elektromekanik Bilgisayarlar:

A.B.D.’de ilk nüfus sayımının 1880’de 7 yıl gibi uzun bir  sürede tamamlanmasının ardından dizgi kartlarının bu işte nasıl kullanılabileceği düşünülmüştür.  1890 Yılında yapılan nüfus sayımında Hollerith’in geliştirdiği delikli kart sistemi bu işte kullanılmaya başlanmıştır.  Bu sistemde iğneler deliklerden geçerken oluşan elektriksel akımla her delik için sayaç artmaktadır.  Bu çalışma sistemi ile 1890 nüfus sayımı öncekine göre daha kısa sürede tamamlanmıştır.  Hollerith’in sistemi başarılı olunca işini bir şirkete dönüştürmüştür.  Daha sonraları el değiştiren ve iki şirketle birleşen bu şirket (1924 yılında) isim değiştirerek IBM (International Business Machine) ismini almıştır. 

Elektronik Bilgisayarlar:

Bilgisayarların ve bilgisayar teknolojisinin İkinci Dünya Savaşında kullanıldığı yıllarda Howard Aiken adlı bir Harvard mühendisi 1944 yılında Mark I olarak ta bilinen “Harvard—IBM Otomatik Sıralı Hesap Makinası”nı geliştirdi.  Mark I donanma için topçu tabloları oluşturan bir elektronik hesap makinasıydı. 

Bazı bilgisayar tarihçileri tarafından ilk işlevsel elektronik bilgisayar olarak kabul edilen ENIAC (Electronic Numerical Integration and Computer) 1943-1946 yılları arasında Pennsylvania Üniversitesinden John Mauchly ve John Presper Eckert tarafından geliştirildi.  ABD ordusunun genel ihtiyaçlarını karşılamak üzere ordunun verdiği destekle Mauchly ve Eckert tarafından geliştirilen ENIAC’in 18.000 vakum tüpü vardı, 30 ton ağırlığındaydı ve Mark I’den 1000 kat daha hızlıydı.  Bu bilgisayar sadece balistik problemlerin çözümü için tasarlanmıştı. 

ENIAC’ı geliştiren ekip, ENIAC geliştirilirken fark edilen eksikliklerin ve sorunların çözüme kavuşturulduğu, depolanmış programları kullanabilen bir bilgisayar olan EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) üzerinde çalışmalara başladılar.  Ancak daha bu proje tamamlanamadan Cambridge Üniversitesinden Maurice Wilkes (EDVAC projesini ziyareti sırasında Mauchly ve Eckert’ten öğrendiklerinden yararlanarak) , 1949 yılında ilk depolanmış program bilgisayarı olan EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) isimli makinayı geliştirdi. 

Atom bombasını geliştiren ve “Manhattan Project” olarak bilinen ekibin üyelerinden birisi olan John von Neumann 1944 yılında ENIAC projesini ziyaret eder.   John von Neumann, ENIAC’ın tasarımcıları olan Mauchly ve Eckert ile yaptığı görüşmelerden sonra depolanmış program tekniğinin kuramını oluşturur ve bu konuda yazdığı makalesinde (First Draft of a Report on the EDVAC) sayısal bir bilgisayarın tasarımını anlatır.  

John von Neumann’ın tasarladığı ve bilgisayar tasarımını önemli ölçüde değiştiren bu bilgisayar beş temel kısımdan oluşmaktadır: 

·         Bilgileri bilgisayara girmek için klavye gibi bir girdi aygıtı

·         Programları ve veriyi tutacak bir bellek alanı

·         Hesaplamaları yapacak bir aritmetik birim

·         Program komutlarını ve veriyi bellek ile aritmetik birim arasında taşıyacak bir kontrol birimi

·         Yazıcı gibi bir çıktı aygıtı

Maurice ve Eckert 1951 yılında ABD Nüfüs Bürosu (Census Bureau) için UNIVAC isimli makinayı geliştirirler.  UNIVAC, bilgisayar alanında bir sonraki adım olan ticari bilgisayarların dönüm noktası olmuştur. 

Birinci Kuşak Bilgisayarlar (1942—1956)

1950’lerde yaratılan bilgisayarların yapılarındaki en önemli belirleyici özellik, aktif eleman olarak vakum tüplerinin kullanılmalarıydı.  Bu tüpler evlerde kullanılan ampullerin boyutlarındaydı ve çok fazla miktarda enerji ve ısı harcamaktaydılar.  Bu bilgisayarların diğer bir özelliği ise veri ve programları ana belleklerinde tutmaları idi (Örneğin: DEVAC, IBM 700 serisi gibi). 

İkinci Kuşak Bilgisayarlar (1956—1963)

Bu dönemin özelliği bilgisayarlarda transistörün kullanılmasıdır.  Bu bilgisayarlar ortalama 10000 transistörü kapsamaktaydı ve vakum tüplere göre daha ucuz, hızlı, küçük ve daha az enerji harcamaktaydılar. 

Üçüncü Kuşak Bilgisayarlar (1964—1971)

Slikon vadisinin doğuş yılları olan 1970’lerde en önemli atılım entegre (tümleşik) devrelerin geliştirilmesi idi.  Binlerce devrenin tek bir slikon yongaya sığdırılması bilgisayarların gücünün inanılmaz ölçüde artmasını sağlamıştı.  Bu bilgisayarların başlıca üstünlükleri, düşük maliyet, yüksek güvenirlilik, küçük boyutluk, düşük enerji ve hız sağlanması olmuştur. 

Dördüncü Kuşak Bilgisayarlar (1971— …)

Bu dönem, 1970’lerde mikroişlemcilerin ve daha sonraları mikrobilgisayarların geliştirilmeleri ile başlayan dönemdir.  Günümüzde işlem hızının artması ve daha karmaşık yazılımları destekleyecek belleğin geliştirilmesi ile beşinci kuşak tartışmaları başlamıştır.