Günlük yaşantımızda farklı yapılarda bilgisayarlar kullanıyoruz. Bazıları geleneksel olarak düşündüğümüz ekran, fare, bilgisayar kasası gibi parçalara sahip olduğu için gayet göze görünür olsa da daha büyük bir çoğunluğu arabalarda, telefonlarda, çamaşır makinalarında ya da televizyonlarda da bilgisayarlar bulunmaktadır.
Peki bu durumda bilgisayarı nasıl tanımlayabiliriz? Yani ekran, kasa ve klavyeden oluşan bir sistem olarak tanımlamak yeterli olmayacaktır. TDK bilgisayar için “elektronik beyin” karşılığını kullanmıştır.
Bu elektronik beyin, aritmetiksel ve mantıksal işlemlerden oluşan bir işi, önceden verilmiş programa göre yapıp sonuçlandıran elektronik bir araçtır (“TDK,” 2015). Yukarıda saydığımız çamaşır makinalarında ya da arabalarda bulunan bilgisayarlar özel amaçlı bilgisayarlardır. Bu bilgisayarlar özel bir amaç için tasarlanmış ve sadece o amaç için kullanılan bilgisayarlardır.
Bu kitapta ise genel amaçlı bilgisayarlar üzerinde durulacaktır. Genel amaçlı bilgisayarlar farklı yazılımları çalıştırabilen, farklı amaçlarla kullanılabilen bilgisayarlardır. Yazılım bilgisayarların istenen işlemleri yerine getirmesini sağlayan komutlar bütünü olarak ifade edilebilir. Aynı genel amaçlı bilgisayar farklı yazılımlar yüklenerek oyun oynamak, ödev hazırlamak, program yazmak, ya da web tasarımı için kullanılabilir.
Saydığımız amaçlar için bilgisayarlara yüklenen yazılımlara uygulama yazılımı adı verilir. Uygulama yazılımlarına kelime işlemci, hesap tablosu, sunum, film izleme, müzik dinleme yazılımları örnek verilebilir. Uygulama yazılımları bilgisayara yüklendiğinde çalışmak için işletim sistemine ihtiyaç duyarlar.
Yani uygulama yazılımları kendi başlarına çalışamazlar. Uygulama yazılımının bir bilgisayarda çalışabilmesi için bilgisayarda işletim sisteminin yüklü olması gerekir. İşletim sistemi bilgisayarı oluşturan parçaların (bellek, disk, ekran kartı vb.) uyumlu ve doğru bir şekilde çalışmasını sağlar. Aynı zamanda donanım ile uygulama yazılımları arasında bir tercüman görevi görür diyebiliriz.
Son kullanıcılar tarafından masaüstü ve dizüstü bilgisayarlarda kullanılan işletim sistemlerine Windows, MAC OS ve Linux dağıtımları (TÜBİTAK tarafından geliştirilen PARDUS, Ubuntu, Mint vb.) örnek verilebilir. Tablet ve Cep telefonlarında ise Android, Windows Phone ve iOS çoğunlukla kullanılan işletim sistemlerine örnek olarak sayılabilir. Bu şekilde uygulama yazılımlarının çalışacağı bir ortam oluşur.
Bilgisayarı meydana getiren bütün fiziksel parçalara (işlemci, ekran, fare, sabit disk, klavye vb.) donanım adı verilir. Yukarıda da bahsettiğimiz gibi bilgisayarlar çok çeşitli donanım ve yazılımlara sahip olabilirler. Bilgisayarlar donanımları zaman içinde çok ilerleme ve değişim göstermiştir.
Örneğin 1969 yılında Apollo 11 uydusunu uzaya gönderen 32 kg ağırlığındaki bilgisayar (Apollo Guidance Computer) (“Wikipedia,”,2015) ve iPhone 5 karşılaştırıldığında iPhone 5’in 1270 kat daha hızlı, 250.000 kat daha fazla RAM’e ve 2.000.000 kat daha fazla depolama alanına sahip olduğunu görürüz. Apollo 11 bilgisayarı ve iPhone 5 kıyaslamasında olduğu gibi gelecekte bilgisayarların nasıl donanımlara sahip olacağı konusunda kesin bilgimiz olmasa da, günümüz bilgisayarlarında genel olarak bulunan donanımları aşağdaki gibi sıralayabiliriz.
Bilgisayarları sunucu, masaüstü ve taşınabilir olmak üzere üç kısımda inceleyebiliriz. Taşınabilir bilgisayarlara dizüstü bilgisayarlar, tablet bilgisayarlar ve akıllı cep telefonları örnek olarak verilebilir. Sunucu bilgisayarlar yüksek işlem gücüne sahip güçlü bilgisayarlardır.
Genellikle çok sayıda kullanıcıya hizmet veren işlerde kullanılırlar. Sunucu bilgisayarlar için geliştirilen işletim sistemleri masaüstü ve taşınabilir bilgisayarlar için geliştirilmiş yazılımlardan daha büyük kapasiteli donanımı çalıştırabilir. Masaüstü bilgisayarları genellikle ekran, kasa ve çevre birimlerinden oluşur. Genellikle bir masaüstü bilgisayarın kasasında yer alan temel donanım parçaları anakart, işlemci, bellek ve sabit disktir.
