bilgisayar`ın tarihçesi ve gelişimi

BİLGİSAYAR'IN TARİHÇESİ VE
GELİŞİMİ
İnsanoğlunun ilk zamanlar
ihtiyaçları basit ve azdı. Zaman
geçtikçe nüfusun artması
ihtiyaçlarında artmasına sebep
oldu. Bu ihtiyaçlarını karşılamak
için değişik alanlarda değişik
araçlar geliştirdi. Bu
ihtiyaçlarından hesap ile ilgili
olan kısmını ilk başlarda parmak
hesabı ile, parmak hesabının
yeterli olmadığı yerlerde de çakıl
taşlarını kullanarak karşılamaya
çalıştı. Hesap ile ilgili ihtiyaçlar ekonominin hızla gelişmesi ve yerleşik hayata geçilmesiyle
beraber iyice arttı. Birçok farklı yaklaşım ve kuram ortaya atıldı ve günümüz bilgisayar
teknolojisinin temelleri atılmaya başlamış oldu.
ABACUS
Hesap işlemleri için kullanılan aygıtları bilgisayarın ilk
temelleri olarak kabul edersek Abacus İlk bilgisayardır
diyebiliriz. Bu hesaplayıcının M.Ö 1000 yıllarında Çinliler
tarafından kullanıldığı kabul edilmiştir. Günümüzde ilk
öğretimde sayı saymayı ve basit matematiksel işlemleri
öğrenmek içinde kullanılan bu aygıt teller üzerine dizili
boncuklardan meydana gelmektedir.
PASCALLINE
Hesap makinesi sayılabilecek ilk ciddi icat Fransız
matematikçi Blaise Pascal tarafından geliştirilmiştir. Babası
vergi dairesinde memur olarak çalışan Pascal 16 yaşında iken
1642 yılında Pascalline adlı hesap makinesini icat etmiştir.
Değişik sayıda dişleri olan çarklardan meydana gelen bu
makine toplama ve çıkarma işlemleri yapabiliyordu.
LEIBNIZ ÇARKI
Alman matematikçisi olan Gottfried Wilhelm Leibniz, Pascal’ın 1642
yılında hazırladığı hesaplayıcının fonksiyonlarını daha da arttırarak
1671 yılında Leibniz Çarkı adlı aygıtı icat etti. Bu aygıt; toplama ve
çıkarma işlemlerinin yani sıra bölme, çarpma ve karekök alma
işlemlerini de yapabiliyordu.
FARK MAKİNASI
Bu konuda ciddi çalışmaları olan bir diğer kişide Charles Babbage ‘dir. Babbage
matematiksel işlemlerin yanı sıra birçok işlemleri de yapabilen bir makine yapmayı
planlıyordu. İngiliz hükümetinin parasal desteğini de alan Babbage uzun süren çalışmalar
sonunda Fark Makinesini 1830 yılında icat
etti. Babbage daha sonra Analitik Makine
adını verdiği proje üzerinde çalışmaya
başladı. Bu makine buhar gücü kullanarak
otomatik olarak çalıştırılacak ve diğer
hesaplatıcılardan daha fazla fonksiyona sahip
olacaktı. Babbage bu projeden istediği
neticeyi alamadan 1871 yılında öldü.
Babbage’nin ölümü ile proje yarım kaldı.
Babbage analitik makinede mantıksal işlem
birimi, veri depolama birimi, giriş çıkış
üniteleri kullanmayı planlıyordu. Bu mantık
günümüzdeki bilgisayarın temel prensibi
olmuştur. Bu sebepten dolayı Babbage’ye
bilgisayarın babası denilmiştir. Ada Lovelace Analitik Makine prensibinde Babbage ile
beraber çalışmış, ve ona yardımcı olmuştur. Ada Lovelace 1842 yılında yazdığı notlarında,
Analitik Makinenin, hazırlanacak programlar ile insanlar tarafından çözümü bilinen
problemlerin kolaylıkla çözülebileceğini anlatmıştır. Ada 36 yaşında öldüğünde geriye sadece
notları kalmıştır.
