İnsanlar, her an gelişme ve kendini yenileme eğillmindedirler. Bu gelişme ve kendini yenileme süreci içerisinde,zamanlarının çoğunu düşünmeye, araştırmaya ve uygulamaya ayırmak zorundadırlar. Sıkıcı ve uzun hesaplamalar, araştırmacının verimini düşürmekte, gelişmeleri geciktirmektedir. Her araştırmacı bu engelden kurtulmak, sıkıcılığı ve zaman kaybını önlemek için çabalar harcamıştır. Harcanan. bu çabalar BİLGİSAYAR teknolojisini doğurmuştur.
Bilgisayar Tarihine Kısa Bakış
İlk bilgisayarın; Bundan yaklaşık olarak 5000 yıl önce Asya’da ortaya çıkan bugün de hala ilkokul sıralarında da olsa kullanılan abaküs olduğu düşünülebilir. Fakat daha sonra kağıt ve kalemin yaygınlaşması ile abaküs önemini kaybetmeye başladı.
1642 yıllarında , Fransız bir vergi tahsildarının oğlu olan 18 yaşındaki Blaise Pascal (1623-1662), babasına işine yarayacak Pascalin adında bir tip hesap makinası geliştirdi. Bu araç 10 tabanına göre işlemlerde başarı ile kullanıldı. pascalinin dezavantajı toplama işlemi ile sınırlı olmasıydı.
1694 yılında alman matematikçisi ve filozofu olan Gottfried Wilhem von Leibniz (1646-1716), çarpma işlemlerinde de kullanılabilecek pascalini yapmayı başardı. Daha sonra bir fransız olan Charles Xavier Thomas de Colmar dört temel matematiksel işlemi (toplama, çıkartma, çarpma ve bölme) yapan cihazı yapmayı başardı.
Bilgisayar tarihinin gerçek başlangıcı ise bugün İngiliz bir matematik profösörü olan , Charles Babbage (1791-1871) ile başlar. 1812 de Babbage makinalar ile matematik arasındaki doğal uyuma dikkat çekti. Makinalar hata yapmaksızın görevlerini tekrarlayan cihazlardır. Matematikte ise; özellikle matematiksel tabloların üretilmesi basit adımların tekrarlanması ile gerçekleşir. Problem matematiğin ihtiyacına göre makinaların olayın uygulanabilmesiydi. 1822 de bu problemin çözülmesi için Babbage’in ilk adımı Difransiyel eşitliklerin çözümü için Farklar Makinası (Difference Engine) denilen bir makina önerdi.
Lokomotif gibi büyük ve buhar gücüyle çalışan makina bir programa sahip olacak hesaplamaları yaptıktan sonra sonuçları otomatik olarak yazabilecekti. 10 yıl bu makina için çalışan Babbage aniden ilk düşüncesinden hareketle Analitik Makina (Analytical Machine) ismini kullandı. Bugünün standartlarına göre çok ilkel olan Babbage’nin buhar güçlü bilgisayarı sonuçta asla yapılmadı.
Modern Bilgisayarlar
Birinci Nesil Bilgisayarlar (1945-1956)
İkinci dünya savaşının başlaması ile, yönetimler bilgisayarların potansiyel stratejik önemi nedeniyle bilgisayar araştırmalarını iyice arttırdılar. 1941 de Alman mühendis Konrad Zuse uçak ve roketler için Z3 olarak adlandırılan bir bilgisayar geliştirdi. Müttefik kuvvetler daha güçlü bilgisayarlar için çalışmaya başladılar.
1944 de ingilizler almanların mesajlarını çözebilmek için Colossus adlı gizli kodları kırmayı başaran bilgisayarı dizayn ettiler. IBM ile çalışan Howard H. Aiken (1900-1973), 1944 de tamamen elektronik hesap makinasını üretti. Kısaca Mark I olarak adlandırlan makina elektronik rolelerden oluşmuş bir cihazdı. Mekanik parçaları hareket ettirmek için elektromagnetik sinyaller kullanılmıştı. Makina yavaştı çünkü tek hesaplama 3-5 saniye alıyordu ve ard arda gelen hesaplamalar sırasında herhangi bir şey değiştirilemiyordu. Fakat daha kompleks eşitliklerin üstesinden gelebiliyordu.
