Bilgisayar Sistemi

BİLGİSAYAR SİSTEMİ
1. TARİHÇE
İş yapmayı sevmeyen insanoğlu, daima kendisinin yerine çalışacak bir şeyler aramıştır. Önceleri hayvanları işe koşmuş, daha sonraları çeşitli makineler tasarlamış ve çalıştırmıştır. Bu amaçla buhar enerjisini kullanmış ve buhar enerjisiyle çalışan çeşitli makineler yapmıştır. Bu makineler yüzlerce insanın işini yapıyorlar ve insanlar çalışmaktan kurtuluyorlardı. İnsanlar yeni enerji kaynakları buldular ve eskilerinden daha becerikli yeni makineler ürettiler. Ancak bu makineler insanların işlerini önemli ölçüde azaltmalarına rağmen, üretim için gerekli olan malzemelerin satın alınması, ürünlerin pazarlanması, satıcı ve müşteri kayıtlarının tutulması, fiyatların güncelleştirilmesi, alınan çekler, senetler ya da nakit para akışının takip edilmesi, gibi işleri makineler yapamıyorlardı.
Masalarının başında çalışmaya başlayan insanlar; aynı işlemleri yüzlerce kere tekrarlamaktan, on binlerce sayıyı toplayıp çıkarmaktan sıkıldılar, bütün bu sıkıcı işleri emredebilecekleri makineler düşlemeye başladılar. Ve bilgisayarı ürettiler.
1.1. Bilgisayarın atası “Abaküs”
Eski Çin de kullanılmaya başlanan ve sıkıcı aritmetiksel işlemleri yapmakta kullanılan en eski araç abaküstür. Yüzyıllar boyunca abaküsler hiç gelişmedi, ancak sıfır sayısı keşfedildi, cebir geliştirildi ve büyük sayılarda işlem yapmayı kolaylaştıran logaritma geliştirildi. Logaritma kavramı, bir başka bilgi işlem cihazının icadına kaynak oldu; “Sürgülü Hesap Cetveli”. Çok kısa süre öncesine kadar mühendislik fakültelerinde kullanımı öğretilen sürgülü hesap cetvelinin geliştirildiği yıllarda, Pascal toplama makinesini geliştirdi.
Bu arada üretimde kullanılan makineler hızla gelişiyor ve yaygınlaşıyordu. Dokuma işleri artık atölyelerde yapılmaya başlanmıştı. Jacquard adlı bir Fransız mühendis, dokuma sisteminde desen bilgilerini delgi kartlarına deliyor, dokuma tezgahı da kartlardaki bilgileri değerlendirerek makarayı kendisi değiştiriyordu. Yüz yıl sonra çok önem kazanan bu buluş, önceleri dokuma işçilerinin öfkesine neden olmuş ve Jacquard işçilerin elinden canını zor kurtarmıştı.
1.2. Babbage’ın analitik makinesi
Babbage, dişli çarklar, kayışlar ve kasnaklardan oluşan ve sadece sayıları işleyen bir makine icat etti. İnsanlar, istedikleri işlerin yapılmasını sağlayan sayıları değişik kollar yardımıyla makineye bildiriyor ve analitik makine gürültüyle çalışarak sonucu buluyordu. Ancak, analitik makine hiç yapılamadı. Sadece bir tasarı olarak kaldı. Daha basit mekanik hesap makineleri gelişmeye devam etti. Hollerith, Jackquard’ın delgi kartlarından yararlanarak geliştirdiği makineyle, ABD’nde 1890 sayımının sonuçları bir buçuk ay içinde değerlendirilebildi. Hollerith bilgi işlem teknolojisinde elektromekanik dönemi başlattı.
Almanya, İngiltere ve ABD’de, bilim adamları bilgiişlem makinelerini geliştirme konusunda önemli ilerlemeler kaydettiler, ancak savaş nedeniyle Almanlar ve İngilizler çalışmalarına ara vermek zorunda kaldılar. Amerika’da ise Babbage’ın tasarladığı makine (MARK I) tamamlandı.