MARK-I
Amerikalı istatistikçi Herman
Hollerith 1890 yılı nüfus sayımında
delikli kart kullanarak geliştirdiği
makineyi kullandı. Hollerith’in
geliştirdiği bu makine
J.M.Jaquard’in 1806 yılında
kullandığı kart sistemini
kullanıyordu. Mark-I, kartları
verilen kodlara göre delerek bilgiyi
kaydediyor, delikli karttaki bilgiyi
tekrar okuyabiliyor ve bu bilgiyi kullanabiliyordu. Geliştirilen makinenin daha öncekilere
göre üstünlükleri vardı. Fakat arzu edilen hız ve doğru sonuca ulaşılamamıştı. Mark- I insan
müdahalesi ile işlem gördüğü için yari otomatik çalışıyordu. Mark -I ile delikli kartlara
işlenen seçim sonuçları istenildiği kadar okunabildiğinden seçim sonuçlarının değişik
parametrelere göre değerlendirilmesi yapılabiliyordu. Mark –I ile sayımın değerlendirme
süresi dörtte bire düştü. Herman Hollerith makinesinde yaptığı değişikliklerle üretime 1896
yılında kurduğu “Tabulating Machine Company” adlı bir şirket ile devam etti. İleride bu firma
başka bir firma ile birleşerek IBM ismini aldı. Harward Üniversitesinden Howard H. Aiken
tasarladığı ASCC projesi ile IBM firmasına gitti. Bu projeyi biraz daha genişletilerek 1944
yılında MARK – I üretildi. Mark – I saniyede 5 işlem yapabiliyordu. 18 m uzunluğunda ve
2,5 m yüksekliğinde idi. Mark- I insan müdahalesi olmadan sürekli olarak, hazırlanan
programı yürüten ilk bilgisayar idi. Bununla birlikte Mark – I elektronik bir bilgisayar değildi.
ENIAC
ENIAC (İngilizce: Electronic Numerical
Integrator And Computer Türkçe:
Elektronik sayısal entegreli hesaplayıcı),
elektrikle çalışan ve elektronik veri işleme
kapasitesine sahip ilk bilgisayar. II.
Dünya Savaşı esnasında ABD'li
bilimadamları tarafından inşa edilen
ENIAC ilk çıkan bilgisayardı ENIAC,
yaklaşık 167 m² bir alana sığıyordu ve
ağırlığı 30 tondu.
Tarihçesi
Bu ilk bilgisayarın siparişi, 1941 yılında
Amerika’nın II. Dünya Savaşı'na
katılmasıyla birlikte ordu tarafından gizli olarak Pennsylvania Üniversitesi'ne ait elektrik
mühendisliği okulu Moore School of Electrical Engineering'e verildi. Amaç daha az isabet
hatalı uzun menzilli top ve füzelerin hesaplamalarında kullanılmasıydı.
Bilim adamları John Mauchly ve Presper Eckert tarafından yaklaşık 4 yılda imal edildi.
Yaklaşık maliyeti 500.000 dolar idi. ENIAC ilk deneme çalışmasına 1945 yılında başladı.
Gerçek anlamda çalışabilmesi ise 1947 yılını buldu. Ancak 2 Eylül 1945’te Japonya’nın
teslim olmasıyla savaş sona ermişti ve böyle bir makine için ihtiyaç da kalmamıştı. ENIAC
1947 yılında basına tanıtıldı.
Savaş Sonrası Savaşın ardından ENIAC ağırlıklı olarak hava tahminlerinde, atom enerjisi
hesaplamalarında, kozmik ışın çalışmalarında, termal tetikleme, rastgele sayı bulunmasında,
rüzgar tüneli dizaynında ve diğer bilimsel
araştırmalarda kullanıldı. 1951 yılına gelindiğinde ise,
endüstriyel amaçlı olarak kullanılmaya başlandı.
ENIAC’ın parçaları şu anda Washington’da ki
Amerikan Ulusal Müzesinde sergilenmektedir...
ENIAC bir sayının görüntüsünü ayırabiliyor, eşitlikleri
karşılaştırabiliyor, çarpabiliyor, bölebiliyor,
toplayabiliyor, çıkartabiliyor ve kare kökleri
hesaplayabiliyordu. ENIAC'ın akümülatörleri (ön kayıt
bölgeleri) hem toplama hem de hafıza işlevi
görüyordu. ENIAC'a veriler bir IBM kart okuyucusu aracılığı ile veriliyordu. İşlenmiş veriler
ise yine bir IBM delikli kart makinesi sayesinde alınıyordu ve bu kartlar yine IBM’in üretmiş
olduğu bir delikli kart okuyucu tarafından (buna benzer bir örnek IBM 405 olabilir) deşifre
ediliyordu.
O günlerde 60 saniye yol alan bir topun rotasının hesaplanması için, yaklaşık 20 saatlik
çalışma gerekiyordu. ENIAC bu hesaplama süresini 15 saniyeye indirdi. Bir saniyede
yapabildiği toplama işlemi akümülatör başına 5.000 adetti (toplam 100.000 adet). Saniyede
yapabildiği çarpım işlemi 385, bölme veya karekök
alma işlemi ise 38 adetti. Geçici hafızasında sadece
200 sayıyı saklayabiliyordu.