Savaş nedeniyle gelişmiş diğer bir bilgisayar, Amerikan hükümeti ve Pennsylvania Universitesi ortaklığı ile ortaya çıkmış olan ENIAC adlı bilgisayardı (Electronic Numerical Integrator And Computer). Bilgisayar 18000 vakum tübü, 70000 direnç ve 5000000 lehim noktarına sahipti. 160 kilowatt elektrik gücü tüketen makina Philadelphia daki ışıkların sönükleşmesine neden oluyordu. ENIAC, Mark I e göre 1000 kez daha hızlı bir bilgisayardı.
1945 de EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) dizayn edildi. Bu bilgisayarda verilerde program gibi hafızada tutuldu. Bu hafızaya depolama olayının doğmasına neden oldu ve bilgisayar belli bir noktada durudurulduktan sonra devam etmesi sağlanmış oldu. Bilgisayar programlamada çok yönlülüğün artmasına neden olundu. Birinci nesil bilgisayarların dezavantajları vakum tüpleri ile çalışmaları ve verilerin davul şeklideki magnetik şeylerde toplanmasıydı.
İkinci Nesil Bilgisayarlar (1956-1963)
1948 de transistörlerin keşfi ile birlikte bilgisayarların gelişimindeki artış iyice arttı. Transistörler televizyonlardaki, radyolardaki ve bilgisayarlardaki büyük ve hantal vakum tüplerinin yerlerini aldılar. Transistörlerin bilgisayarlarda kullanılmaya başlaması ile ikinci nesil bilgisayarlar daha küçük, daha hızlı daha güvenilir ve önceki modellere göre daha az enerji tüketen modeller olarak ortaya çıkmasına neden oldular. İkinci nesil bilgisayarlarda makine dili ile assembly dili yer değiştirdi ve böylece uzun ve zor ikili kodların yerini kısa programlama kodları aldı.
1960 ların başlarında işyerleride, üniversitelerde, ikinci nesil bilgisayarlar kullanılmaya başlandı. İkinci nesil bilgisayarlara yazıcılar, tape birimleri, disk birimleri, hafıza, işletim sistemi ve programlar ilave edildi. IBM 1401 ikinci nesil bilgisayarlar için önemli bir örnektir. Daha gelişmiş COBOL (Common Business-Oriented Language) ve FORTRAN (Formula Translator) gibi yüksek seviye diller kullanılmaya başlanmıştır. Bu tip dillerde; kriptik ikili makina kodları yerlerini kelimelere, cümlelere ve matematksel formüllere bırakarak bir bilgisayarın programlanmasının daha basit hale gelmesine neden olmuştur. İkinci nesil bilgisayarların ortaya çıkışı ile birlikte yeni meslek tipleri (programcı, analizleyiciler, bilgisayar sistem uzmanları) ve software endüstrisi doğmuştur.
Üçüncü Nesil Bilgisayarlar (1964-1971)
Transistörler vakum tüplerine göre avantajlı olsalarda büyük miktarda ısı yayarlar ve bilgisayarın duyarlı iç parçalarının bozulmasına neden olabilirler. Kuarz bu problemi çözdü. 1958 yılında Texas Instruments deki mühendislerden Jack Kilby Tümleşik devreyi (Integrated Circuit (IC)) geliştirdi. Tümleşik devre (IC), kuartzdan yapılmış küçük bir silikon disk üzerinde 3 elektronik bileşenden meydana gelir. Bilimadamları daha sonra yarıiletken olarak adlandırılan küçük bir yonga (chip) üzerine pekçok parçayı yerleştirerek yönetmeyi balardılar. Sonuçta bilgisayarlar küçük bir yonga üzerine daha fazla bileşenin katılmasıyla küçülmüş oldular. Üçüncü nesil bilgisayarlarda işletim sistemi etrafında pekçok programın çalışması mümkün oldu ve bilgisayar hafızası bu programlar tarafından ortak olark kullanılmaya başlandı.
