Blog Eğitim Genel

Bilgisayarlar Nereden Geldi, Nereye Gidiyor?

 

İnsanoğlu var oluşundan beri yaşama ayak uydurabilmek için birçok keşif ve icatta bulunmuştur. Peki bilgisayarlar bu ihtiyaçlardan hangisini karşılamak için doğmuştur?

 

Eski dönem insanları günlük hayatlarında gerek zaman kavramı gerek ticaret için hep hesaplamaya ihtiyaç duymuşlardır. Hesaplamanın temeli aslında çok basit bir şeye dayanmaktadır: ABAKÜS. Belki şimdiki bilgisayarlarla karşılaştırınca basit gelebilir ama temelde ikisinin de çalışma prensibi aynı: “Ardı ardına birçok işlemi insandan daha hızlı yapabilmek.” Ve bilgisayarların temel çalışma prensibini oluşturan abaküsler 2200 yıl kadar kullanıldı.

 

Daha sonra hesaplama adına ilerleme kaydeden bir isim ortaya çıktı: Blaise Pascal. Daha on sekiz yaşında, babasının vergi hesaplamalarına yardımcı olmak için bilinen ilk mekanik hesaplayıcıyı icat etti. Pascaline adı verilen bu makine birkaç dişli yardımıyla toplama ve çıkarma işlemi yapabiliyordu. Daha sonra Pascaline geliştirildi ve çarpma, bölme ve karekök alma gibi işlemleri yapabilen Leibniz makinesi adı verildi. Bu makine hafızaya benzer bir kayıt mekanizmasına bile sahipti. Leibniz makinesinin mucidi Gottfried Willhem Leibniz sadece bu gelişmelerle kalmamış, bilgisayar tarihine geçen başka bir buluşa daha imza atmıştı. Binary yani ikilik sistemi de o bulmuştur. Bu sistem bugünkü bilgisayar programlama temelini de oluşturan sistemdir. Leibniz binary sistemini tam olarak kullanamasada bu gelişme Geoge Boole’ye ilham olmuştur. Boole cebirinin ortaya çıkışı da bu şekilde olmuştur.

 

Şu ana kadar bahsettiğimiz gelişmeler genel hesaplama üzerineydi. Fakat bu gelişmelerin üzerine bilgisayarlar için belki de en büyük, en temel gelişme yaşandı. Modern bilgisayarların babası olarak da tanıdığımız Charles Babbage, o güne kadar bilgisayarlar için atılmış en büyük adımı attı. Charles Babbage’in makinesinde günümüz bilgisayarlarını da bilgisayar yapan her şey vardı: Girdi, hafıza, işlemci ve çıkış birimi.

 

Charles Babbage’in bu fikri üzerine bilgisayarlar üzerine daha çok merak uyandı. Herman Hollerith, Amerika’da nüfus sayımı için “ Tabulatör” adını verdiği bir makine icat etti. Tabulatör üzerine bu makinenin daha başka alanlarda da kullanılabileceğini düşünen Hollerith bilgisayarı ilk kez ticarileştirerek “Tabulating Machine Company” adını verdiği bir şirket kurdu.

 

Bilgisayar tarihinde artık çok daha aktif bir döneme girilmişti. İkinci Dünya Savaşı’nın da etkisiyle ülkeler bilgisayarlara daha çok ilgi göstermiş ve ittifaklar arasında bir yarış başlamıştı. 20. Yüzyıl’ın en büyük dehalarından olan Alan Turing’in çalışmaları da bu dönemde savaşın da etkisiyle ortaya çıkmıştır. 1936 yılında “Hesaplanabilir Sayılar” isimli bir matematik makalesi yayımlamış ve bu makalede Turing makinesi olarak bildiğimiz bir hesap makinesini tarif etmiştir. Bugün Turing Testi olarak bildiğimiz “Bir bilgisayar gerçekten akıllı mıdır?” sorusunu cevaplayan test olarak tanınır.