Yine ABD’de ENIAC adlı bir makinenin yapımına 1943 yılında başlandı ve 1946 yılında tamamlandı. 30 ton ağırlığında olan ve 10 X 15 metrelik bir alanı kaplayan ENIAC, on haneli beş bin sayıyı bir saniye içinde toplayabiliyordu. Çok sayıda elektron tüpünün kullanıldığı bu makinede zamanla bazı devreler değiştirildi. ABD’de 1950 yılında yapılan başkanlık seçimlerinin analizini yaptı ve Eisenhower’in başkan seçileceğini tahmin etti. ENIAC’ın seçim sonuçlarını tahmin etmesi bilgisayarlara olan ilgiyi arttırdı. Oysa ne ENIAC, ne de daha sonra yapılan çok daha iyi bilgisayarlar, insan beyni ile karşılaştırılabilecek yeteneklere sahip değildir. Bilgisayarlar ancak, insanlar tarafından kendilerine verilen bilgilerle, yine insanlar tarafından belirlenen işlemleri yapabilirler. Kısacası bilgisayarlar, insanların yapmak istemedikleri işleri sıkılmadan ve hatasız yapan mantıksız ve aptal birer köledirler.
2. 1950’DEN GÜNÜMÜZE BİLGİSAYAR KUŞAKLARI
Bilgisayar teknolojisinin miladı olarak kabul edilen 1940’lı yıllardan bu yana, elektronik sayısal bilgisayarlar -temel ilkeleri aynı kalmak koşuluyla- çok hızlı bir evrim geçirdiler. Başka hiçbir teknolojide böylesi hızlı bir gelişmeye şimdiye dek tanık olunmadı... Elbette, bu hızlı gelişme içinde, bilgisayar teknolojisinin bugünkü görünümünü şekillendiren belli başlı dönüm noktalarını sayarak bir “tarih” oluşturmak mümkün. Bilgisayarların 40’lı yıllardan günümüze kadar ki gelişimi, genellikle 4 ana döneme bölünerek incelenir. Ya da 4 farklı “bilgisayar kuşağından”söz edilir.
2.1 Birinci Kuşak (1950-58)
Yapımında lambaların (vakumlu tüpler) kullanıldığı ilk bilgisayarlardır. Kullanılan bu kısa ömürlü lambalar çok yer kaplıyor ve çok enerji tüketiyorlardı. Her modelden bir tek üretilen bu bilgisayarların yapımı çok zor ve pahalıydı. İlk bilgisayarların tümü, (ilk ticari bilgisayar UNIVAC’ın ortaya çıkışına kadar) askeri amaçlıydı. İlkin düşman denizaltılarının kullandığı şifreleri çözmekte ve bombaların yörüngelerini hesaplamakta kullandılar. Hepsi de vakumlu tüplerden oluşan devrelere sahipti, eski lambalı radyoları andırıyorlardı. Hepsi de çok büyüktü. İlk gerçek bilgisayar ENIAC’ın tam 30 ton ağırlığında olduğunu hatırlatalım. İlk kuşak bilgisayarlar sürekli bakım gerektiriyorlar, çalıştıklarında çok fazla ısındıkları için pahalı soğutma sistemlerine ihtiyaç duyuyorlardı. Üstelik bu devasa aletleri ancak makinenin yapısını ve işleyişini çok iyi bilen uzmanlar kullanabiliyordu. Önceleri ne bugün üzerinde işlem yaptığımız paket programlar vardı, ne de programlama dilleri. Programlama çok güç ve karmaşık bir işti, tümüyle makine dilleri ile yapılıyordu ve bazen tüm sistemin kablo bağlantılarını değiştirmeyi gerektiriyordu. 1958’e dek bilgisayarlar hükümetlerin ve bir ölçüde üniversitelerin tekelinde kaldı.
2.2 İkinci Kuşak (1958-64)
Transistörün bulunuşu ve yaygınlaşmasıyla lambalı bilgisayarlardan çok daha hızlı ve güvenilir bilgisayarlar yapma imkanı doğdu. Temel depolama işlemi için “çekirdek bellek” adı verilen manyetik ortamlar, yardımcı bellek için de manyetik teypler geliştirildi. Sonraları, daha kullanışlı bir ortam olduğu için manyetik diskler tercih edilir oldu. İkinci kuşak bilgisayarların en önemli yeniliği, programlamaya getirdikleri yeni olanaklardı. Önceden bilgisayarda yapılan her şey makinenin yapısına bağımlı iken, ikinci kuşak bilgisayarlarla birlikte “soruna yönelik” (yani makinenin donanımından bağımsız) kavramsal programlama dilleri ortaya çıktı. Programcının, makinenin yapısını bilmek zorunda kalmadan da program yapabilmesini sağlayan ve bir ölçüde de olsa İngilizce’ye benzeyen üst düzey programlama dilleri ile, bu dillerle bilgisayarın donanımı arasında bir köprü işlemi gören işletim sistemi bu dönemde değiştirildi.
