Şahsyetli Bir Nesil İçin...
Bilgisayar mimarisini ve bilgisayar programlama mantığını öğrenmek önemlidir. Piyasada farklı firmaların çok sayıda güncel donanım ve yazılım çözümleri bulunmaktadır. Tarihi süreçte bilgisayar donanımı ve yazılım teknolojilerindeki gelişmeler, sektörün bilgi işlem ihtiyaçları ve bu ihtiyaçlara mevcut donanım ve yazılım teknolojilerinin hangi seviyede cevap verebildiği veya veremediği konularının bilinmesi teknolojinin gelişim aşama ve trendlerini anlamamızda yararlı olmaktadır. Bilgi işlem ihtiyaçlarının doğru tespit edilmesi, bu ihtiyaçların en uygun ve verimli bir şekilde hangi donanım ve yazılım birlikteliği ile çözülebilmesinde alacağımız kararlarda belirleyici olacaktır.
Büyük sorunları küçük parçalara ayırmadan, küçük sorunları yine küçük kod birimleri ile çözüp yazılan küçük kod parçalarını birleştirip çalışan bir bütün haline getirmeden modern programlama olmazdı. Bu noktada algoritma kullanımının anlaşılması, problemin tanımı ve çözümü aşamalarında algoritma mantığının kullanılması önemlidir
Programcılar yarım asırdan fazla süredir yazılım geliştirmekteler. Her yeni nesil araçla birlikte programlama kolaylaşsa da programlama yine de karmaşık ve zahmetli bir süreçtir.
Yazılım yüklü olmayan ya da üzerinde yüklü olan yazılım çalıştırılmadan çalışan bir bilgisayar elektrik harcamaktan başka bir işe yaramaz. Bilgisayarın kendisinden beklenen sonuçları üretebilmesi için çözülmesi gereken problemin en küçük detayına kadar analiz edilmesi ve üretilen çözümün bilgisayar donanımının anlayacağı makine kodu formatında hazır hale getirilmesi gerekmektedir.
Bilgisayar makina kodları 0 ve 1 rakamlarından oluşan sayı deryasından ibarettir. Bilgisayar mimarisinin çalışma mantığı ve işletilen makina komutları incelendiğinde donanım bileşenlerinin ve makine kodu parçacıklarının zekâ unsuru içermeyen basit ve tek başına mana ifade etmeyen işlem adımlarından oluştuğu görülebilir.
Bilgisayarları vazgeçilmez kılan, zekice tasarlanmış aptal donanım bileşenlerini faydalı işler yapan bir bilgi sistemi makinesi haline getiren programcılar tarafından kodlanan yazılımlardır
BİLGİSAYARLAR KULLANMANIN AVANTAJLARI NELERDİR?
Bilgisayarlar;
- Ardışık görevler hızlı ve hatasız bir şekilde şarta bağlı olarak tekrarlı bir şekilde yapılabilir.
- Aralıksız günün her saatinde bütün olumsuz şartlara rağmen çalışabilirler. Bilgisayarlar büyük miktarda veriyi saklayabilir.
- İstenildiğinde verinin tamamına veya bilgiye (işlenmiş veri) hızlı bir şekilde erişebilir.
- Sahip olduğu hesaplama ve karşılaştırma özellikleri programlanarak zekice sonuçlar üretebilir.
Bir an için hayatımızda bilgisayarların olmadığını düşündüğümüzde modern hayatın pek çok unsurundan mahrum kalacağımız bir gerçektir.
BİLGİSAYAR TEKNOLOJİSİNİN TARİHİ GELİŞİM SÜRECİ
Bilgisayarlar, sanıldığı gibi yirminci yüzyılın bir buluşu değildir. Hesap yapma ve işleri makinelere yaptırma düşüncesi insanlık tarihinin her safhasında görülebilir
Bu noktada şunu da ifade etmeliyiz ki Matematik Biliminin ve Matematikçilerin bilgi teknolojilerinin tasarlanmasında ve üretilmesinde herkesçe yeterince bilinmeyen ve takdir edilemeyen olmazsa olmaz katkıları vardır.
Saymak, hesaplamak, sonuçları karşılaştırıp karar almakta kullanabilmek insanlık tarihinin önemli bir merhalesidir. Rakamların ve sembollerin sayma ve hesaplamada kullanılması bilim ve teknolojinin gelişmesinde temel faktördür.
Antropologlar, insanların saymak için öncelikle parmaklarını kullandıklarını daha sonra kayalara kazıyarak ya da taşlara çizerek parmakları ile yaptıkları hesapları kaydettiklerini kabul ederler.