Dördüncü Nesil Bilgisayarlar (1971- Hala gelişiyorlar)
Tümleşik devrelerden sonra, boyutlar azalmaya devam etti. Bir yonga üzerine yüzlerce bileşen monte edildi (Large scale Integration (LSI)). 1980 de bir yonga üzerine binlerce bileşenin yüzlercesi sıkıştırıldı (Very Large scale Integration (VLSI)). Sayı milyonlar mertebesine çıktığında (Ultra-Large scale Integration (ULSI)) söz konusu oldu. Bilgisayarların boyut ve fiyatları azaldı ve azalmaya devam ediyor. Bunun yanında güçleri verimlilikleri güvenilirlikleri artmaya devam ediyor. 1971 yılında Intel 4004 yongasını ürettiğinde çok küçük bir yonga üzerinde bilgisayarın tüm bileşenleri (merkezi işlem birimi (Central Processing Unit (CPU)), hafıza, girdi ve çıktı yönetimi) toplanmıştı.
1981 de evde, işyerinde ve okullarda kullanım için kişisel bilgisayarı (Personal Computer (PC)) ortaya çıkarttı. 1981 de 2 milyon olan PC sayısı 1982 de 5.5 milyona ulaştı. On yıl sonra 65 milyon PC kullanılmaya başlandı. Giderek bilgisayarların boyutları küçülmeye devam ederek laptop bilgisayarlar (bir çantaya sığacak büyüklükte), palmtop (gömlek cebine girebilecek büyüklükte) bilgisayarlar dizayn edildiler. 1984 yılına gelindiğinde ilk kez IBM PC ve Apple Machintosh yarışı başladı. Machintoshlar user-friendly dizayn ile ortaya çıktı. Machintosh’un sunduğu işletim sistemi; kullanıcılara, yazılı komutlar yerine bilgisayar ekranında simüle edilen bir simge ile diğer simgeleri (icon) taşıma kolaylığı sağladı. Yakın bilgisayarların daha etkili kullanılabilmesi için birbirlerine bağlanmaya başladılar ve bilgisayar ağları kurulmaya başlandı. Ağ üzerindeki herbir bilgisayar diğer bilgisayarların hafızalarını, programlarını bilgilerini paylaşmaya başladı. Bu tür birbilerine bağlı bilgisayarların oluşturduğu ağlar (Local Area Network (LAN)) diğer bilgisayar ağlarına bağlandılar. Böylece tüm dünyadaki bilgisayarlar birbirlerine bağlanarak ağların ağı olan İnterneti oluşturdular.
Beşinci Nesil Bilgisayarlar (Henüz hayal aşamasında)
Beşinci nesil bilgisayarları tanımlamak henüz biraz zor çünkü henüz başlangıç aşamasındalar. Beşinci nesil bilgisayarların en ünlüleriden biri Arthur C. Clarke ın romanındaki (2001: A Space Odyssey) HAL9000 dır. HAL insan operatörlerle sohbet eden, görsel girdiler kullanan ve kendi deneyimleri ile öğrenen yeterli yargılama süreçlerine girebilen bir bilgisayardır. Ne yazık ki HAL psikolojik arızalar sahip, uzay gemisine el koyan ve pekçok insanı öldüren bir robottur.
Isaac Asimov’un “Ben robot” ve “Üç robot Yasası” adlı bilim kurgu eserlerindeki robot tiplerin insan robot arasındaki çizginin ne kadar incelebileceğine ilişkin güzel örnekler vermektedir. Hollywood’un sunduğu Terminator II daki öğrenen beşinci nesil bilgisayarlar ilişkin örnekler çok çarpıcıdır.
Programların insanları esir aldığı gerçek dünya ile sanal gerçeklik (Virtual Reality) arasında insan-program savaşının işlendiği Matrix beşinci nesil bilgisayar anlayışına farklı yaklaşımlar getiren bir başka hollywood yapımı olarak karşımıza çıkıyor.
