Konuya Hiç Vakıf Olmayanlar İçin: Bilgisayar Nasıl Çalışır?

Günlük hayatta neredeyse her an yardımcımız olan bilgisayarları biliyoruz, ancak onların nasıl çalıştığını yeteri kadar biliyor muyuz?

Tüm zamanların en kötü tahmini olarak 1940 yıllarında IBM’in patronu Thomas Watson’ın söyledikleri öne sürülebilir. Watson, 1940’lı yıllarda “Dünya aşağı yukarı beş adet bilgisayara ihtiyaç duyacaktır” açıklamasında bulunmuştu. Bundan 60 yıl sonraysa bilgisayar nüfusu yaklaşık bir milyar civarında.

Tabii ki Watson’ın hakkını da yememek gerekiyor. İlk zamanlarında devasa makineler olan ve tanesinin milyonlarca dolara mal olduğunu düşünürseniz pek de haksız sayılmaz. En nihayetinde tarihi, zamanın şartlarına göre değerlendirmemiz gerekiyor. Şu an bir bilgisayar milyon dolarlar değerinde olsa, onlarla bu kadar sık şekilde karşılaşmayacaktık.

Peki, nasıl oldu da bu kadar geliştiler ve bu kadar kullanışlı oldular? Nasıl oldu da bilgisayarları hayatımızın her yerinde kullanır olduk? Daha da önemlisi, nasıl çalışıyorlar? İsterseniz bu konuya biraz daha yakından bakalım.

Bilgisayar nedir?

Bilgisayar dediğimiz şey, en basit haliyle bilgiyi işleyen elektronik bir makinedir. Ham bilgiyi (ya da veriyi) alır, kullanılmaya hazır olana kadar depolar, bu bilgileri küçültür ve kullanılmaya hazır olduğunda size sunar. Bilgi girişine ‘girdi’, bilgi depolamaya ‘bellek’ (ya da hafıza), bilgileri küçültmeye ‘işlem’ ve bilgileri sunmaya ise ‘çıktı’ denir.

Bilgisayarın bir insan olduğunu düşünün. Matematikte çok iyi olan bir arkadaşınız olsun. Matematikte o kadar iyi ki onu tanıyan herkes matematik problemlerini ona soruyor. Her sabah posta kutusunda onu bekleyen onlarca matematik problemiyle karşılaşıyor. Problemlere bakana kadar tüm problemleri masasına koyuyor ve düzenliyor. Her öğlen, problem yığınının üstünden bir tane alıyor, problemi çözüyor ve cevabı arkasına yazıyor. Her akşam çözdüğü bir problemi zarfa koyuyor ve postalamaya hazırlıyor. Ardından bir sonraki probleme geçiyor. Gördüğünüz üzere arkadaşınız bir bilgisayar gibi çalışıyor. Posta kutusu onun ‘girdisi’, masasının üstündeki problem yığını onun ‘belleği’, beyni onun ‘işlemcisi’ ve zarfa koyarak postaladığı problemlerse onun ‘çıktısı’.

Bilgisayarların girdi, bellek, işlem ve çıktıdan oluştuklarını anladığınızda masanızın üzerindeki ışıklı şey daha fazla anlam ifade etmeye başlayacaktır.

Tabii ki bir betimlemenin ötesinde bu tabirleri de açıklamaya çalışacağız.

Girdi: Bilgisayarınıza bilgi girişi yapabileceğiniz donanımlara verilebilecek isimdir. Klavye, fare ve mikrofon buna örnek olarak gösterilebilir. Tabii ki bunların yazılımları da bir çeşit girdi örneği oluşturmaktadır.

Bellek/hafıza: Bilgisayarlarınızın tüm dokümanlarınızı ve dosyalarınızı kaydettiği yer. Başka bir deyişle hard disk.

İşlem: Bilgisayarınızın işlemcisi derinlere gömülü küçük bir yongadır. Çalıştığı sürede ciddi manada çok işlem yapar ve fazlasıyla ısınır. Bilgisayarınızda bir fan olmasının sebebi de budur.

Çıktı: Bilgisayarınızın monitörü, hoparlörleri ya da yazıcıları bir çıktı olarak düşünülebilir. Bilgisayardaki verileri alabildiğiniz her şeye çıktı gözüyle bakabilirsiniz.

Bu temel terimleri aradan çıkardığımıza göre biraz daha açılabiliriz. Bilgisayarın yapabildiklerini ve çalışma şeklini çok basit bir şekilde anladık. Peki, geriye kalan işlemler nasıl gerçekleşiyor? Bunun için yine bazı terimlere hakim olmamız gerekli.

