Hakkında Künye

Bilgisayar Bilimi Tarihi I



Bilgisayar bilimi, genç bir bilim olarak bilinmesine rağmen, kökleri eski çağlara uzanan ve günümüzde kendisini hayatın her alanında yoğun bir şekilde hissettiren bir bilim dalıdır. İki kısımdan oluşan bilgisayar bilimi tarihi üzerine yazılan bu yazı dizisinin ilk bölümünde, bilgisayar biliminin temellerinin nasıl oluştuğu, ilk çağlardan itibaren tarihsel gelişiminin nasıl gerçekleştği hakkında bilgi vermeye çalışacağız.

İlk Zamanlar

Eski çağlarda insanlar bazı basit matematiksel işlemleri yapmak için çeşitli ilkel araçlar tasarlamışlardır. Bu araçlardan en eskisi ve en iyi bilineni M.Ö. 3000'li yıllarda Babillilerin yaptığı abaküstür. Bunun dışında, bu araçlara diğer bir örnek olarak Yunanlıların M.Ö. 100'lü yıllarda yaptığı ve onlar tarafından gezegenlerin hareketlerinin incelenmesinde kullanıldığı varsayılan Antikythera Mekanizması verilebilir. Bilgisayarların atasıBu mekanizma 1902 yılında Ege'de Girit adası yakınlarında sünger avcıları tarafından bulunmuş, işlevinin ne olduğu zamanın arkeologları tarafından anlaşılamamış, ancak daha sonra astronomik hesaplamalarda kullanıldığı anlaşılmıştır. Yapıldığı tarihten sonraki 1000 yıllık süre içinde bile en karmaşık makine olarak kabul edilen bu mekanizma aynı zamanda tarihin ilk analog bilgisayarı olarak görülmektedir. Ayrıca M.Ö. 300'lü yıllarda yaşayan Hintli matematikçi Pingala tarihte ilk kez ikili sayma sistemini öne sürmüş ve bu sistem ile alakalı yaptığı çalışmalar ile Mors alfabesine benzer bir ikili kod sistemi geliştirmiştir.

İlk ve orta çağlarda ise pozitif bilimlerde altın çağını yaşayan Doğu ülkelerinde matematik alanında yapılan çalışmalar, bilgisayar biliminin temellerine önemli katkı sağlamıştır. Bunlara örnek olarak 7. yüzyılda Hintli matematikçi Brahmagupta (598-668) 'nın Hint-Arap sayı sistemine getirdiği açıklamalar ve sıfırın onluk basamak olarak kullanması ile, 825 yılında İranlı matematikçi El-Harezmi (780-850)'nin yazdığı Hint Sayı Sisteminde Hesaplamalar Üzerine adlı kitap örnek olarak gösterilebilir. Bunlardan başka 850 yılında Arap matematikçi Kindi(801-873) metinlerde harflerin sıklıklarını analiz ederek içlerinde bulunan şifreleri ortaya çıkarmaya çalışmış, bu da onun kriptografinin öncüsü olarak kabul görmesini sağlamıştır. 9. yüzyılda yaşayan İranlı Banu Musa kardeşler Maharetli Aygıtların Kitabı adını verdikleri kitaplarında ilk mekanik müzik aletini icat ettiklerinden bahsederler. Yine bu üç kardeşin icat ettiği otomatik flüt, ilk programlanabilen aygıt özelliğini taşımaktadır. Aynı yüzyılda İranlı bilim adamı Biruni (973-1048) astronomi çalışmalarında kullanmak amacıyla Planisphere adlı aygıtı icat etmiştir, bu aygıtın da analog bilgisayarların ilk örneklerinden olduğu kabul edilir. 13. yüzyıla gelindiğinde ise Güney Hindistan'daki Kerala okulu öğrencileri kayan nokta (floating point) sayı sistemini bulmuşlardır.

1492 yılında büyük mucit Leonardo da Vinci (1452-1519) toplama ve çıkarma işlemleri yapan bir mekanik hesap makinesinin çizimlerini yapmıştır. Ayrıca, da Vinci'nin mekanik bir insan, yani ilk robot, yapımı hakkında çeşitli tasarıları olduğu bilinmektedir. 1642 yılında Fransız matematikçi ve filozof Blaise Pascal (1623-1662) ilk mekanik hesap makinesi Pascaline'i geliştirdi. Bu hesap makinesi sadece toplama ve çıkarma işlemleri yapabiliyordu. 1703 yılına gelindiğinde ise döneminin ünlü bilim adamı ve filozofu Alman Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716) Stepped Reckonermatematiksel anlamda bir mantık sistemi geliştirdi, bu sistemde birler doğru değerleri, sıfırlar ise yanlış değerleri ifade etmektedir. Ayrıca bu sisteme dayanarak Pascal'ın icat ettiği hesap makinesine çarpma ve bölme işlemleri yapma yeteneğini kazandırarak Stepped Reckoner'i icat etmiştir. Fakat, Leibniz'den ancak bir asır sonra, bilgisayar biliminin temelini oluşturan doğruluk değerlerinin mantıksal olarak hesaplanmasını bulmak (Boolean Cebiri), İngiliz matematikçi George Boole (1815-1864)'ın başarısı olacaktır. Aynı dönemde İngiliz matematikçi, mühendis ve mucit Charles Babbage (1791-1871) Pascal ve Leibniz'in makinelerini daha da geliştirerek ilk mekanik bilgisayar olarak da kabul edilen Fark Makinesi'ni tasarlamış, fakat bu tasarısını tam olarak hayata geçirememiştir. Babbage'nin arkadaşı Ada Lovelace (1815-1852), Babbage'nin tasarımlarını çok iyi anlayarak Fark Makinesi'nin nasıl çalışacağı üzerine bir rapor hazırlamıştır, bu da onun tarihin ilk bilgisayar programcısı ünvanına sahip olmasını sağlamıştır. 1801 yılında Fransız mucit Joseph Marie Jacquard (1752-1834) delikli kartlar tarafından kontrol edilen otomatik dokuma makinasını icat etmiştir.