Bilgisayar kasasında yer alan bütün donanım anakart üzerinden iletişim kurar. İşlemci yuvası, RAM belleğin takılacağı yuva, ses, ekran ve video kartları için gerekli slotlar sayesinde bu donanımlar doğrudan anakarta takılabilirler.
Sabit disk ve DVD-ROM gibi aygıtların veri kabloları anakarta bağlıdır fakat bu cihazlar doğrudan anakarta takılı değildirler. Ekran, ses ve ethernet (ağ) kartı gibi bazı donanımlar anakart üzerinde yerleşik olabilirler (onboard). Bu durumda bu donanımlara ait giriş/çıkış yuvaları anakart üzerinde bulunur.
Bilgisayarlarda verinin çoğunun işlendiği donanım işlemcidir. İşlemci bilgisayarın beyni olarak düşünülebilir. İşlemcinin gücü arttıkça bilgisayar daha hızlı çalışır. Bilgisayar yazılımının yönergeleri işlemci tarafından yerine getirilir. Bunlar aritmetik, mantıksal, kontrol ve girdi/çıktı yönergeleri/komutları olabilir. RAM (Random Access Memory/Rasgele Erişimli Bellek), elektrik akımı olduğu sürece veriyi üzerinde tutan bellek birimidir. Yani bilgisayarın elektriği kesildiğinde RAMdeki veri silinir.
RAM, daha önce bahsettiğimiz insanlardaki kısa süreli belleğe benzetilebilir. RAM kullanılarak işlenecek veriye erişim sabit disktekinden daha hızlı gerçekleşir. İşlenecek veri sabit diskten ya da faklı bir kaynaktan (CD, İnternet vb.) okunur, RAMe yüklenir ve işlem tamamlandığında bellekten silinir.
Bu nedenle RAM doğrudan bilgisayarın performansı ile ilişkilidir; yetersiz olması durumunda bilgisayarın performansı düşer. RAM miktarı anakart üzerindeki yuvalara yeni RAM modülleri eklenerek artırılabilir. ROM (Read Only Memory/Sadece Okunabilir Bellek) ise, bilgisayar ilk açıldığında, bilgisayarın çalışması için gerekli bilgileri üzerinde barındıran bellektir. ROM bilgisayar ilk açılırken donanımı test etmek, bütün komutları kontrol etmek ve işletim sistemini başlatmak olarak özetlenebilir. İşletim sistemi komutları ile ROM bellek kullanıcı tarafından değiştirilemez.
ROM bellekteki verileri değiştirmek için özel yazılımlar kullanılır ROM üzerinde BIOS (Basic Input-Output System/Temel Giriş-Çıkış Sistemi) yer alır. Bilgisayar açıldığında tüm donanımları işlemciye tanıtır, işletim sisteminin CD-ROM, USB Disk ya da sabit diskten yüklenmesini sağlar. BIOS sabah uyandığımızda bizi harekete geçiren sistem olarak düşünülebilir. Farkında olmadan bizi uyandıran arka planda bilinçsiz sürdürdüğümüz sistem BIOS’tur.
Daha sonra vücudumuzu hareket ettirmek için kullandığımız sistem işletim sistemine benzetilebilir. Kollarımız, gözümüz, ayaklarımız vb. temel sistemlerimiz bilgisayarlardaki işletim sistemi gibidir. Yani donanımlarımızı kontrol eden sistem işletim sistemidir. Eğer piyano çalmayı, kung-fu yapmayı ya da basketbol oynamayı öğrenmişsek kendimize bir uygulama yazılımı yüklediğimiz söylenebilir.
Bilgisayardaki yazılımlar genellikle sabit diske (harddisk) kurulur. Kalıcı olarak saklanması istenen veri sabit diske kaydedilebilir. Sabit disk geleneksel olarak manyetik disklerden oluşur ve büyük miktarlarda veriyi barındırabilir. Masaüstü bilgisayarlara SATA, USB ya da SAS kabloları ile bağlanan modelleri vardır.
Bir diğer sabit disk teknolojisi ise SSD’dir (Solid-state Drive/Katı-durum sürücüsü). SSD’ler performans, elektrik tüketimi, ses ve dayanıklılık açısından manyetik disklere göre daha iyi olmalarına karşın, kapasiteleri daha düşük ve fiyatları daha yüksektir.
Bilgisayara veri girilmesi için kullanılan bütün donanımlara girdi birimi adı verilir. Örneğin klavye, tarayıcı ve mikrofon birer girdi birimidir. Üretilen sonuçların, elde edilen verilerin kullanıcıya ulaştırılması için kullanılan donanım çıktı birimi olarak adlandırılır. Bilgisayar ekranı, yazıcı ve hoparlör çıktı birimlerine örnek olarak gösterilebilir.
Depolama birimleri ise, bilgisayarda işlenen sayısal verinin (resim, video, ses vb.) kalıcı olarak saklanabildiği birimlerdir. Bu ortamlardaki veri elektrik kesintisinden etkilenmez. Fiziksel bir hasar olmadıkça veriler korunabilir. Sabit disk, DVD, CD ve taşınabilir diskler depolama birimlerine örnek olarak verilebilir.