Bütün bunlar hayal ürünü gibi düşünülselerde, bir yabancı dilden diğerine çeviri yapan bilgisayarlar artık mevcuttur. Hastalıklar tanılarında adım adım doktorlar yol gösteren programlar yapılmaktadır. Yapay zeka ile ilgili programların her gün birinin adı duyuluyor.
Bilgisayar Tarihine Kısa Bakış
İlk bilgisayarın; Bundan yaklaşık olarak 5000 yıl önce Asya’da ortaya çıkan bugün de hala ilkokul sıralarında da olsa kullanılan abaküs olduğu düşünülebilir. Fakat daha sonra kağıt ve kalemin yaygınlaşması ile abaküs önemini kaybetmeye başladı.
1642 yıllarında , Fransız bir vergi tahsildarının oğlu olan 18 yaşındaki Blaise Pascal (1623-1662), babasına işine yarayacak Pascalin adında bir tip hesap makinası geliştirdi. Bu araç 10 tabanına göre işlemlerde başarı ile kullanıldı. pascalinin dezavantajı toplama işlemi ile sınırlı olmasıydı.
1694 yılında alman matematikçisi ve filozofu olan Gottfried Wilhem von Leibniz (1646-1716), çarpma işlemlerinde de kullanılabilecek pascalini yapmayı başardı. Daha sonra bir fransız olan Charles Xavier Thomas de Colmar dört temel matematiksel işlemi (toplama, çıkartma, çarpma ve bölme) yapan cihazı yapmayı başardı.
Bilgisayar tarihinin gerçek başlangıcı ise bugün İngiliz bir matematik profösörü olan , Charles Babbage (1791-1871) ile başlar. 1812 de Babbage makinalar ile matematik arasındaki doğal uyuma dikkat çekti. Makinalar hata yapmaksızın görevlerini tekrarlayan cihazlardır. Matematikte ise; özellikle matematiksel tabloların üretilmesi basit adımların tekrarlanması ile gerçekleşir. Problem matematiğin ihtiyacına göre makinaların olayın uygulanabilmesiydi. 1822 de bu problemin çözülmesi için Babbage’in ilk adımı Difransiyel eşitliklerin çözümü için Farklar Makinası (Difference Engine) denilen bir makina önerdi.
Lokomotif gibi büyük ve buhar gücüyle çalışan makina bir programa sahip olacak hesaplamaları yaptıktan sonra sonuçları otomatik olarak yazabilecekti. 10 yıl bu makina için çalışan Babbage aniden ilk düşüncesinden hareketle Analitik Makina (Analytical Machine) ismini kullandı. Bugünün standartlarına göre çok ilkel olan Babbage’nin buhar güçlü bilgisayarı sonuçta asla yapılmadı.
Modern Bilgisayarlar
Birinci Nesil Bilgisayarlar (1945-1956)
İkinci dünya savaşının başlaması ile, yönetimler bilgisayarların potansiyel stratejik önemi nedeniyle bilgisayar araştırmalarını iyice arttırdılar. 1941 de Alman mühendis Konrad Zuse uçak ve roketler için Z3 olarak adlandırılan bir bilgisayar geliştirdi. Müttefik kuvvetler daha güçlü bilgisayarlar için çalışmaya başladılar.
1944 de ingilizler almanların mesajlarını çözebilmek için Colossus adlı gizli kodları kırmayı başaran bilgisayarı dizayn ettiler. IBM ile çalışan Howard H. Aiken (1900-1973), 1944 de tamamen elektronik hesap makinasını üretti. Kısaca Mark I olarak adlandırlan makina elektronik rolelerden oluşmuş bir cihazdı. Mekanik parçaları hareket ettirmek için elektromagnetik sinyaller kullanılmıştı. Makina yavaştı çünkü tek hesaplama 3-5 saniye alıyordu ve ard arda gelen hesaplamalar sırasında herhangi bir şey değiştirilemiyordu. Fakat daha kompleks eşitliklerin üstesinden gelebiliyordu.
