CSE 101 BİLGİSAYARA GİRİŞ Dr. Özgür BİLAL Ders 1 Bilgisayarın Tarihçesi

GİRİŞ Bilgisayar nedir ? Bilgisayar yardımcı bir araçtır : Geniş kullanım alanları : Şirketler, Okullar , Havalimanları , Hastahaneler, Bankalar, Askeriye , Havalimanları... Yeni Dönem: Bilgi çağının bir ürünü. Sanayi Kullanım alanları : Elektrik, telefon, radyo, otomobil, uçak teknolojileri Bilgi çağı: Bilgisayar, İnternet, Mobil İletişim.

Hesaplama ve Aritmetik Sonucun matematiksel veya mantıksal yöntemlerle belirlenmesi Bir veya daha fazla sonuç ve bir veya daha fazla girdi dönüşüm. 7 ile 8’i çarpın. Aritmetik: Bir algoritma vasıtasıyla verilen girişlerden girdiye bir çözüm bulmak olarak tanımlanabilir. Veri ve algoritmalar içeren daha genel bir süreci ifade eder. Algoritma: belirli bir görevi gerçekleştirmek tanımlanmış görevlerdir

Bilgisayar Teknolojisi Zaman çizelgesi 1900 – 1800 BC Ondalık sistemin ilk kullnımı çift haneli sayılar kullanılmaya başlanır 1000 – 500 BC Abaküs’ün icadı: ilk gerçek hesaplama mekanizması 300 – 600 AD 0 rakamının ilk kullanımı, ve negatif sayılarının kullanımı (ilk Hindistan da görülmüştür)

Blaise Pascal Aritmetik makinası (1642) 1640 yılında, Pascal, babasının para hesaplarını yapmak için yardımcı bir cihaz geliştirdi Çarpma ve bölme işlemlerini yapmak için bir dizi işlem daha yapmak gerekiyordu. Aritmetik Makine sadece ekleme ve çıkarma işlemleri yapabilmekteydi. Gottfried von Leibniz Leibniz Pascal‘ın fikrinde eklentiler yaptı ve Sayım makinası isimli cihazı geliştirdi, çıkarma, toplama, bölme, çarpma ve kare kökünü alma işlemlerini yapabiliyordu. Sayım makinası (1671) Pascal ve Leibniz'in cihazları, bugünün masa üstü bilgisayarların atalarıydı, ve elektronik eşdeğerleri nihayet 1970'lerin başında hazır olabildiler ve uygun fiyatlı olana kadar bu makinelerin türevleri üretilmeye devam etti.

1800'lerin başından, Joseph-Marie Jacquard adlı bir Fransız ipek dokumacı otomatik kartları bir dizi delik desenleri kaydederek ipek tezgah kontrol etmenin bir yolunu icat etti. Önümüzdeki yıllarda, Jakar delikli kartları bilgisayarlar için ve otomatik piyano çalınması için kullanılan ve programların depolama için de kullanılan sistemi oluşturmuştur. IBM 80-column punched card format

Charles Babbage  (26 Aralık 1791 – 18 Ekim, 1871) tarihleri arasında yaşamış önemli bir İngiliz matematikçi, analitik filozof, makine mühendisi ve programlanabilir bilgisayar fikrini ortaya atan (proto)-bilgisayar bilimcisi mucit  Mekanik olarak çalışabildiği sonradan kanıtlanmış bir hesap makinesi geliştirmiştir. Yaptığı hesap makinesini günümüz bilgisayarlarının geliştirilmesinde en önemli katkılarda bulunduğu kabul edilir. 1991 Yılında, Babbage'ın özgün çalışmalarına sadık kalarak onun Fark makinesi diye adlandırdığı cihaz tamamlanmış ve mükemmel bir şekilde çalıştığı görülmüştür. Babbage'ın zamanında, matematiksel tablolar çok yüksek oranda işlem hataları içeriyorlardı. Cambridge'te iken insanlar tarafından hesaplanarak hazırlanan bu tabloların ne kadar hatalı yapıldığını görerek, kendini insandan kaynaklı hatalara engel olabileceği bir hesap makinesinin tasarımına adamıştır. 1822 yılında, polinom işlevlerin (fonksiyonların) değerlerinin hesaplanmasını olanaklı kılacak, Fark makinesi adını verdiği aygıtın yapımına başlamıştır.

