Bilgisayarların Zaman İçinde Gelişimi

Bilgisayarların Zaman İçinde Gelişimi
Bilgisayara doğru ilk adımın Charles BABBAGE tarafından 1812 yılında yapılan mekanik bilgisayarlarla atıldığı söylenebilir. Doğal olarak bu makine bugünkü bilgisayarların sahip olduğu elektronik çalışma yeteneğinden yoksundur. Bu nedenle günümüz anlayışına uygun ilk
bilgisayar olarak, Hovard AIKEN tarafından yapılan ASCC MARK I ‘i kabul etmek pek de yanlış olmayacaktır.

1937 yılında, Havard Üniversitesin ’den Hovard AIKEN delikli kart fikrini kullanarak otomotik bir hesap makinesi geliştirmeyi düşündü ve IBM ( International Business Machines) ‘in desteği ile 1944 yılında ASCC (Automotic Sequence Controlled Calculatör) MARK I ‘ i imal etti. Bu bilgisayar elektro-mekanik bir yapıdaydı. Aynı yılda EDVAC ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer) ve IAS (Institute For Advenced Study ) ile ilgili çalışmalara başlandı. Otomatik hesaplayıcıların yapımında elektronik tekniğinin kullanılması 1946 yılında J.P. ECKERT ve J.W. MOUCHLY tarafından ENTAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) ‘ın yapımı ile gerçekleşti.

Bilgisayar yapımı ve tasarımında ki ilk teorik ilerlemeler ise yirminci yüzyılın en büyük en büyük matematikçilerden biri olan John von NEUMANN tarafından gerçekleştirilmiştir. Von NEUMANN, 1947 yılında, ENTAC ‘ı “programı bellekte yüklü bilgisayar” olarak değiştirmek düşüncesini ortaya attı. Artık makine de her problem için ayrı bağlantılar yapılacağına, bütün ünitelerce yapılacak işlemler sabit devrelerce saptanacak ve her ünite merkezi kontrol biriminin denetimi altında bulunacaktı. 40’lı yılların sonu ile 50’li yılların başında, geciktirilmiş hatlı, elektrostatik ve mıknatıslı tambur gibi değişik bilgi saklama ortamlarına sahip bir dizi lambalı bilgisayar üretildi. Tüm bu bilgisayarlar, özel kullanım için imal edilmekteydi. Geciktirilmiş hatlı ana belleği ve manyetik şerit yan belleği bulunan ilk ticari bilgisayar UNIVAC I, Remington Rand Corporation tarafından 1951 yılında imal edilmiştir. İlk elektro-mekanik bilgisayarın yapımında AIKEN’i destekleyen ve ASCC MARK I ‘in gerçekleştirilmesinde büyük katkısı olan IBM, aynı yıllarda büro malzemeleri yanında elektronik hesaplayıcılara yardımcı bir makine olan kart delgi makineleri imal etmekteydi. 1953 ‘te ise IBM mıknatıslı tambur belleği olan lambalı ilk bilgisayarı 650 yi imal etti. Daha sonra üretilen diğer IBM lambalı bilgisayarları (1954’te EDPS 701, 1955 ‘te 702, 1956 ‘da 704 ve 705, 1958 ‘de 759) Rastgele erişimli mıknatıslı çekirdek bellekleri kullanmaktaydı.

1948 yılında keşfedilen transistor ‘ün elektronik hesap makinelerinde kullanılma denemeleri 1959 yılında başarı ile sonuçlandı. Böylece ikinci kuşak denilen bilgisayarlar piyasaya çıktı. İlk transistör’ lü bilgisayar artık piyasada egemen firma olan IBM tarafından üretilen IBM 7090 dır. Bu bilgisayar o güne kadar kullanılan bütün lambalı bilgisayarları modası geçmiş hale getirdi. IBM 7090 ‘ın hemen peşinden daha hızlı olan ve daha çok dizin kütüğüne sahip, çifte duyarlıklı aritmetik kullanan IBM 7094 geliştirildi.

Bu bilgisayarlarla artık temel yapı biçimlenmişti. Yapılan yeni çalışmalar ağırlıkları ve hacmi azaltmak, bellek ve hız yeteneğini artırmaya yönelik olacaktı. Bu amaçları gerçekleştiren, bir dizi transistör ile birlikte çevresindeki tüm elektronik devreleri bir birimde toplayan bütünleşik minyatür devrelerin kullanımıyla 1965 yılından itibaren üçüncü kuşak olarak adlandırılan bilgisayarlar piyasada görüldü. Bu bilgisayarlar gerçek zaman (real time) zaman paylaşma (time sharing), uzaktan erişim ( Remote ACC, ESS) gibi olanakların yanında küçülme, hızlanma ve ucuzlama gibi yararlarıyla daha yaygın bir kullanım alanı buldu. Bu kuşak bilgisayarlarına örnek olarak, IBM SYSTEM 360 ve 370, ICL 1900 ve ICL SYSTEM 4100, HONEYWELL 2000 ve NCR CUNTERY SERIES gösterilebilir. 1971 yılında bilgisayar dünyasında dördüncü kuşak olarak isimlendirilen bilgisayarların ilk prototipleri görülmeye başladı. Yonga (chip) adı verilen bir iki milimetrelik bir kare içinde yaklaşık 20.000 transistör bir araya toplanabilmekteydi. Bu gelişme sonucunda bilgisayarlar yeni yeni kullanım olanaklarına kavuştular. Tahmin edildiğine göre bilgisayarların daha 25.000 değişik kullanılış şekli keşfolunmak üzere beklemektedir.