Programlama
ENIAC, 6 bayan operatör tarafından
programlanıyordu. Programla yöntemi ise elle
takılıp çıkarılan fişler, kablolar ve kumanda edilen
düğmelerdi. ENIAC, tam 8 yıl boyunca (1947-1955)
hizmet verdi. Ancak çalışma masrafları kendisinden
sonra geliştirilen çocukları, EDVAC ve ORDVAC’dan fazla olmaya başlayınca, 2 Ekim 1955
yılında saat 11:45'de elektrik bağlantıları kesildi. Böylece dünyanın ilk elektronik bilgisayarı
görevini tamamlamış olarak tarihteki yerini aldı.
EDVAC
Aynı yıllarda matematikçi John Von Neumenin görüşleri doğrultusunda EDVAC ( Elektronik
Soyut Değişken Otomatik Bilgisayar ) adli yeni bir bilgisayar ürettiler. Bu bilgisayar ENIAC
‘dan on kez daha küçük ve yüz defa daha hızlı çalışabiliyordu. Edvac, komutların diğer veriler
gibi bilgisayara dışarıdan girilmesini sağlıyordu.
Bu özellik programcılıkta büyük kolaylıklar
sağlamıştır.
Projenin Kaynağı ve Planları
EDVAC için tasarımı neredeyse ENIAC’ın
işletime hazır hale gelmesinden önce
geliştirilmiştir. EDVAC’ın tasarımı, ENIAC’ın
tasarımı sırasında ortaya çıkan problemlerin
çoğunu çözmeye yöneliktir. ENIAC gibi
EDVAC da Pennsylvania Üniversitesi tarafından
Aberdeen Kanıtlama Merkezi’de ( Aberdeen
Proving Ground ) Amerikan Askeri Balistik
Araştırma Laboratuvarı ( U.S. Army's Ballistics
Research Laboratory ) için yapılmıştır.
ENIAC’ın tasarımcıları J.Presper Eckert ve John
William Mauchly, John von Neumann ve diğer
birkaç kişi tarafından bir araya getirilmiş ve yeni
tasarım, von Neumann tarafından 1945’te
EDVAC’ın üzerine yazılmış bir raporun ilk
taslağı esas alınarak yapılmıştır.
Yeni bilgisayarın yapımı için olan sözleşme, 1946 Nisanında 100.000 dolarlık başlangıç
bütçesiyle imzalanmıştır ve sözleşmede cihazın ismi Electronic Discrete Variable Automatic
Computer ( EDVAC ) olarak geçmiştir. Yapımda esas sorun güvenilirliği ve maliyeti
arasındaki dengeydi. EDVAC’ın son maliyeti, ENIAC’ınkine benzer olarak 500.000 doların
civarında ilk maliyet tahmininin beş katıydı.
Donanım ve İletişim
EDVAC 1949 Ağustosunda balistik araştırma laboratuvarına teslim edildi. Bir takım
problemlerin farkına varılması ve çözülmesinden sonra bilgisayar, sınırlı bir içerikte de olsa
1951’de çalışmaya başladı. Cihazın tamamlanması Eckert ve Mauchly ile Pennsylvania
Üniversitesi arasındaki patent hakları üzerindeki anlaşmazlıklar sebebiyle gecikti. Bu durum,
Eckert ve Mauchly’nin Eckert-Mauchly Computer Corporation’ı kurmak için şirketten
ayrılmaları ve kıdemli mühendislerinin çoğunu beraberlerinde alıp götürmeleriyle sonuçlandı.
1960’a kadar EDVAC sekiz saatlik hatasız çalışma ortalamasıyla günde 20 saatin üzerinde
sürekli çalışıyordu. EDVAC’a, 1953’te I/O delikli kart, 1954’te üzerindekinden daha yavaş
çalışan manyetik, tambur biçiminde ekstra bir bellek ve 1958’de nokta kaydıran bir aritmetik
ünitesi dahil edilerek bir takım yükseltmeler yapıldı.
EDVAC, 1961’de BRLESC ile değiştirilinceye kadar çalıştı. Ömrü boyunca kendi süresi için
güvenilirliğini ve üretkenliğini kanıtladı.
UNIVAC
İlk bilgisayar Eniac sonrası tamamen ticari amaçlar için üretilmiş olan ilk bilgisayar UNIAC
dır.