Bilgi teorisinin yaratıcısı George Boole Boole, yirmi yaşına gelince bir özel okul açtı. Burada matematik öğretmesi gerekiyordu. Babasından aldığı derslerin faydasını gördü. O zamanın el kitaplarını gözden geçirdi. Abel ve Galois gibi büyüklerin kitaplarını okudu. Fazla bir matematik bilgisi olmayanların okuyup anlayamacağı kesin olarak bilinen Laplace'ın "Gök Mekaniği" ni hiç kimsenin yardımı olmadan okuyup anladı. Lagrange'ın "Analitik Mekanik" adlı eserini tam anladı. Artık, kendisinin yolunu çizmişti. İlk ilmi çalışması olan değişim hesabı yayınlandı. Yine tek başına çalışmasının ürünü olan invaryantları keşfetti. Zaten bu invaryantlar olmasaydı; rölativite (bağlılık) kuramı olmazdı. Cebirsel denklemlerdeki boşlukları doldurdu.. Modern cebir kavramı, Peacock, Herschel, De Morgan, Dabbage, Gregory ve Boole sayesinde yerini aldı. Boole, sembol ve işlemleri kullandı. de Morgan'ın hem hayranı ve hem de büyük bir dostuydu. İngiltere'deki büyük matematikçilerle ya kendisi doğrudan ya da mektupla haberleşiyordu. 1848 yılında "Mantığın Matematik Analizi" adlı bir çalışması yayınlandı. Bu eser matematikte yeni bir çığır açmış ve Boole da kesin bir üne kavuşmuştu. Bu broşür, de Morgan'ın da taktirlerini topladı. Bu eser, bundan altı yıl sonra ortaya çıkacak olan bir çalışmanın müjdecisi olacaktı. Claude Shannon, Bilgi teorisinin yaratıcısı

Alan Turing 1937 yılında  İngiliz matematikçi, bilgisayar bilimcisi ve kriptolog. Bilgisayar biliminin kurucusu sayılır. Geliştirmiş oldugu Turing testi ile makinaların ve bilgisayarların düşünme yetisine sahip olup olamayacakları konusunda bir kriter öne sürmüştür. II. Dünya Savaşı sırasında Alman şifrelerinin kırılmasında çok önemli bir rol oynadığı için savaş kahramanı sayılmıştır. Ayrıca Manchester Üniversitesi'nde çalıştığı yıllarda, Turing makinası denilen algoritma tanımı ile modern bilgisayarların kavramsal temelini atmıştır.

1943 – 1947 ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Calculator: ELEKTRONİK NUMARATÖR DÖNÜŞTÜRÜCÜ VE HESAPLAYICI

Sistemin işleyişi değiştirilebilir panellerle sağlanıyordu . 1943 – 1947 ENIAC – Electronic Numerical Integrator and Calculator: Cihaz 2 saatte 100 mühendisin bir yılda yapabileceği nükleer fizik hesaplamalarını yapabiliyordu Sistemin işleyişi değiştirilebilir panellerle sağlanıyordu .

Johann von Neumann 2.Dünya savaşına uzanan yıllarda ve savaş süresince von Neumann, askeriye için çalışmıştır. Kendisi burada askeriye için ilk elektronik hesaplayıcı olan "ENIAC" ı 1945'te savaş sona erene kadar tamamlamıştı. Ayrıca burada 1957'de kanserden ölümüne sebep olan radyasyon hastalığı ile temas ettiği tahmin ediliyor. Savaştan sonra bir matematikçi (kendi türü bir matematikçi) olarak sürdürmeye devam etti.

İlk SMIL yaklaşık 2000 birleştirici (vakum) tüpünden oluşmaktaydı . SMIL, 1950 lerin ortasında Lund üniversitesinde icat edilen ilk isveç yapımı bilgisayarlardan biridir . İlk SMIL yaklaşık 2000 birleştirici (vakum) tüpünden oluşmaktaydı .