 

İkinci Dünya Savaş’ının bilgisayarlar üzerindeki etkisi de hala devam etmekteydi. Dev bilgisayarlar bu dönemde yavaş yavaş ortaya çıkmaya başlamıştı. 1938 yılında Kondrad Zuse, Z1 olarak bilinen “dünyanın ilk programlanabilir” ikili sisteme dayanan bilgisayarını icat etti. Z1’in hemen ardından John Atanosoff ve Clıfford Berry, Atanosoff-Berry ismini verdikleri, ilk defa elektrik anahtarları ile sayıları saklayabilen makineyi geliştirdiler. Bu makine 0-1 sistemini kullanmaktaydı.

Askeri amaçla geliştirilen birçok bilgisayardan sonra Amerika’da bir bilgisayar daha geliştirildi. Pensilvanya Üniversitesi’nde geliştirilen bu bilgisayar 18bin vakum tüple çalışmaktaydı ve 24 metre uzunluğundaydı. Dünyada ilk tam elektronik bilgisayar olarak bilinen ENIAC bir devrimi başlatmıştı. ENIAC sonrasında EDVAC ve UNIVAC-1 gibi bilgisayarlar geliştirildi.

 

 

Şimdiye kadar vakum tüpleriyle yapılan bilgisayarlar çok büyüktü ve çok ısınmaktaydılar. Bu sorunların farkında olan mucitler  yeni bir devrime ihtiyaç duydu. Transistörlerin doğuşu işte bu şekilde oldu. Transistörler; germenyum, silisyum gibi işlendiğinde elektriğin geçişini sağlayan maddelerle bir devre anahtarıydı.

 

Transistörler, vakum tüpleri sonrasında çok verimli gibi görünsede kullanılan makinenelerde parçaların el ile bağlanması, çok uzun zaman alması ve insan hatasına açık olması sebebiyle kullanışlı değildi. Bu sorunu gören bilim insanlarından Jack Killby “entegre devreler”i icat etti. Entegre devreler birçok transistörün birleştirilmiş hali gibiydi. Jack Killby’nin entegre devreleri zekice olsa da halen daha çok fazla insan gücü gerekiyordu. Buna çözüm bulan isim ise “Robert Noyce” oldu. Entegre devreleri neredeyse mükemmel bir hale getirmişti.

 

Entegre devrelerin icadının ardından bilgisayar dünyasında gelişmeler hızla ilerledi. Artık entegre devreler sayesinde binlerce parça tek bir çip içine sıkıştırılabiliyordu. 1968 yılında Gordon Moore ve Robert Noyce çip entegre devreleri daha çok geliştirebilmek için intel şirketini kurdular. Ve bu sayede ilk mikroişlemci icat edilmiş olacaktı. 1974 yılında “İntel 8080” adıyla ilk mikroişlemcisini piyasaya sürdü.

 

İntel’in bu gelişmesi ardından yeni bilgisayarlar üretilmeye başlandı. Bunlardan birisi de Add Roberts’ın ürettiği “ALTAİR 8800”di. Roberts’ın bilgisayarı birçok kişiye ilham oldu. Steve Wozniak da bunlardan biriydi. Kendi evinde yapmış olduğu “APPLE-1” hiç beklemediği kadar ilgi gördü. En çok ilgi gösteren de arkadaşı Steve Jobs’tı. Ve Apple şirketinin kuruluşu böyle gerçekleşmiş oldu. Daha sonra Apple-1 geliştirilerek Apple-2 ortaya çıktı. Zamanının çok ötesinde olan bu bilgisayar dünyanın ilk ev tipi bilgisayarıydı.

 

Bu gelişmeler üzerine bilgisayar dünyasında rekabetin de etkisiyle birçok şirket kuruldu. Farklı farklı işletim sistemleri piyasaya sürüldü. 2000’li yıllardan bu yana daha çok geliştirilen işletim sistemleriyle birlikte bilgisayarlar inanılmaz halde gelişim gösterdi. Peki ya bundan sonra bilgisayar dünyası nereye doğru gitmekte?