UNIAC açılımı ise Universal Automatic
Computer I ‘dır. 31 Mart 1951 de ilk cihaz
üretilmiştir. Daha sonra daha gelişmi hali ile
1958 de UNIVAC II üretilmiştir. UNIAC II
nin manyetik hafızası 2000 den 10000
kelimeye çıkartılmıştır. Aynı zamanda ek
olarak bazı komut setleri de eklenmiş oldu.
32K 6-bit hafızaya sahip olan bilgisayardan
sonra geliştirmeler devam etti. Daha sonra
UNIAC daha da geliştirilerek vakum tüplü
hale geldi.
İşletim sistemi ise 36-bit kelime bazlıy 1100 serisi
olarak bilinen makina geliştirildi. EXEC II olarak
bilinen bir işletim sistemini çalıştırabiliyordu. EXEC
II ,1960 ların ilk yıllarında ikinci jenerasyon işletim
sistemiydi. Daha sonra geliştirilen bilgisayarlar
gelişmiş işletim sistemlerini de çalıştırabilir duruma
geldi. Bilgisayarın gelişmesi ve geliştirilmesi çok
hızlı bir şekilde ilerledi. Daha çok işlem yapan daha
fazla hafızaya sahip olan ve daha hızlı.
IBM 700 SERISI
1950’den sonra vakum tüplerinin sık olarak
kullanılmaya başlandığı dönemlerdir. Univac ve
IBM 700 serisi vakum tüpler kullanılarak yapılan
elektronik bilgisayarlardır. Vakum tüplerinin çok
enerji harcaması, ısınması bu bilgisayarın sürekli
arıza yapmasına sebep oluyordu. Vakum tüplerin
boyutlarının da büyük olması başka bir sorundu.
Bu yıllarda program yazabilmek için kullanılan
bilgisayar donanımının çok iyi bilinmesi
gerekiyordu. Program yazmak için makine dili
kullanılıyordu.
PHILCO TRANSAC S-200 IBM 1401
1947 yıllarında transistörün kullanılmaya başladığı
yıllardır. Transistörler vakum tüplere göre az enerji
harcayan, az yer kaplayan, fazla ısınmayan elektronik
devre elemanlarıdır. Transistörlerin kullanılmaya
başlanması bilgisayar dünyasına değişik bir renk kattı.
Philco Transac S-200 IBM 1401, transistör kullanılarak
üretilen ilk bilgisayarlardır.
IBM 360
1960 ‘dan sonralar entegre devreler
üretilmeye başlandı. Entegreler binlerce
transistörü içerisinde bulunduran devre
elemanları idi. Entegrelerin kullanılması;
bilgisayarın boyutlarının küçülmesinin,
maliyet azalmasına ve işlem hızının
artmasına sebep oldu. Bu yıllarda manyetik
diskler üretildi, entegrelerin kullanımı ile
merkezi işlem birimleri üretilmeye başladı.
IBM 360 entegre devre elemanının kullanıldığı ilk bilgisayarlardandır.
INTEL 4004 MIKRO İŞLEMCİSİ
1970’den sonra entegre devre teknolojisi gelişimine
devam etti. Ve entegreler birleştirilerek chipler
üretilmeye başlandı. Intel 4004 entegrelerin
birleştirilmesiyle hızlanan ilk merkezi işlem birimi
sayılabilir. APPLE I: 1975 yılında piyasaya çıkan
apple iki üniversite öğrencisi tarafından bir evin garajında üretilmiştir. Apple’de klavye ve
monitör bulunmuyordu. IBM PC : Günümüzde de söz sahibi olan IBM firması ilk kişisel
bilgisayarını 1981 yılında piyasaya sürdü. Kısa bir zaman diliminde standart haline gelen IBM
PC’lerin 4 yıl sonunda bir milyonuncusu satıldı. Artık dünyanın her tarafında IBM uyumlu
bilgisayarlar üretilmeye başlandı. Üretimi uzak doğu ülkelerinde daha yaygın olarak yapıldı.
Yazılımlar da IBM PC uyumlu olarak yazılmaya başlandı. Bu dönemden günümüze kadar
bilgisayar teknolojisi akil almaz bir hızla ilerledi. İlk üretilen bilgisayarların kullanımı zordu.
Fakat bilgisayarların donanımındaki gelişmeye paralel olarak yazılım alanındaki gelişmeler
bilgisayarları bütün insanların kullanabileceği seviyeye gelmesine sebep oldu. Artık bilgisayar
insan hayatının ayrılmaz ve vazgeçilmez bir parçası oldu. İKİLİ SAYI DÜZENİ : Günümüz
bilgisayarlarının temel mantığını oluşturan ikili sayı sistemi George Boole tarafından
geliştirilmiştir. Bu cebir prensibine göre sayılar ikili sayı sisteminde kullanılırlar. Yani bu
sistemde 0 ve 1 sayısından başka sayı yoktur. Bu sayı sistemine ikili sayı sistemi manasında
Binary sayılarda denir.
