Bilgisayar Bilimlerine Giriş

Bilgisayar Bilimleri hakkında içerikte şunlardan bahsedebiliriz. İnsanlık, yaratılışından itibaren yeni bilgiler üretmekte ve karşılaştıkları problemlere çeşitli çözüm yolları geliştirmektedir. Karşılaşılan problemlerin çözümü, toplumlarda gelişimi ve değişimi ortaya çıkarmaktadır. Bu süreç her an gerçekleşmektedir.

Günümüzde bilgi teknolojileri (bilgisayar, telefon, tablet vb.) yaşamımızın her alanında insanlığa hizmet vermektedir. Hastanedeki sorumluya kimlik numaramızı verdiğimizde bütün bilgilerimizin gözükmesi verinin hayatımızda ne kadar önemli olduğunu gösteriyor.

Veri; sayılar, rakamlar, sözcükler, resimler vb. biçiminde temsil edilir. Veriler üzerinde çeşitli işlemler yapılarak bilgi üretmek mümkündür. Bu süreç veri işleme olarak tanımlanmaktadır. Veri işleme sürecinde veri veya veriler üzerinde işlem yapmayı gerektiren amaç doğrultusunda yeniden ele alınır ve çeşitli işlemler yapılınca yeni bilgiler ortaya çıkar.

Bilgisayar Bilimleri – Bilgisayar Kuşakları

Bilgisayarların gelişim süreçleri dört farklı kuşağa ayrılmıştır.

Kuşak= İlk elektronik bilgisayarlardır. Vakumlu tüpler (lambalar) kullanılarak üretilmiştir ve oldukça büyük boyutlara sahiptir. Bu sebeple çok fazla enerji ihtiyacı duyan yapıları vardır. Çok fazla enerji kullanmanın dezavantajları oldukça fazladır. Örneğin yüksek düzeyli enerji tüketimi ve lamba kullanımı bu bilgisayarların aşırı ısınma problemi yaşamasına neden olmaktadır. Günümüzden oldukça farklı olan bu bilgisayarları elektronik yapısını ve kullandığı makine dilini bilen uzmanlardan başkaları kullanamıyordu.
Kuşak= Transistör teknolojisinin bulunması ve elektronik alanındaki diğer teknolojik gelişmeler, ikinci kuşak bilgisayarların üretilmesini sağlamıştır. Bilgisayarların daha hızlı çalışmasına, boyutlarının azalmasına ve ısı probleminin daha az yaşanmasına imkan tanımışlardır. Bir diğer önemli kısım ise İkinci kuşak bilgisayarlar, üzerlerinde işlem yaptıkları verileri saklayabilecek manyetik ortamlara sahiptirler. Bilgisayarların bellek yapısının olması, üzerlerinde programlama dillerinin kullanımına imkan tanımıştır. Öne çıkan bir diğer yenilik de işletim sistemleridir. İşletim sistemleri, bilgisayarların özelliklerini kullanabilmek için arayüz oluşturur ve kullanıcı-donanım arasında köprü oluşturur. İşletim sistemleri ile birlikte bilgisayarlar daha kolay kullanılabilir bir yapıya kavuşmuştur.
Kuşak= Entegre devrelerin üretimi ile transistörlerin etkisi azalmış ve yüzlerce transistörün yapacağı işi çok daha küçük boyutlu entegre devreler çok daha hızlı yerine getirebilir hale gelmiştir. Üçüncü kuşak bilgisayarlarda birden fazla işlemin aynı zamanda yapılabilmesine imkan veren zaman paylaşımı anlayışı ortaya çıkmıştır.
Kuşak= Günümüzdeki bilgisayar teknolojisinin de bulunduğu dördüncü kuşak, mikroişlemci teknolojisi üzerine kurulmuştur. Bilgisayarın yapması gereken tüm işlemleri organize eden ve aynı anda birden fazla işlemi gerçekleştirmesine imkan tanıyan yapısı ile bilgisayarları çok daha kullanışlı ve işlevsel hale getirmiştir.