Bilgisayar programı nedir?

Eskiden bilgisayarlar devasa hesap makineleri olarak kullanılıyordu ancak şu an çok daha farklı ve çeşitli hizmetler verebiliyorlar. Yine de bir şeyi unutmamak gerek: Yaptıkları şey hala hesaplamalar yapmak. Bilgisayarların, bir fotoğrafı düzenlemeden bir internet sitesini görüntülemeye kadar yaptığı her şey aslında bir şekil hesaplamadır.

Bir fotoğraf düzenleme programında bir fotoğrafa baktığınızı düşünün. Bu fotoğrafı çevirmek istiyorsunuz. Fotoğrafların milyonlarca pikselden oluştuğunu biliyorsanız bunun da nasıl bir işlem olduğunu anlayabilirsiniz. Bilgisayar, başlangıçta soldan sağa doğru olan piksel dizisini tersine çevirerek sağdan sola gitmelerini sağlıyor. Bu sayede fotoğrafınız da tam tersi şekilde görünüyor.

Bir bilgisayarı bir hesap makinesinden ayıran şey ise bilgisayarın kendi başına çalışabilmesidir. Siz yalnızca talimatları verirsiniz (bunlara program denmektedir) ve bilgisayar işlemleri yapmaya başlar. Örneğin bilgisayarınızda bir posta yazmadan önce, sizin yazdığınız postaları okuyabilecek, belleğine atabilecek ve ekranda görüntüleyebilecek bir program oluşturmanız gerekir. Programı yazmak genelde yapmak istediğiniz şeyden (bu durumda posta yazmak) daha uzun sürdüğü için insanlar yazdıkları programları satarlar.

İşletim sistemi nedir?

1970’lerde, bilgisayar programlarının fazla tanınmadığı dönemde olduğunuzu hayal edin. Bilgisayarınızı kelimeleri işleyen bir makine haline getirmek istiyorsunuz. Bir roman yazacaksınız. Bu programı birkaç gün içinde yazıyorsunuz ancak birkaç hafta sonra sıkılıyorsunuz ve makinenizi sizinle satranç oynayacak şekilde tekrardan programlıyorsunuz. Bunun ardından fotoğraflarınızı depolayacak şekle getiriyorsunuz. Bu programların hepsi farklı şeyler yapsa da aslında benzer şeyler yapıyor. Örneğin hepsi klavyenizden ya da farenizden aldığı girdileri okuyor, belleğinizdeki verileri depolayıp tekrar kullanıyor ve karakterleri ya da fotoğrafları ekrana yansıtıyor. Eğer bunların hepsine tek bir program yazsaydınız en kısa tabiriyle ömrünüz biterdi. Neden hepsini yapabilecek bir program yazmayasınız ki?

Bu fikir, işletim sistemlerini ortaya çıkaran temel fikirdir. İşletim sistemini bilgisayardaki diğer programların temeli olarak düşünebilirsiniz. Yani kelimelerinizi kaydeden programla sizinle satranç oynayan program; girdiler, bellek, işlem ve çıktılar için işletim sistemini kullanır. İşletim sistemi de daha temel bir programlama olan BIOS (Temel Giriş Çıkış Sistemi) temelli çalışır. İşletim sisteminin aksine BIOS, donanımı ve üreticisi farklı olan her bilgisayarda farklılık gösterir.

İşletim sistemlerinin başka bir artısı daha var. 1980’lerin başında neredeyse tüm bilgisayarlar fazlasıyla farklıydı. Tabiri caizse hepsi kendi kafasına göre çalışa ve farklı donanımlara sahip olan yapılardı. Bir bilgisayar için yazılan bir program da ciddi dönüştürmeler yapılmadıkça diğer bilgisayarda çalışmazdı. Başka bilgisayarlarda farklı programları çalıştırmak isteyen programcılar için de bu durum fazlasıyla sorun çıkarıyordu. Peki, işletim sisteminin ne gibi bir katkısı oldu? Eğer standart bir işletim sisteminiz varsa ve her bilgisayarda çalışacak şekilde düzenlediyseniz yapmanız gereken tek şey, yazdığınız işletim sisteminde çalışacak programlar yazmak. Bu sayede yazdığınız programlar tüm bilgisayarlarda çalışacaktır.

Bilgisayarların nasıl çalıştığını basitçe anlatmaya çalıştığımız yazımızın sonuna geldik. Nasıl çalıştığını merak ettiğiniz ya da ileride görmek istediğiniz konuları bizimle yorumlar üzerinde paylaşabilirsiniz. Bir sonraki yazımızda görüşmek üzere hoşça kalın.