Belki de abaküs hesap yapmak ve sonuçları karşılaştırmak için icat edilen ilk makinedir.
Abaküsün 1700’ lü yılların sonlarına kadar Amerika ve Avrupa’da kullanıldığı bilinmektedir. Bugün bile hala ilköğretimde çocukların matematikle tanışmaları ve hesap
yapmayı öğrenmelerinde kullanılan vazgeçemediğimiz bir araçtır.
İnsanlığın ilk hesaplama aracı kabul edilen abaküs, bilgisayar teknolojisine giden uzun yolun ilk somut adımıdır. Doğulu ve Batılı medeniyetlerin yüzyıllar boyu bu arayışı sürdürmesi, hesaplama mantığının da aşama aşama olgunlaşmasını sağlamıştır.
Nitekim 9. yüzyılda El-Harezmî, kaleme aldığı Kitâbü’l-Cebr ve’l-Mukâbele adlı eseriyle matematik alanında yeni bir çığır açmış ve bugün bilgisayar yazılımlarının temelini oluşturan algoritma (kendi adından türetilen hesâbî yöntem) mantığının ilk sistemli kurallarını ortaya koymuştur. 12. yüzyıla gelindiğinde ise El-Cezerî, Kitâb el-Hiyel isimli eserinde bugünün robotik ve donanım mimarisine yön veren, hidrolik güçle çalışan ve kendi kendine karar alabilen ilk programlanabilir otomatik saray saatlerini ve mekanik düzenekleri tasarlamıştır.
Bilgisayar bilimlerine yön veren bu tarihî birikim, sadece mekanik araçlarla da sınırlı kalmamış; klasik mantığın katı kalıpları yerine hayatın belirsizliklerini hesaba katan bulanık mantık (fuzzy logic), düşünen makineler ve yapay zekâ mefhumları, temellerini Müslüman bilim insanlarının felsefî ve matematik yaklaşımlarından almıştır.
Geçmişte bu somut eserlerle atılan köklü tohumlar, durağan birer hâtıra değil; günümüzde de yapay zekâ teknolojilerine ve küresel ölçekteki yeni keşiflere hâlâ yön veren, kesintisiz bir ilim mirasıdır.
1550 yılında İskoçya’ da doğan John Napier Edinburgh logaritmayı bulan matematikçidir. John Napier Edinburgh’ un çok basamaklı iki sayıyı çarpmak için tasarladığı Naiper’in Kemikleri diye hatırlanan makine bölme işlemlerinde de faydalı oluyordu.
John Napier Edinburgh’ un tasarladığı makinayla ilgili yazdığı açıklayıcı notların 1617’de yayınlanması makinenin Avrupa’da kullanımının yaygınlaşmasına, ölümü sonrasında da makinenin geliştirilmesine devam edilmesine sebep oldu.
Matematik, dil ve astronomi konularında uzmanlaşmış olan Wilhelm Schickard adlı Alman profesör 1623’ te Naiper’in Kemiklerinin daha gelişmiş bir aşaması olan ilk mekanik toplama makinasını yaptı.
Fransız Matematikçi ve Filozof Blaise Pascal, 1642’ de 19 yaşındayken vergi tahsildarı olan babasına yardımcı olmak için Pascaline adını verdiği toplama ve çıkartma yapabilen bir makine tasarladı.
İKİLİ SAYI SİSTEMİNİN KEŞFİ
1669’da birbirlerinden bağımsız olarak çalışan iki matematikçi, Isaac Newton ve Gottfried Wilhelm Liebniz hesap biliminin temeli olan kuramları geliştirdiler. İki bilim adamı da Blaise Pascal’ın hesap makinesi çalışmasına devam ettiler. Gottfried Wilhelm Liebniz’in Bilgisayar Bilimine olan önemli bir katkısı modern bilgisayarların çalışmasında kullanılan ikili sayı sistemini keşfetmesidir.
Modern bilgisayar mimarisinde yer alan depolanmış program kavramını ilk kullanan makine Jakar Tezgâhı olarak bilinen desen dokuma tezgâhıdır. Joseph-Marie Jacquard’dın dokuma tezgâhı delikli kartlara kaydedilmiş dokuma deseni bilgisiyle insan müdahalesi olmadan otomatik çalışan ilk makinedir.
Charles Babbage, sahip olduğu matematik bilgisi ve Joseph-Marie Jacquard’nin dokuma tezgâhında kullandığı delikli kartlara benzer bir mantıkla çalışan Fark Makinesi adını verdiği hesaplamaları yapıp sonuçları yazacak bir makine üzerinde çalıştı. Buhar
gücüyle çalışan Fark Makinası maddi imkansızlıklar sebebiyle tamamlanamadı fakat sayıların hesaplanması için delikli kart sistemini kullanan ilk makine oldu.