BİLGİSAYARIN GEÇİRDİĞİ EVRELER
Birinci Kuşak (Vakum Tüplü) Bilgisayarlar (1946-1959)
İlk programlama dili makine dilinde yazılmaya başlandı ve bilgiler bellekte saklanıyordu. Bu
kuşağın temel özellikleri şunlardır:
1. İşlemci olarak çok büyük vakum tüpleri kullanılırdı.
2. Fazla enerji harcarlardı.
3. Çevreye fazla ısı yayarlardı.
4. Veri programlarını ana belleklerinde tutarlardı.
5. Saklama aracı olarak manyetik teyp kullanılırdı.
6. Programlar fazla detay gerektiren makine dilinde yazılırdı.
İkinci Kuşak (Transistörlü) Bilgisayarlar (1959-1964)
İlk dönemde kullanılan Vakum Tüplerinin yerine transistörler kullanılmaya başlandı. Bununla
beraber daha hızlı ve daha az elektrik harcamaktaydı. ASSEMBLY makine dili
kullanılmaktaydı. Bu kuşağın temel özellikleri şunlardır:
1. İşlemci olarak vakum tüpleri kullanılırdı.
2. Ortalama 10.000 transistör ile çalışırlardı.
3. Az enerji kullanırlardı.
4. Daha az ısı yayarlardı.
5. Transistörler tablolar üzerine el ile monte edilirdi.
Üçüncü Kuşak (Entegre Devreli) Bilgisayarlar (1964-1970)
Transistörler bir araya getirilerek Entegre Devreler yapıldı. İlk Merkezi İşlem birimi CPU
yapıldı. Bu kuşağın temel özellikleri şunlardır:
1. İşlemci olarak entegre devreler kullanılırdı.
2. Düşük maliyet ile yüksek güvenirlik sağlanmaya başlandı.
3. Manyetik diskler kullanılmaya başlandı.
4. Program ve veriler ihtiyaç duyulduğu sürece saklanabiliyordu.
Dördüncü Kuşak (Mikroişlemcili) Bilgisayarlar (1970-?)
İşlem ve kontrol birimlerinin tümünün bir arada bulunduğu chipler geliştirildi. Bu kuşağın
temel özellikleri şunlardır:
1. Mikroişlemcilerle daha hızlı işlemler yapılmaktadır.
2. Daha fazla bilgi ve program saklanabilen disk ve CD'ler kullanılabilmektedir.
3. Yapay zekâ kavramı hayata geçirilmiştir.
4. Ağ sistemleri oluşturulup bilgisayarlar arasında iletişim sağlanabildi.
5. Bilgisayarlar fiziksel olarak küçülerek kullanışlı ve taşınabilir hale geldi.
Beşinci Kuşak (Yapay Zekâlı) Bilgisayarlar (1990-?)
Yapay zeka yapma yönünde çalışmalar yapılmaktadır. Bilgisayar teknolojisinde yeni bir
araştırma konusu olan yapay zekâ "kendi kendini denetleyebilen, daha akıllı ve insanlarla tam
bir uyum içerisinde olabilen zeki makineler yapmak" şeklinde tarif edilebilir. Bu alanda
yapılan çalışmalar henüz istenilen düzeyde değildir. Bu kuşaktaki bilgisayarlardan beklenen
hedefler şunlardır:
1. Üretkenliğin düşük olduğu alanlarda, üretkenliği arttırmak amacıyla pratik metotlar
geliştirmek.
2. Kalkınmada ve gelişmede, uluslar arası dayanışmaya katkıda bulunmak.
3. Enerji ve kaynak tasarrufunda bulunmak.
4. Toplumun sorunlarına pratik çareler bularak, toplumsal huzur ve güvenin sağlanmasında
katkıda bulunmak.
Kaynaklar
1. http://www.madran.net/wpcontent/uploads/2013/09/btu100_1_ek_bilgisayarin_tarihcesi.pdf
2. https://tr.wikipedia.org/wiki/ENIAC
3. https://tr.wikipedia.org/wiki/EDVAC
4. http://www.bilgisayarinicadi.com/arama/univac-nedir
http://www.blog.tolgaakkapulu.com/bilgisayarin-tarihcesi-ve-gelisimi.html