2.3 Üçüncü Kuşak (1965-71)
Bilgisayarlarda üçüncü kuşağın, transistörlerin yerine tümleşik devrelerin (integrated circuits-entegre devrelerin) kullanılmasıyla başladığı kabul edilir. Silikon yongaların yaygın kullanımı, bilgisayarların hızını arttırdı ve boyutlarında küçülme sağladı. Ayrıca, bu 6 yıl, bilgisayarın sadece bilgiişlem merkezlerinde değil, iş hayatının diğer alanlarında da boy göstermeye başladığı bir dönem oldu. Zaman-paylaşımlı kullanım tekniği sayesinde artık bir bilgisayarı aynı anda birçok kişi kullanabiliyordu. Bu yenilik makinenim belleğinde aynı anda birden çok programın işleyebilmesini sağlayan çoklu-programlama paralelinde düşünülebilir. Ayrıca, telefon hatları aracılığıyla veri iletişimi kurulabilmesi bilgisayarın hız gerektiren gündelik uygulamalara girmesini sağladı. Yazılım alanındaysa, artık ihtiyaca yetmeyen FORTRAN, COBOL gibi programlama dillerine ek olarak yapısal diller (PL/I, ALGOL, PASCAL vb.) geliştirildi.
2.4 Dördüncü Kuşak (1971-)
Dördüncü kuşağa dahil edilen bilgisayarların karakteristik özelliği, çok yoğun tümleşik devrelerin kullanımıdır. Bu entegre devrelerin ucuza üretilebilmesi silikatların ve son zamanlarda bakırın kullanılmasıyla mümkün olmuştur. Bu sayede bilgisayarlar artık evlere de girmiş, hatta seri üretim sonucunda artık “bilgisayar çöplükleri” kavramı gündeme gelmiştir. Bunun dışında, dördüncü kuşak daha önceki “kuşak”ların getirdiği büyük yenilikleri getirmedi. Yani bilgisayarın yapısında kavramsal olarak o kadar büyük bir değişiklik olmadı. Fakat bugün yirmi (hatta 10) yıl öncesiyle hiçbir zaman karşılaştırılamayacak hızlara erişmiş bulunuyoruz. Günümüzde bilgisayarların eriştikleri hız ve depolama kapasitesi ihtiyacın bile üzerinde, yardımcı birimlerin (yazıcı, diskler vb.) bu hıza yaklaşmaları için çalışılıyor. Son yılların en önemli gelişimi, donanımda değil, yazılım alanında olmuştur: paket programların yaygınlaşması, programlama dillerinin görselleşmesi, daha kullanışlı ve ayrıntılı hale gelmesi, gibi... Ancak bu güne dek uzanan bu son dönemin en büyük farkı, artık bilgisayarların evlere dek girmesi. Kişisel bilgisayarların gündelik hayata girmesi artık hemen herkesin bilgisayar kullanabilmesi sonucunu doğurdu. Bilgisayarı artık, makinenin yapısını ve işleyişini bilmek şöyle dursun, programlamadan habersiz kişiler de kullanabiliyor. Veri iletişimi, grafik terminalleri, özel amaçlı sistemler... Dördüncü kuşak bilgisayarlar için en uygun simge, evlerimizde ve bürolarımızda kullandığımız kişisel bilgisayarlar!
2.5 Beşinci Kuşak?
Günümüzde, 5. kuşak bilgisayarlardan söz edilebileceği ileri sürülüyorsa da donanım alanında henüz bu iddiayı doğrulayacak ölçüde büyük değişiklikler görülmedi. Bugünkü gelişmeler arasında telefon hatları üzerinden veri iletişiminin yaygınlaşması (internet); çeşitli amaçlara yönelik küçük boyutlu bilgisayarların (PDA, avuç içi bilgisayar vs.) daha hızlı işlemcilerin, daha büyük kapasiteli disklerin ve bellek birimlerinin çıkması sayılabilir. Yarı-iletken teknolojilerin sunduğu olanaklarla, bilgisayarların bilgi işlem/saklama kapasiteleri baş döndürücü bir hızla artıyor, buna paralel olarak da fiyatlar gittikçe ucuzluyor, boyutlar küçülüyor ve daha önceden “astarı yüzünden pahalı” görünen birçok uygulama gündelik hayata geçirilebiliyor. Ama bir beşinci kuşaktan söz edilecekse belki bu, günlük hayatta kullandığımız her tür elektronik eşyanın programlanabilir olmakla kalmayıp, bilgisayarımızla ve gerekli diğer elektronik eşyalarla veri iletişiminde bulunduğu, uzaktan kumanda edilebildiği, kısaca bilgisayar dahil her tür elektronik eşyanın birbirine “bağlı olduğu” bir kuşak olacaktır.