Bilgisayarın Çalışma Sistemi, ikili sayı sistemini temel alan mantıksal işlemlere göre çalışmaktadır. Bilgisayar sistemindeki tüm veriler ikilik sayı sisteminde ifade edilmekte ve işlenmektedir. Ekran, klavye, fare gibi mekanik parçalar donanım, işletim sistemleri, oyunlar veya programlar ise yazılım olarak tanımlanmaktadır. Her bilgisayar; sayıları, harfleri ve diğer özel karakterleri kodlanmış bir şekilde işler ve saklar. Bilgisayarda farklı sayı sistemleri bulunmaktadır. En çok kullanılan onluk sayı sistemidir.

Bilgisayar Bilimleri – Verilerin Ölçü Birimleri

Yaşamımızla ilişkilendirebildiğimiz alandır. Elektronik mağazalarından hafıza kartı, USB bellek alırken karşılaştığımız nokta kaç GB lazım? 2 GB yeter mi? vb. ifadeler. Büyüklükleri en düşükten yükseğe şöyle ifade edebiliriz:

8 bit (B) = 1 Byte (B)
1024 Byte (B) = 1 Kilobyte (KB)
1024 Kilobyte (KB) = 1 Megabyte (MB)
1024 Megabyte (MB) = 1 Gigabyte (GB)
1024 Gigabyte (GB) = 1 Terabyte (TB)
1024 Terabyte ise (TB) = 1 Petabyte (PB)

Daha yüksek veri depolama araçları da vardır fakat bu kadarı bilmeniz yeterlidir. Verilerin büyüklükleri 1 byte’ın katları olarak ifade edilir. Ancak bilgisayar sistemlerinde büyüklüklerin katlar alınırken diğer ölçü birimlerinden farklı olarak 2¹⁰ = 1024 ölçüsü kullanılmaktadır.

DONANIM (HARDWARE), bilgisayarı oluşturan veya bilgisayara takılabilen her türlü fiziksel parçaya verilen genel isimdir. Donanım bir merkezi işlem biriminden ve bu birime bağlı çevre birimlerden oluşur. Çevre birimleri, kendi içerisinde giriş birimleri ve çıkış birimleri olarak ikiye ayrılır. Giriş birimleri bilgisayara veri eklemek için kullanılır. Her donanım farklı görevleri üstlenmektedir. Bununla birlikte işlemci, bellek, anakart gibi bazı temel donanımlar olmadan bilgisayarın çalışması mümkün değildir. Yazıcı, tarayıcı, oyun kolları vb. gibi donanım birimleri bilgisayarı özel amaçlar için kullanmaya yönelik donanımlardır.

Temel Donanım Birimleri

Bilgisayarın sağlıklı çalışması ve işlevsel bir yapıya kavuşması için çalışması temel düzeyde gerekli olan bileşenlerdir. Bu donanım birimleri şunlardır; Merkezi işlem birimi (CPU), Anakart, Ana bellek, Ekran, Ekran kartı, Sabit disk, Klavye, Fare, Kasa.

Merkezi İşlem Birimi (Central Processing Unit): Apaçık bilgisayarın beynidir. Bilgisayar sisteminin yönetilmesi için gerekli olan görevleri yerine getirir. Merkezi işlem biriminin iki görevi vardır. Aritmetik Mantık Birimi ve Kontrol birimidir. Aritmetik mantık birimi; matematiksel işlemleri (toplama,çıkarma vb.), mantıksal işlemleri (ve, veya, değil, vb.) ve sayılar üzerinde bit kaydırma işlemlerine imkan tanımaktadır. Kontrol birimi ise işlemciye gönderilen komutları çözümleme, anlamlandırma ve çalıştırma işlemlerini gerçekleştirmektedir.
Anakart (Mainboard): Temel donanım birimlerini bir araya getirmek için gerekli olan yuvaları vardır ve harici donanım birimleri için bağlantı noktaları barındırır.
Ana Bellek (Random Access Memory-RAM): Rastgele erişimli bellek mikroişlemcinin kullanmak için ihtiyaç duyduğu verilerin geçici olarak tutulduğu donanım birimidir. Örneğin bilgisayarda kopyaladığımız bir yazı bilgisayarı kapattığımızda silinir.
Ekran Kartı: Ekran ile anakart arasında, grafik ve video dönüşümünü sağlayan donanımlardır.
Sabit Disk: Sabit diskler (Hard disk), verilerin kalıcı olarak saklandığı donanım birimleridir. Programlar, oyunlar ve birçok yazılım bileşeni ve veri sabit diskler üzerinde saklanmaktadır.