Bilgisayar mantıksal ve aritmetik işlemleri otomatik gerçekleştirmeye yarayan bir makinedir. Donanım ve yazılım olmak üzere iki bileşene sahiptir. Hem donanım hem de yazılım felsefi tartışmaların konusudur. Donanım elektriğin mantık kapılarıyla işlenmesine yarar ve yazılım da mantıksal bağlar ile kategoriler aracılığıyla makine dilini-çıktılarını insan dilinde işlevsel hale getirir.
Üç bin yıl önce kullanılmış olan abaküsler bilgisayarın atası sayılabilir. Uzun hesaplamalara gerek kalmadan sayı hesabını kolaylıkla yapmamızı sağlarlar. 18. yüzyılda Mekanik ve 20. yüzyılda dijital hesap makinelerinin ardından yarı iletken transistörlerin keşfiyle bilgisayarlar yapılmaya başlandı. İlk bilgisayarlar Leibniz, Babbage, Boole, Turing gibi filozofların katkılarıyla üretilmiştir. Bu filozoflar ve daha sonra ihtisaslaşan bir alan olarak bilgisayar bilimi ve felsefesi bilgisayma(kompitasyon) işinin fiziksel, matematiksel, kavramsal ve diğer yönler ile birlikte soruşturulmasını hedefler.
20. yüzyıldaki ilk bilgisayarlar sadece hesap yapmada kullanılmıştı. Temeli transistör dediğimiz yarı iletken bir devre elemanına dayanır. Transistör dediğimiz bu elemanın elektrik akımını iletmesi(elektrik var-1 durumu) veya iletmemesi(elektrik yok- 0 durumu) tüm işlemlerin özünü oluşturur. Varlık ve yokluk durumlarına 1 ve 0 denir ve bunları ikili sayı sistemi dediğimiz 1 ve 0 bitleri olarak kullanarak farklı hesaplamaları yapabiliriz. Bir bilgisayar 1 ve 0 durumu üreten milyonlarca transistöre sahiptir. Bizim ekrandaki grafik arayüzde gördüğümüz her şey aslında yüksek seviye diller dediğimiz programlama dillerinin makine dili dediğimiz alt seviye dile çeviri işlemi yapması sayesindedir. Temelde iş tamamen 1 ve 0’ların(elektriğin, elektronların hareketinin) işlemlere atanmasından ibarettir.
Dünyada 10 çeşit insan vardır. İkili kodu anlayanlar ve anlamayanlar.
Programcı şakası
Bilgisayar transistörün açık ve kapalı olması(elektrik var-1 ve yok-0) dışında bir bilgiye sahip değildir. Bu yüzden ikili sayı sistemi kullanılır. Bir transistör ikili sistemin İngilizcedeki karşılığı BInary digiT’in kısaltması olan BIT olarak bilinir. Byte ise sekiz adet bitten oluşan bir sıradır.
İnsan dilindeki ifadeler ve işlemler 0 ve 1’lerden oluşan ikili sayı sistemine atanmıştır. A harfi ikili sistemde 01000001 sayısına denk gelir. Bu da makinede elektriğin kapalı-açık-kapalı-kapalı-kapalı-kapalı-kapalı-açık olması demektir. İkili sayı sistemini Mors alfabesi ile de anlayabiliriz. Mekanik dalgaların iletilmesine dayanan Mors kodları düğmeye uzun veya kısa basma(yani gücü açma ve kapatma) işlemlerinin kombinasyonu ile şifreler oluşturmuş ve bu sayede döşenmiş bir kablonun diğer ucundaki kişilere alfabedeki harflerin düğmeye basılış kombinasyonlarına atanmış olması sayesinde mesajlar iletmişlerdir. Örneğin SOS demek için Üç kıs, üç uzun, üç uzun, üç uzun, üç kısa basış gerekir. (…−−−……—……−−−…)
Şu anda tüm dünya bilgi ile yönetiliyor. Tüm dünyamız 0’lar ve 1’ler tarafından kontrol ediliyor ve işletiliyor; havada parıldayan ve çevremizdeki tellerin arasından geçen minik görünmez 1’lerle ve 0’larla.
Chris Doyen
Transistörler elektriği açıp kapatarak atanmış işlemleri otomatik gerçekleştirmeye yararlar. Başta 8 tanesi(8bit) bir sırada çalışırken sonraları 16,32,64,128 bit bilgisayarlar çıkmıştır. Yalnız elektriğin kapalı ve açık durumlarının dışındaki dörtlü veya onlu mantık yapılarına hiç geçilmemiştir. Bunun nedeni ise kapalı ve açık durumlarının da %0 ve %100 olmayacak kadar dalgalı olmasıdır. Elektrik dalgalanmakta ve çoklu sayı sistemlerinde güvenilirlik sorunu oluşmaktadır. Daha kararlı sistemler için ikili mantık yapısı korunmuştur.
Bilgisayar dediğimiz şey bu işlemleri yapan transistörlerin bulunduğu merkezi işlemci ünitesi(CPU) ile ona yardımcı diğer bileşenlerden oluşur. Disk, 1 ve 0’ların yazılarak uzun süreli depolandığı hafıza iken Random Access Memory(RAM) kısa süreli işlemlerin depoplandığı yüksek hızlı ancak düşük miktarlı hafızadır. Grafik işlemci ünitesi-Ekran kartı(GPU) ise kendi işlemcisi ve ram’i olan ve size görüntü(arayüz) üreten ayrı, küçük bir bilgisayardır. Tüm bu parçaların birbirine elektrik sinyalleri göndermesini sağlayan devrelerle yüklü tahtaya ise anakart(motherboard) denir.
Saniyede trilyonlarca 0 ve 1(açık ve kapalı elektrik sinyalleri) mantık kapıları ve kombinasyonlar ile ekranda görmüş olduğunuz işlemleri gerçekleştirir. Bunlara ilişkin açıklamaları da sonra yapacağız. Temelinde çok basit işlemler yer alırken, basitliklerin birleştirilmesinden kompleks işlemlere ulaşılır ve kompleks işlemler de yüksek seviye dediğimiz insan diline benzeyen programlama dilleri aracılığıyla arayüzde işimize yarar.
Kaynakça
- How Computers Work, Tenth Edition, 2015 by Ron White 1-30 sayfalar.
- https://www.youtube.com/watch?v=Xpk67YzOn5w