20. yüzyılın başlarında çeşitli hesap makineleri üzerinde çalışmalar yoğun bir şekilde devam etmiştir. Örneğin 1919 yılında Fransız Korgeneral Eugene Olivier Carissan (1880- 1925) sayıların asal olup olmadıklarını test eden bir hesap makinesi geliştirmiştir. Aynı yıl İngiliz bilim adamları ilk flip-flop devre dizaynının tasarımını yapmışlardır. 1924 yılında ise Alman bilim adamı Walther Bothe(1891-1957) ve mantıksal çıkışını bularak Nobel ödülüne layık görülmüştür. 1931 yılında Avusturyalı matematikçi Kurt Gödel (1906-1978) matematiksel işlemlere dayanan küresel bir biçimsel dil kuramı hakkında bir yazı yazmıştır, Gödel'in bu yazısından çıkan sonuçlar bilgisayar biliminin teorik temellerini olşturur. 1936 yılına gelindiğinde büyük bilgisayar bilimcisi Alan Mathison Turing (1912-1954), Gödel'in sonuçlarını yeniden formüle ederek hesaplanabilir sayılar (computable numbers) hakkında bir rapor hazırlamıştır. Ayrıca bu dönemde birçok bilim adamının matematik alanında yaptığı çalışmaların, gerçek anlamda bilgisayar biliminin doğmasına ve ilk dijital bilgisayarın oluşturulmasında çok önemli katkıları olmuştur.

2. Dünya Savaşı ve Sonrası

İkinci Dünya Savaşı başladıktan sonra, düşman devletler birbirlerini alt edebilmek için teknolojik gelişimlerine son derece önem vermişler, bu amaçla yaptıkları çalışmalar da bilgisayar bilimini çok ileri düzeylere çıkarmıştır. 1941 yılında Alman mühendis Konrad Zuse (1910-1995), Naziler için uçak tasarımında kullanılmak üzere ilk dijital bilgisayar olan Z3'ü geliştirmiştir. Elektro-mekanik bir dizayna sahip olan Z3, 1943 yılında müttefiklerin yaptığı bir hava bombardımanında tahrip olmuştur. 1942 yılında ise Amerikalı bilim adamları John Vincent Atanasoff (1903-1995) ve Clifford Berry (1918-1963) tarafından ilk elektronik yapıya sahip dijital bilgisayar, Atasanoff-Berry Computer (ABC) geliştirilmiştir. 1943'ün Aralık ayında ise İngiliz bilim adamları Almanların şifreli mesajlarını çözebilmek için Colossus'u geliştirmişlerdir. Kasım 1945'te ise Amerikalı bilgisayar bilimcileri, Amerikan ordusunun uzun menzilli top ve füzelerin isabet yeteneğini geliştirmek için bir bilgisayar sipariş vermesi üzerine, ilk genel amaçlı elektronik bilgisayarı,ilk bilgisayar oda kadardıENIAC ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)'ı hayata geçirmişlerdir. ENIAC çok güçlü bir makine olmasına rağmen yapısında bulunan bazı sorunlardan dolayı beklendiği kadar hızlı çalışmamaktaydı. Bu soruna yeni bir bilgisayar mimarisi yaklaşımı getiren John von Neumann (1903-1957), ENIAC'ın bir üst modeli olan EDVAC için yazdığı raporla kendi adını taşıyan Von Neumann Mimarisi'ni bulmuştur. Bu mimari günümüz bilgisayarlarının da temelini oluşturmaktadır. Bu ilk dijital bilgisayarların her biri çok geniş alanlar kaplamakla beraber günümüz bilgisayarlarıyla karşılaştırıldıklarında hesaplama kapasiteleri çok düşüktür. Örneğin ilk dijital bilgisayarların en gelişmişlerinden ENIAC'ın toplam ağırlığı 30 ton, kapladığı toplam alan 167 metrekaredir. Bünyesinde 17.468 vakum tüpü, 1500 röle, 70.000 rezistans, 10.000 kapasitör ve yaklaşık 5 milyon adet el ile yapılmış lehim içermektedir. 6 operatör tarafından programlanabilen ENIAC saniyede 100.000 toplama veya 385 çarpma ya da 38 adet bölme veya karekök alma işlemi gerçekleştirebiliyordu. Geçici hafızasında ise sadece 200 sayı saklayabiliyordu. Bu dönemdeki bilgisayarlar bu kadar hantal ve yavaş olmalarına rağmen sahipleri olan devletlere büyük faydalar sağlamışlar, 2. Dünya Savaşı'nın müttefikler lehine sonuçlanmasında önemli rol oynamışlar ve savaş sonrasında devletlerin hızlı bir şekilde toparlanmalarına büyük katkıları olmuştur.

Bu ayki yazımızda; bilgisayar biliminin temellerinin nasıl oluştuğunu ve tarihsel gelişiminin ilk dönemlerinin nasıl yaşandığını ele aldık. Önümüzdeki sayıda ise ilk elektronik bilgisayarların nasıl ortaya çıktığını ve zaman içinde nasıl küçülüp geliştiğini göreceğiz.

Kaynaklar:



Bahadır Hatunoğlu
- 1 -