Savaş nedeniyle gelişmiş diğer bir bilgisayar, Amerikan hükümeti ve Pennsylvania Universitesi ortaklığı ile ortaya çıkmış olan ENIAC adlı bilgisayardı (Electronic Numerical Integrator And Computer). Bilgisayar 18000 vakum tübü, 70000 direnç ve 5000000 lehim noktarına sahipti. 160 kilowatt elektrik gücü tüketen makina Philadelphia daki ışıkların sönükleşmesine neden oluyordu. ENIAC, Mark I e göre 1000 kez daha hızlı bir bilgisayardı.
1945 de EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) dizayn edildi. Bu bilgisayarda verilerde program gibi hafızada tutuldu. Bu hafızaya depolama olayının doğmasına neden oldu ve bilgisayar belli bir noktada durudurulduktan sonra devam etmesi sağlanmış oldu. Bilgisayar programlamada çok yönlülüğün artmasına neden olundu. Birinci nesil bilgisayarların dezavantajları vakum tüpleri ile çalışmaları ve verilerin davul şeklideki magnetik şeylerde toplanmasıydı.
İkinci Nesil Bilgisayarlar (1956-1963)
1948 de transistörlerin keşfi ile birlikte bilgisayarların gelişimindeki artış iyice arttı. Transistörler televizyonlardaki, radyolardaki ve bilgisayarlardaki büyük ve hantal vakum tüplerinin yerlerini aldılar. Transistörlerin bilgisayarlarda kullanılmaya başlaması ile ikinci nesil bilgisayarlar daha küçük, daha hızlı daha güvenilir ve önceki modellere göre daha az enerji tüketen modeller olarak ortaya çıkmasına neden oldular. İkinci nesil bilgisayarlarda makine dili ile assembly dili yer değiştirdi ve böylece uzun ve zor ikili kodların yerini kısa programlama kodları aldı.
1960 ların başlarında işyerleride, üniversitelerde, ikinci nesil bilgisayarlar kullanılmaya başlandı. İkinci nesil bilgisayarlara yazıcılar, tape birimleri, disk birimleri, hafıza, işletim sistemi ve programlar ilave edildi. IBM 1401 ikinci nesil bilgisayarlar için önemli bir örnektir. Daha gelişmiş COBOL (Common Business-Oriented Language) ve FORTRAN (Formula Translator) gibi yüksek seviye diller kullanılmaya başlanmıştır. Bu tip dillerde; kriptik ikili makina kodları yerlerini kelimelere, cümlelere ve matematksel formüllere bırakarak bir bilgisayarın programlanmasının daha basit hale gelmesine neden olmuştur. İkinci nesil bilgisayarların ortaya çıkışı ile birlikte yeni meslek tipleri (programcı, analizleyiciler, bilgisayar sistem uzmanları) ve software endüstrisi doğmuştur.
Üçüncü Nesil Bilgisayarlar (1964-1971)
Transistörler vakum tüplerine göre avantajlı olsalarda büyük miktarda ısı yayarlar ve bilgisayarın duyarlı iç parçalarının bozulmasına neden olabilirler. Kuarz bu problemi çözdü. 1958 yılında Texas Instruments deki mühendislerden Jack Kilby Tümleşik devreyi (Integrated Circuit (IC)) geliştirdi. Tümleşik devre (IC), kuartzdan yapılmış küçük bir silikon disk üzerinde 3 elektronik bileşenden meydana gelir. Bilimadamları daha sonra yarıiletken olarak adlandırılan küçük bir yonga (chip) üzerine pekçok parçayı yerleştirerek yönetmeyi balardılar. Sonuçta bilgisayarlar küçük bir yonga üzerine daha fazla bileşenin katılmasıyla küçülmüş oldular. Üçüncü nesil bilgisayarlarda işletim sistemi etrafında pekçok programın çalışması mümkün oldu ve bilgisayar hafızası bu programlar tarafından ortak olark kullanılmaya başlandı.
