Dost Köşesi    

  Bilgisayar Dünyasından - II                                                              Ahmet Serim

Bilgisayar’ın Gelişimi:

Bu yapılan bilgisayarların yavaş olmaları bir problemdi. Yeni bir fikir gerekiyordu. O da yeni gelişmekte olan bir teknolojiyi kullanmaktan geçecekti.

19. Yüzyılın ikinci yarısı ve 20. Yüzyılın ilk yarısında Edison, Bell, Marconi, Tesla gibi çalışkan ve zeki insanlar bazı yeni buluş ve yaklaşımları ortaya atmışlardı.

Bu gibi çalışmalar ve laboratuarlardaki uğraşlar sonucu ortaya yeni buluşlar ve bunların standartlaşan uygulamaları çıkıyordu. Basit radyolar güçlü telsizlere dönüşürken değişik dalga boylarında Radarlar gibi ileri uygulamalara geçiliyordu.

Yeni yaklaşım “Radyo Lambaları” ve kısaca “Elektronik” uygulamalarıydı. Radyo lambaları ile uygulamalar 1940 larda verimli olmaya başlamışlardı.

Lambaları mantıksal davranışları da, iki durumdan birini alarak, rölelere benziyor, ancak mekanik yerine elektronik özellikler kullanıyorlardı. Bu nedenle çok daha hızlı, üstelik daha güvenilir idiler. 

Biraz Elektronik:

Önce sonraki bölümleri ve genel çalışmayı anlamak için bazı kısa bilgilere bakalım:

Yukarıda gördüğünüz, benzerleri lise fizik derslerinde bile okutulan bir temel elektronik devredir. Kırmızı ve yeşil renklerle gösterilen yerlere birer LED (Işık yayan diyot) konmuştur. Bunlar sıra ile (biri sönükken diğeri yanar) çalışır ve bir optik hareket sağlarlar.

Devremiz akım verilince (Sw yazılı anahtar kapatılıp 9 Volt doğru akım gelince) kendiliğinden çalışmaya başlar, her hangi bir anda sadece bir LED yanık durumda olur ve akım kesilince çalışma sona erer. Devrenin bir yarısı diğer yarısının çalışmasını engellemektedir.

Bu devre, şekilden görüldüğü üzere çapraz bağlantılı iki transistör kullanan simetrik kurulmuş bir devredir. Her ne kadar şemada transistör olarak BC 547 ler gösterilmişse de her hangi bir genel amaçlı alçak güçlü NPN (Negatif-Pozitf-Negatif) transistör çifti bu görevi görebilir.

470 R (ohm) olarak gösterilen dirençler yükler yani LED ler içindir. Diğer elemanlar, yani 10 K (kiloohm) dirençlerle 100 u (mikroFarad) elektrolitik (yani yönü önemli) kondansatörler LED lerin yanış sürelerini belirler. Bunlar örneğimiz devrede eşit değerli oldukları için bu takriben (elemanların küçük farkları neticesi takriben) % 50 - % 50 dir. Bu elemanlarla oynayarak süreler değiştirilebilir. Yalnız frekans (yanıp sönme aralığı) saniyede 20 nin üzerine çıkarsa, her iki LED de sürekli yanıyormuş gibi algılanır. Gözümüzün bu uyum tembelliği sinema ve televizyonun da temelidir.

Devremiz serbestçe sürekli çalışan (stop etmeyen) bir temel devredir. Genel isimleri “multivibratör” yani çoklu titreşim devresidir. Buradaki devreye “astable (stabil durumları olmayan) multivibratör” denir. Bir kondansatörü kaldırılırsa adı monostable multivibratör, iki kondansatörü de olmazsa bistable multivibratör olur.

Şimdi bu elektronik bilgilerine ne gerek var demeyin. Hem gelecek bölümlerin ana bilgisidir, hem de bilgisayarın temeli. Çağın araç ve gereçleri dolayısı ile, transistör yerine diyot lamba düşünülmelidir.

BİT – BAYT ve Bilginin İşlenmesi

Türkçe’deki Bilgisayar ismi, yabancı dillerdeki Computer, Elektronischer Rechner, Ordinateur gibi isimlerden çok daha uygundur, çünkü: Bilgisayarın temeli çok sür’atli ve hatasız olarak bir şekilde sayarak toplamalar yapabilmesi, bunları saklayıp yeniden sayarak değerlendirmesi temeline dayanır. Bu toplama işlemi ardışık yapılınca çarpma, ters yönlü yapılınca çıkarma, ardışık ters yönlü yapılınca bölme işlemi olmuş olur. Diğer işlemler de bu şekilde türetilir. Karşılaştırmalar ile eşitlikler, büyük veya küçük olma durumları ile belirlenir.

Bu hesap ve mantık işlemlerinin hepsi, ikili tabana indirgenmiş sayı ve diğer değişken veya sabitlerle yapılır. Çünkü elektrik ancak var veya yok, normal yönde veya ters yönde diye gösterilebilir. Çok basit bir örnek verirsek: Bildiğimiz 100 sayısı, ikili tabana göre şu şekilde yazılabilir: 1100100. Burada her 0 veya 1 rakamı, 2 üzeri 6,5,4,3,2,1,0 ın varlığını göstermektedir. 