 

Bilgisayarlar bu döneme kadar temel olarak transistör mantığıyla geldi. Fakat elimizdeki sistemle ilerleyebileceğimiz sınır belli. Peki biraz farklı düşünüp kuantum evrenine geçersek ne olur?

 

Temel mantığına baktığımızda klasik bilgisayarlarla kuantum bilgisayarların pek bir benzerliği yok. Klasik bilgisayarlar binary (0-1 sistem) sistemle çalışmakta, sadece açık-kapalı olarak işlev görmekte. Kuantum bilgisayarlar ise hem 0-1 sistemi kullandığı gibi 0 ve 1’i birlikte de kullanabiliyor. Yani açık veya kapalı olmasının yanında açık ve kapalı da olabiliyor.

 

Klasik bilgisayarlar iki durumlu halde bilgileri “bit” olarak işler. Kuantum bilgisayarlar ise “qubit” kullanır. Qubitlerin bitlerden farkı aynı anda 0-1’i de kullanabilmesidir. Buna süperpozisyon diyoruz. Bilgisayarlar süperpozisyon durumunda tüm olasılıkları aynı anda değerlendirebilir, bu da daha hızlı cevap vermesi anlamına gelir.

Kuantum bilgisayarları bu kadar hızlı yapan qubitler tam olarak nedir? Kısaca qubitler atomların elektronlarıdır diyebiliriz. Ancak qubitleri tüm dış etkenlerden koruyacak şekilde saklamalıyız ki kontrol altında tutabilelim. Zira dışarıdan gelen herhangi bir etken tüm sistemin çökmesine sebep olabilir. Bu sebeple qubitler vakum tüplerin içerisinde, mutlak sıfırda saklanmalıdır. Aslında böyle bakıldığında klasik bilgisayarların ilk dönemindeki tonluk bilgisayarları andıran bu makine kuantum  bilgisayarların ilkel döneminde olduğumuzu gösteriyor.

 

Kuantum bilgisayarlar insanoğlu için ne anlam ifade ediyor? Kuantum bilgisayarlarla molekülleri simüle ederek kuantum evrenini de anlamaya çalışıyoruz. Eğer bunu klasik bir bilgisayarda yapmaya kalkarsak binlerce yıl sürebilir. Tıp alanı da dahil olmak üzere birçok alanda büyük bir çığıra sebep olabilecek bu bilgisayarlar insan anatomisini de simüle ederek hastalıkların tedavisinde etkili olabilir.

Kuantum bilgisayarlarla evrenin simülasyonu mümkün müdür?

 

“ Doğa klasik değildir. Ve doğayı simüle etmek istiyorsanız kuantuma indirgemeli ve bu şekilde modellemelisiniz. İnanın bana bu inanılmaz büyük bir meydan okumadır. İnsanlığın karşılaştığı çözümü en zor sorun.”

RİCHARD FEYNMAN

 

Kuantum bilgisayarlar daha yeni yeni ortaya çıkmaya başlasada ileride kuantum internetle birlikte yapabilecekleri o kadar çok şey var ki… Örneğin kuantum bilgisayarları kullanarak evrenin nasıl oluştuğunu, bugüne kadar tüm parçacıkların hareketini simüle ederek ortaya çıkarabilirler. Eğer kuantum bilgisayarları kullanarak dünyayı baştan itibaren simüle edebilirsek zamanda yolculuğunda mümkün olabileceği konuşuluyor. Tabi bunlar çok uzak gibi görünsede kuantum bilgisayarların ısı sorunu , parçacıkların kontrolü gibi vb. sorunlara çözüm bulununca daha net öngörebiliriz.

 

 

 

 

 

KAYNAKÇA

https://bebarbilim.net

https://tr.wikipedia.org

https://www.cpu-world.com

colombia.edu

 

 

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.