ELEKTRİK JENERATÖRÜNÜN İCADI
1800’lü yılların ortalarında elektrik jeneratörünün icadı buhar gücü ile çalışan mekanik
makinelerin yerine elektrik enerjisi ile çalışan makine tasarımlarının yapılabilmesinin yolunu açtı.
Matematikçi George Boole, Gottfried Wilhelm Liebniz’in 200 yıl önceki çalışmalarını
geliştirdi. İkili sayı sisteminde karşılaştırmalar yapmak ve mantıksal kararlar vermek için ikili sayı sisteminin kullanılmasının yolunu açtı. Modern bilgisayarlar George Boole’un Boolen Cebiri olarak adlandırılan 1847’de yayınladığı ikili mantığı kullanmaktadır.
Herman Hollerith, Joseph-Marie Jacquard’nin dokuma tezgâhında ve Charles Babbage’nin Fark Makinesinde komut vermek için kullanılan delikli kartları ilk defa 1890 yılı ABD nüfus sayımında nüfus bilgileri verilerini kaydetmek için kullandı. Nüfus bilgilerinin kaydedildiği kartlar başka cetvelleştirme işlemlerinde tekrar
kullanılarak veriler üzerinde farklı hesaplamalar yapabilmesinin yolu açıldı.
Herman Hollerith’in makinası diğer makinalar gibi buhar gücü ile değil elektrik ile çalışan
elektromekanik bir makineydi. Herman Hollerith’in kurduğu şirket 1924’te IBM-International Business Machine adını aldı. IBM, halen dünyanın öncü bilgisayar donanım ve yazılım üreticisi firmalarındandır.
MODERN BİLGİSAYARIN DOĞUŞU
1939’da İngiliz Matematikçi Alan Turing, mekanik mantık ve matematiksel işlemler üzerine bir kitap yazdı. Alan Turing bilgisayar yapmakla değil makineler tarafından çözülebilecek problem türleriyle ilgileniyordu. Alan Turing’in kitabı bilgisayar teknolojisinin gelişmesinde kritik bir zamanda yayınlandı. Alan Turing, tasarlanan makineye verilerle beraber programın da verilmesi, bu sayede verilen programlar ile aynı
makinanın farklı veriler üzerinde yeni problemlere çözüm üretebilmesinin yolunu izah ediyordu.
20. Yüzyılda bilgisayar ile hesaplama teknolojileri farklı projelerde askeri amaçlarla gizli olarak yürütüldü. Donanma için topçu tabloları oluşturan Mark 1 ve ENIAC bu dönemde üretildiler.
ENIAC, 18000 vakum tüp ile çalışan 30 ton ağırlığında olan ilk genel amaçlı bilgisayardı. Mark 1’ den 1000 kat daha hızlı sonuç üretiyordu. Uzman matematikçi programcılar ENIAC’ı her farklı program için zahmetli yeni kablo bağlantıları kurarak programlayabiliyordu. Birkaç dakika çalışacak bir programı hazırlamak için günler süren kablo bağlantıları yapılmak zorundaydı.
ENIAC projesini ziyaret eden John Von Neumann, depolanmış program tekniğini kullanabilen ilk dijital bilgisayar tasarımını kavramlaştırdı.
John Von Neumann’ın tasarladığı bilgisayar mimarisi beş temel kısımdan oluşuyordu:
- Verileri girmek için klavye gibi bir girdi cihazı
- Program ve veriyi tutacak bir hafıza alanı
- Hesaplamaları yapacak bir aritmetik mantık birimi
- Komut ve verileri hafıza ile aritmetik birim arasında taşıyacak bir kontrol birimi
- Yazıcı gibi bir çıktı cihazı
Bugünün modern bilgisayarları John Von Neumann mimarisini esas almaktadır.
Bilgisayarların tasarımında enerji kaynağı olarak elektriğin kullanılmaya başlanması, zaman içerisinde yeni elektrik ve elektronik devre elemanlarının keşfi, önceleri lambaların sonra transistor ve tümleşik entegre devrelerin, günümüzde ise mikro devrelerin üretilmesi bilgisayarların kapasite ve teknik özelliklerinin arttırdı. Bilgisayar boyutlarının küçülmesi, maliyetlerinin düşmesi ve programlanmalarının ve kullanımlarının kolaylaşması bilgisayarları hayatın dokusu içerisinde ayırt edilemez hale getirdi.