Bilindiği gibi ikili (binary) sistemin esası,

2 üzeri 0 = 1

2 üzeri 1 = 2

2 üzeri 2 = 4

2 üzeri 3 = 8

2 üzeri 4 = 16

2 üzeri 5 = 32

2 üzeri 6 = 64

2 üzeri 7 = 128

2 üzeri 8 = 256

ve devamı...         

olmasıdır. Bir sayıyı ikili sistemde yazabilmek için, onun içinde 1,2,4,8,16,32,64,128,256,... sayılarının bulunup bulunmadığına bakılır (yukarıdaki 100 sayısı= 64 + 32 + 4 sayılarının toplamından ibarettir).

Bu sisteme göre, sıfır rakamı 00000000 dir (kaç basamak kullanılıyorsa o kadar sıfır).

Bilgisayar ve parçaları, bu sistemler arası tercümeleri otomatik olarak ve hatasız şekilde yapmaktadır.

Bu kombinezon, 8 basamaklı olarak kullanılır ve her bir hanesine “bit” (İngilizce’de parça, küçük bileşen anlamındadır) denir. İki tane 8 basamaklı bit grubuna “byte” denir ve harfler, işaretler gibi sayı dışı kavramlar birer byte ile temsil edilirler (iki adet 8 in kombinezonları olarak 256 karakter imkanı vardır). Byte aynı zamanda bilgisayarın muhtelif parça ve işlemlerinde kapasite gösteren bir boyut olarak kullanılır. Mesela disk hafıza kapasitelerinden bahsedilirken kullanılır. Eskiden 20 Mb (Mega byte = milyon bayt) ile, bir TOFAŞ oto fabrikasının tüm personelinin (işçi ve memur) bordro bilgileri tutulur ve aylık işlem yapılırdı. Bu günkü işlemler ve yazılımlar, ortalama 40 Gb (Giga byte = Milyar bayt) disklerde tutulmaktadır. İşlemlerin yapıldığı hafıza bölümü ise 180 Kb (Kilo byte = bin bayt) iken bu gün standart 256 Mb olmuştur.

Bu gelişmeler, kapasiteyi arttırırken, maliyetleri, boyutları ve gereken enerjiyi çok azaltmış, çevre şartlarına karşı hassasiyeti çok düşürmüştür. Eskinin klimalı, voltaj regülatörlü, spor salonu boyutlarındaki bilgisayar odaları ortadan kalkmıştır. Bilgisayar artık eskinin bir daktilosu boyutlarında masanızdadır veya bir kitap boyutlarında dizinizin üstündedir.

Ocak 1943 te, bazı iş arkadaşlarıyla şifre çözecek bir elektronik makine üzerinde çalışmaya başladı. COLOSSUS adını verdikleri alet 1.800 radyo lambası kullanıyordu ve Aralık 1943’te hazırdı.

Hangi bakış açısı olursa olsun, COLOSSUS dünyanın ilk çalışan programlanabilir elektronik sayısal bilgisayarlarından biriydi. Ancak özel amaçlara yönelik olduğu için sınırlıydı. Mesela ondalıklı sayıların çarpımını yapamıyordu. Ancak programlanınca değişik işleri yapabiliyordu.

Pek çok kaynak, modern bilgisayarın 1936 – 1944 arasında Harvard üniversitesinde Howard H. Aiken in fikir babası olduğu IBM ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator) veya Harvard Mark I görüşündedir.                                       

Mark I düğmeler, röleler, dönen şaftlar, kavramalar ve tabii radyo lambaları doluydu. “Bir oda dolusu bayanın yün örmesi gibi” ses çıkardığı söylenir.

Makine 750.000 den fazla parçadan oluşuyordu ve ağırlığı yaklaşık 5 tondu !

Mark I ilk sayısal bilgisayar kabul edildiği halde, mimarisi modern makinelerden çok farklıydı. Cihaz aslında tek kontrole bağlı olarak aynı problemin farklı kısımlar üzerinde çalışan bir çok hesaplayıcıdan oluşuyordu. İş tarifleri delikli kağıt şeritlerle, doneler delikli kartlarla veriliyordu. Ancak veriliş sırasına göre işlem yapıyordu.

Yüksekliği 10 ayak (yaklaşık 3 Metre), taban alanı 1000 ayak kare (yaklaşık 93 metre kare), ağırlığı 30 tondu ve 70.000 den fazla direnç, 10.000 den fazla kondansatör, 6.000 den fazla düğme ile 18.000 den fazla radyo lambası kullanıyordu. Küçük bir şehri aydınlatmaya yetecek olan 150 kW güç kullanıyordu.

Lambaların güvenilirliği en büyük sorundu. Durdurulduğu zamanın % 90 ı yanık lambaları bulup değiştirmek içindi. 1952 yılı kayıtlarına göre sadece o yıl 19.000 lambanın değişmesi gerekmişti ki, bu yaklaşık günde ortalama 50-55 lamba demekti.

1943 yazı sıralarında Mauchly ve Eckert, dahili bir hafızaya data yanında program yükleyip kullanmayı da tartıştılar. Bu yöntem, Johann (John) von Neumann’a aitti.

1944 Ağustos’unda EDVAC  (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) ı yapmaya başladılar. Makine 1946 da bitti ama tam olarak çalışmaya ancak 1952 de geçildi. Tam olarak bittiğinde yaklaşık 4.000 lamba ve 10.000 kristal diyotu vardı. 1956 nın bir raporu ortalama hatasız çalışma süresinin 8 saat olduğunu belirtir.

Ahmet Serim'e teşekkürlerimizle

Denizce

25.10.2005

Bilgisayar Dünyasından - I

Bilgisayar Dünyasından - II

Bilgisayar Dünyasından - III