Bilgisayarın Yapısı 
Bir bilgisayar esas olarak verileri alır, saklar, işler ve elde ettiği sonuçları verir. Tüm bu işlemleri yapmak üzere bilgisayarda beş esas birim yer alır. Aşağıda ki şekilde görüldüğü gibi bu birimler, giriş, bellek, yönetim, aritmetik mantık ve çıkış birimleridir. 


Giriş Birimi
İşlenecek verileri ve nasıl işleneceklerini belirten yönergeleri bilgisayara aktaran kısımdır. Delikli kart okuyucu, delikli kâğıt şerit okuyucu, manyetik şerit aygıtları ve kontrol daktilo en çok kullanılan giriş üniteleridir. Bu üniteler mekanik olarak çalışırlar; bu nedenle de bilgisayar göre oldukça yavaştırlar.

Bellek
Bellek, giriş birimi tarafından kendisine gönderilen verileri işlem sıraları ve zamanı gelinceye kadar depolayan, ayrıca bu verilerin ne şekilde ve hangi sıra ile işleneceğini belirleyen yönergeleri kapsayan programları da yeri geldikçe kullanmak üzere saklayan araçtır. Bu nedenle aslında bir depolama birimi olup, İnsan belleği benzeşiminden, yanıltıcı olabilecek bir biçimde bellek birimi olarak anılır. Herhangi bir veri işlenmeden önce mutlaka bellekte bulunmalıdır. Ancak, bellekte saklama geçici olduğundan yeni bir program yazılması halinde eskisi silinir. Bu nedenle bellek, aslında bir giriş-çıkış ünitesi olan yan bellekler yardımıyla desteklenmelidir. Böylece kullanılmayan ve kaybolması da istenilmeyen bilgiler yan belleklere aktarılarak bu sakınca ortadan kaldırılır.

Bilgisayar içindeki belleğin kapsamı dört ana bölüme ayrılır.
1- Araya girme alanı
2- Sistem programları alanı
3- Yardımcı programlar alanı
4- Kullanıcı alanı
Araya girme alanında, programın işlenmesine ara veren komutlar saklanır. Sistem programları ve yardımcı programlar alanı işletim sistemini oluşturur. Bunlar; bilgisayar, klavyeden giriş, disk güdümü gibi temel işlevleri yürüten programlardır. Kullanıcı alanı, kullanıcı programlarına ve onlarla ilgili verilere ayrılmıştır. Küçük ve kişisel bilgisayarların ortalama 32.000 – 64.000 bellek hücresi vardır. İşletim sisteminin karmaşıklığına göre bunlardan 28.000 ila 58.000 kadarı kullanıcıya ayrılır. Bilgisayarlar büyüdükçe bu sayıda 170.000 ila 250.000 birime daha sonrada 2 ila 4 milyon birime kadar yükselebilir. Bellekler esas olarak 3 tip olabilir. Bunlar sırasıyla; ROM( Read Only Memory), RAM (Random Access Memory) ve seri bellek tipleridir.


Kontrol (Yönetim Birimi)
Merkezi işlem ünitesinin kontrol birimi, bilgisayar sisteminin beyni olarak da nitelenebilir. Kontrol birimi, programdaki komutları seçer, tanımlar ve yerine getirir. Bu birim, bilgisayarın otomatik olarak ve bir bütün halinde çalışmasını sağlar.

Aritmetik-Mantık Birimi
Bir bilgisayar sisteminde gerçek bilgi işlem faaliyetinin yapıldığı yer merkezi işlem birimindeki aritmetik-mantık birimidir. Bu birim, bilgisayarın hesap makinesi niteliğindedir. Tüm aritmetik işlemleri yapabildiği gibi, sonuçlar üzerinde karşılaştırmalar da bu birimce yapılabilir.

Çıkış Birimi 
Veriler giriş birimi tarafından bilgisayara okunduktan sonra depolanmış komutlar doğrultusunda bazı işlemlere uğrarlar ve birtakım sonuçlar elde edilir. İşte bu sonuçların kullanılır bir şekilde sunulması gereklidir. Bu sunuluş çıkış birimi tarafından yapılır. Giriş araçlarında görülen dar boğaz (makineye göre daha yavaş çalışmadan ötürü işlem hızında oluşan atıl kapasite) çıkış araçlarında da mevcuttur. Ancak son teknolojik gelişmeler bu aksaklığın giderilmesi yönündedir. Çıkışların kayıt edilmesi için bilgisayar sistemlerinde çeşitli araçlar kullanılmaktadır. Bir sistemde bu araçlardan biri veya birkaçı bulunabilir. Bu araçlar; kart delgi, kağıt şerit delgi, manyetik bant kaydediciler, manyetik diskler, yazıcılar, konsol daktilo makineleri, grafik çiziciler, ekranlı araçlar, sesli cevap vericiler ve haberleşme bağlantılarıdır.