20. Yüzyılın en büyük iki buluşu: Transistör ve Entegre Devreler 1950lere kadar önemleri anlaşılamadı. O zamana kadar kullanılan birleştirici (vakum) tüplerinden (bkz. SMIL) çok daha küçük ve daha ekonomiktiler. Dünyanın ilk transistörü, 1947de Bell Laboratuvarlarında icat edildi. Dr. John Bardeen, Dr. William Shockley ve Dr. Walter Brattain

Sayısı 2 ile 100000 arasında değişebilen transistörler silikon parçalar aracılığıyla birleşerek entegre devreleri oluşturur. Bu devreler daha karmaşık işlemler gerçekleştirebilirler.

Mikro İşlemciler Hoff tarafından geliştirilen ilk mikro işlemci yaklaşık 2300 transistörden oluşuyordu ve saniyede 60000 işlem gerçekleştirebiliyordu. 1973 yılında Intel ilk gerçek genel kullanımlı mikro işlemciyi dünyaya tanıttı. Günümüzde kullanılan bilgisayarların atasını oluşturan bu ilk işlemci yaklaşık 4500 transistörden oluşuyordu ve saniyede 200000 işlem yapabiliyordu.

1973. Intel çalışabilir ilk mikro işlemciyi hayata soktu ve buna Intel 1973 Intel çalışabilir ilk mikro işlemciyi hayata soktu ve buna Intel 8080 ismini verdi. Böylece Mikro İşlemci doğdu. 1977 Apple iki sınıf arkadaşı, Steve Jobs ve Steve Wozniak, tarafından evlerinin garajında kuruldu. İlk yaptıkları cihaz kullanılmayan eski bilgisayar parçaları ve renkli televizyondan oluşmaktaydı. BASIC programlama dili Bill Gates tarafından Microsoft için yazıldı. 1981 Microsoft’un desteklediği Disk Operating System (DOS) IBM kişisel bilgisayarları için tasarlandı. ’80 sonları Windows işletim sistemi Microsoft tarafından son kullanıcı için tasarlandı. Grafik Kullanıcı Arayüzü (Graphical User Interface -GUI)

Bilgisayarlar gücüne, boyutuna göre sınıflandırılabilir. Kişisel bilgisayar: Küçük, tek kullanıcılı bir bilgisayardır. Basit bir mikro işlemcinin yanısıra bilgi girişini sağlayan klavye ve mouse’a, görüntüyü sağlayan bir monitöre ve bilgilerin saklanması için bir depolama aygıtına sahiptir. workstation : teknik ve bilimsel uygulamalar için tasarlanmış gelişmiş bir mikrobilgisayardır; tek bir kullanıcının kullanması için tasarlanmışlardır. Daha yüksek performans için üzerlerinde özel CPU, RAM, Hard Disk ve Ekran kartlarından biri ya da bazıları bulunur. Anabilgisayar (server) : binlerce kullanıcıya eş zamanlı olarak farklı hizmetler verebilen, büyük, güçlü ve pahalı bir bilgisayardır. Süper Bilgisayar:  basit olarak; yoğun paralel işlemciler, yüksek başarımlı vektör işlemciler ve öbek bilgisayarların oluşturduğu sistem (her bileşen olmak zorunda değil) olarak tanımlanabilir. Süper bilgisayarlar bilimde, deney ve hesaplamayı birleştiren hesaplamalı bilim gibi yeni metodolojilerin oluşmasını sağlamıştır.

Bilgisayarın Gelişimi İLK NESİL(1945-1956) Belirli görevlerin yerine getirilmesi her bilgisayar için farklı makina dili birleştirici (vakum) tüpleri İKİNCİ NESİL (1956-1963) genel kullanım için bilgisayarlar transistörler yazıcı, hafıza, disk, işletim sistemleri, programlar

Bilgisayarın Gelişimi ÜÇÜNCÜ NESİL(1965-1971) Entegre devreler daha küçük boyut çoklu görevler DÖRDÜNCÜ NESİL(1971-Günümüz) 1981 – IBM’in kişisel bilgisayarı geniş kullanım alanı on yıl içinde, 65 milyon PC kullanıcısı laptop, palmtop (avuç-içi bilgisayarı) macintosh

Bilgisayarın Gelişimi BEŞİNCİ NESİL(Gelecek) paralel işlemler uzman sistemler süper iletken teknoloji