Dördüncü Nesil Bilgisayarlar (1971- Hala gelişiyorlar)
Tümleşik devrelerden sonra, boyutlar azalmaya devam etti. Bir yonga üzerine yüzlerce bileşen monte edildi (Large scale Integration (LSI)). 1980 de bir yonga üzerine binlerce bileşenin yüzlercesi sıkıştırıldı (Very Large scale Integration (VLSI)). Sayı milyonlar mertebesine çıktığında (Ultra-Large scale Integration (ULSI)) söz konusu oldu. Bilgisayarların boyut ve fiyatları azaldı ve azalmaya devam ediyor. Bunun yanında güçleri verimlilikleri güvenilirlikleri artmaya devam ediyor. 1971 yılında Intel 4004 yongasını ürettiğinde çok küçük bir yonga üzerinde bilgisayarın tüm bileşenleri (merkezi işlem birimi (Central Processing Unit (CPU)), hafıza, girdi ve çıktı yönetimi) toplanmıştı.
1981 de evde, işyerinde ve okullarda kullanım için kişisel bilgisayarı (Personal Computer (PC)) ortaya çıkarttı. 1981 de 2 milyon olan PC sayısı 1982 de 5.5 milyona ulaştı. On yıl sonra 65 milyon PC kullanılmaya başlandı. Giderek bilgisayarların boyutları küçülmeye devam ederek laptop bilgisayarlar (bir çantaya sığacak büyüklükte), palmtop (gömlek cebine girebilecek büyüklükte) bilgisayarlar dizayn edildiler. 1984 yılına gelindiğinde ilk kez IBM PC ve Apple Machintosh yarışı başladı. Machintoshlar user-friendly dizayn ile ortaya çıktı. Machintosh’un sunduğu işletim sistemi; kullanıcılara, yazılı komutlar yerine bilgisayar ekranında simüle edilen bir simge ile diğer simgeleri (icon) taşıma kolaylığı sağladı. Yakın bilgisayarların daha etkili kullanılabilmesi için birbirlerine bağlanmaya başladılar ve bilgisayar ağları kurulmaya başlandı. Ağ üzerindeki herbir bilgisayar diğer bilgisayarların hafızalarını, programlarını bilgilerini paylaşmaya başladı. Bu tür birbilerine bağlı bilgisayarların oluşturduğu ağlar (Local Area Network (LAN)) diğer bilgisayar ağlarına bağlandılar. Böylece tüm dünyadaki bilgisayarlar birbirlerine bağlanarak ağların ağı olan İnterneti oluşturdular.
Beşinci Nesil Bilgisayarlar (Henüz hayal aşamasında)
Beşinci nesil bilgisayarları tanımlamak henüz biraz zor çünkü henüz başlangıç aşamasındalar. Beşinci nesil bilgisayarların en ünlüleriden biri Arthur C. Clarke ın romanındaki (2001: A Space Odyssey) HAL9000 dır. HAL insan operatörlerle sohbet eden, görsel girdiler kullanan ve kendi deneyimleri ile öğrenen yeterli yargılama süreçlerine girebilen bir bilgisayardır. Ne yazık ki HAL psikolojik arızalar sahip, uzay gemisine el koyan ve pekçok insanı öldüren bir robottur.
Isaac Asimov’un “Ben robot” ve “Üç robot Yasası” adlı bilim kurgu eserlerindeki robot tiplerin insan robot arasındaki çizginin ne kadar incelebileceğine ilişkin güzel örnekler vermektedir. Hollywood’un sunduğu Terminator II daki öğrenen beşinci nesil bilgisayarlar ilişkin örnekler çok çarpıcıdır.
Programların insanları esir aldığı gerçek dünya ile sanal gerçeklik (Virtual Reality) arasında insan-program savaşının işlendiği Matrix beşinci nesil bilgisayar anlayışına farklı yaklaşımlar getiren bir başka hollywood yapımı olarak karşımıza çıkıyor.
Bütün bunlar hayal ürünü gibi düşünülselerde, bir yabancı dilden diğerine çeviri yapan bilgisayarlar artık mevcuttur. Hastalıklar tanılarında adım adım doktorlar yol gösteren programlar yapılmaktadır. Yapay zeka ile ilgili programların her gün birinin adı duyuluyor.