Hep duymuşuzdur bilgisayarlar 1 ve 0‘lardan meydana gelmiştir diye. Peki ama nedir bu 1 ve 0’lar nasıl çalışırlar, işte bunları merak ediyorsanız doğru adrestesiniz. Öncelikle bilgisayarların biraz tarihçesine inelim hani şu hep anlatılan ilk bilgisayarlar bir oda büyüklüğünde ve sadece dört işlem yapar diye adlandırılan bilgisayarlar.
Evet ilk bilgisayarlar insanlara, ülkelere hesaplama konularında yardımcı olmak için tasarlanmışlardı. Bugün anladığımız anlamda ilk dijital bilgisayar olan “ENIAC” 1946 yılında icat edilmiştir. Amerika Birleşik Devleti’nin Ordusuna top atışları hesaplamalarına yardımcı olması için Amerikan Ordusu’nun desteği ile geliştirilmiştir. Satışa sunulan ilk kişisel bilgisayar ise İtalyan firması Olivetti’nin ürettiği Programma 101’dir.
Şimdi ise bilgisayarların beyni olarak adlandırılan merkezi işlem birimi (central processing unit)’ne değinelim. Evet 1 ve 0 mantığı yani binary (ikili) sayı sistemi aslında işlemci olayında devreye girmekte.İşlemcileri tanıtmadan ve 1-0 olayına girmeden önce şu çok karıştırılan mikroişlemci ve mikrodenetleyici kavram karmaşasından bahsedeyim.
Mikroişlemci daha complex(karmaşık) sistemlerde kullanılır ve konumuz asıl olarak budur mikrodenetleyici (microcontroller) ise belli bir hedefe odaklı programlanmış bir ve ömrü boyunca onu sürdürmeye dayalıdır örneğin bir mikrodalga fırının mikrodenetleyicisi belli işlevler üstlenerek programlanmıştır aynı şekilde bir örnek verecek olursak bir çamaşır makinesinin mikrodenetleyicisi verilen komutları ömrü yettiği (arıza vb. durumları) boyunca ona odaklı olarak çalışır ve son olarak bu mikrodenetleyiciler tek bir entegre içerisinde ufak bir bilgisayar sistemi barındırır desek yanlış olmaz çünkü hafıza (ram,rom) vb birimler tek entegre içindedir.
Fakat mikroişlemciler en yaygın olarak bilgisayarlarda kullandığımız işlemcilerimiz daha üst düzey görevleri yerine getirdiğini rahatlıkla anlayabiliriz belli bir hedefe odaklı değil aksine tümüyle karmaşık sistemlerin, programların, çevre birimlerinin etkileşimlerini anlık ve çok hızlı bir şekilde yerine getirir.Şimdi biraz tarihçesine değinip asıl konumuz 1 ve 0 olayına gelelim.
Aslında transistörlere’de yer vermek gerekir ancak konu çok uzayacağından onu başka bir yazımda anlatmak isterim. İlk mikroişlemciyi 1971 yılında INTEL firması 4004 modelini piyasaya sürdü.2300 transistöre, 108 khz çalışma hızına, 0.06 MIPS gücüne, 4-bit kelime işleme kapasitesine ve 640 Byte bellek bölgesi adresleme sahipti.
Daha sonra çeşitli firmalarla birlikte piyasa oluştu ve 8,16,32 ve şuan 64 bit işlemcilere sahibiz.
Son olarak 1 ve 0‘ları anlatalım; Mikroişlemciler, açma kapama anahtarı gibi çalışan milyarlarca transistör den oluşmaktadır. Bu anahtarların programlanma durumuna göre elektrik sinyalleri bunların üzerinden akar. Bu sinyaller, bilgisayarın yaptığı tüm işleri toplama, çıkarma, çarpma ve bölme gibi temel matematiksel işlemlere indirger. İşlemci de bu işlemleri en basit sayma sistemi olan ikilik (binary) düzen yani sadece 0 ve 1 sayılarını kullanarak yapar.
Tabi ki işlemciler complex (karmaşık) yapıdadırlar örneğin; registers, cache bellekler, pipelining, alu, control unit, datapath ve instruction set architecture (komut seti mimarisi) gibi birimler ve sistemlere sahiptir bunları sadece işlemcileri baz alan başka yazımda açıklamak isterim.
Evet yukarıda açıkladığım gibi işlemci bütün komutları dört işleme indirger ve 1-0 (on=1-off=0) şeklinde iki farklı sinyalle çözümler ve işleri gerçekleştirir. Temel mantık budur bir örnekle makaleme son vermek isterim, örneğin internet tarayıcınıza tıkladınız ve bir işlem işlemci tarafından (işletim sistemi kısmı’da var onuda işletim sistemleri ile ilgili makalemde yer vermek isterim.) tarayıcınızın bulunduğu diskteki adresinden ram’e getirilip (fetch edilmesi) daha sonra decode (kodların çözülmesi diyebiliriz) ve execute edilmesi yani çalıştırılması aşamalarından geçer işlemci tüm bunları dört işleme indirgeyerek bu process’i (işlemi) gerçekleştirir tabi ki bunlar şuan ki modern işlemcilerde çok kısa sürede gerçekleşir.