Dijital (Digital) Elektronik
Geliştirilmesinin ilk aşamasında kompüter, tamamen mekaniksel bir yapıya sahipti. 1925 yılında Mussachusetts Teknoloji Enstitüsünün yaptığı araştırmalarla bu mekanik sistem bırakıldı. Bunun yerine elektronik motorları ile hareket ettirilen bir difransiyel analiz sistemi geliştirildi. Dolayısıyla kompüterlerin geliştirilmesi alanında büyük bir adım atılmış oldu.
Elektronikteki hızlı gelişmeler ve ikinci dünya savaşının çıkışı, kompüterin gelişmesini hızlandırdı. Kompüterin çok süratli ve hassas otomatik hesaplama yapabilmesi, askeri atış kontrol sistemlerinde ve endüstride kendini kabul ettirdi. Elektronik kompüterin Öncüsü IBM 'dir. Elektronik kompüter yapımındaki sürekli ilerlemeler askeri ve teorik fen alanlarına olduğu kadar, ticari ve endüstriyel alanlarına da önemli katkıları vardır. Kompüterler, ticari ve endüstri alanlarında, bilgi işlemede ve işlem çözümündeki büyük hızları ve doğrulukları ile en değerli araçlardır.
Pratikte olduğu kadar teorik çalışmalardada kullanılmak üzere iki tip kompüter gerçekleştirilmiştir. Bunlar analog ve dijital kompüterlerdi. Analog tipi kompüterlere bu adın verilmesinin nedeni, karşılaştırma yöntemi ile çözüm yapmalarından 'dır. Örneğin, bir hesap cetveli otomatik olmayan bir analog kompüterdir. Bir elektronik analog kompüterde, çözülecek işlemin fiziksel analogları, kompüterde genel olarak voltaj değerleri şeklinde verilir. Bu işlme programlama denir.
Diğer tip kompüterler ise, dijital kompüterlerdir; Bu kompüterler analog kompüterlerin tersine gerilim olarak verilen rakamları, doğrudan doğruya kullanarak çözüm yaparlar. Bilgiler, makinelere nümerik değerler olarak verilirler. Makine bundan sonra bu bilgileri aritmetik veya mantık kurallarına göre işler. Yanıt nümerik bir değer ile ifade edilir.
Endüstrideki otomasyon uygulamaları yönünden, analog ve dijital kompüterlerin belirli üstünlük ve sakıncaları vardır.
Analog kompüterlerin bir üstünlüğü, işlemlerin çözümlerini davamlı ve seri olarak vermeleridir. Buna karşılık dijital kompüterler programlandıktan sonra belirli aşamalardan geçmeleri gerekir. Bu da bir zaman kaybına neden olur.
İkinci önemli fark da; Analog kompüterlerin çözdükleri işlemlerin modeli kadar karışık olmasıdır. Dijital kompüterler ise karşılaştırmalar yerine, doğrudan doğruya nümerik değerler ile çalıştıkları için daha hassas neticeler verir. Ancak dijital kompüterler, yapım tekniği zorluklarından ve çalışma karakteristiğinin karışık olmasından dolayı pahalı cihazlardır. İşlemlerin basit oldukları yerlerde digital kompüterlerin kullanılması uygun değildir. Buna karşılık işlemlerin çözümü fazla karışık olduğu yerlerde dijital Kompüterlerin kullanılması büyük üstünlükler sağlar. Çok hassas çözümler ve sonuç isteyen yerlerde, dijital kompüterler analog kompüterlerden daha üstündürler. Otomatik sistemler daha karışık bir duruma geldiğinden digital kompüterlerin kullanılması zorunlu hale gelmiştir.
Analog kompüterler yalnız diferansiyel denklemleri çözebilen bir matematikçiye benzerler. Diğer taraftan dijital kompüterler, her çeşit mantıki işlemleri yapabilecek bir şekilde organize edilebilirler. Bunlara daha önce çözdükleri belirli örneklerdeki bilgileri saklayan, delikli bant, disk veya kartlar gibi anımsama aletleri ilave edilebilir. Ayrıca bunlar karışık endüstriyel işlemlerde değişik analog kompüterlerin çalışımaIarını organize edebilirler.
Tüm digital kompüterler üç ana elemandan meydana gelirler.
Bunlar;
1- Programındaki sıralamaya göre aritmetik işlemleri yapan, iki yol arasında mantıki ayırımı bulan ve değişik bilgileri karşılaştıran hesaplama elemanı,
2- Programın neticeye ulaşması için işlemleri sıralayan kontrol elemanı,
3- Makinenin çalışması için gerekli olan bilgiyi, manyetik bant, diskler, delikli kartlar, elektronik devreler, manyetik silindirler gibi kompüteri'n okuyabileceği araçlar halinde saklayan anımsama elemanı.
Bir dijital kompüter büyüklükleri kesin rakamlarla hesaplar. Oysa analog kompüter, büyüklükleri benzetmelerle veya belirli yöntemlerle ölçer. Digital kompütere bilgiler rakamlar ile verildiğinden, kesin sonuçlar uygun rakamların eklenmesi ile bulunur.
Bir dijital kompüter şu temel ünitelerden meydana gelmiştir.
1- Lojik ünitesi; Aritmetik işlemler burada yapılır.
2- Hafıza ünitesi; Bilgi, işlem ve çözümlerin kaydedildiği bölüm.
3- Kontrol ünitesi; Kompüter işlemlerinin yönetildiği bölüm,
4- Giriş mekanizma ünitesi; Bilgilerin kompüter için kulanılabilir duruma getirildiği bölüm.
5- Çıkış ünitesi; Kompüter çıkışlarını yorumlayan ve anlaşılabilir duruma getiren bölüm,
Lojik (mantık) ünitesi bilgileri toplar ve organize eder. Bilgiler, hafıza ünitesinde depo edilir ve gerektiğinde istenebilir. Örneğin, bir rakam hafıza ünitesinden bir emirle alınır ve mantık ünitesine gönderilir. Bu sayı daha sonra mantık ünitesinde bulunmakta olan bir sayıya eklenir. Böylelikle iki sayının toplamı ortaya çıkar. Toplam daha sonra hafıza ünitesinde muhafaza edilir. Eğer sayı negatif olursa mantık ünitesi tarafından tespit edilip çıkarma işlemi yapılır. Çarpma işlemleri bir dizi toplamalarla, bölme işlemleri de bir dizi çıkarma işlemleri ile yapılır. İşlem sıraları veya dizileri bir programdır ve onun her bir adımı bilgilerden oluşur.
Şimdi aritmetik işlemleri daha detaylı olarak tartışalım. Hafıza ünitesinde büyük sayıda bireysel yerleşim bölmeleri (adresleri) vardır. Bunlar daha önce depo edilmiş bilgilere sahiptir. Her bir yerleşim yeri veya adres tekrar çağrılabilir. Bu adresler gurubu kayıt bilgileri olarak adlandırılır. Bir işlemi çözmek için gerekli bilgiler, zaman programı içerisinde hafıza ünitesinden sık sık istenebilir.
Daha önce mantık ünitesinde hesaplanmış olan sonuç, hafıza ünitesinden çağırılacağı zamana kadar depo edilir. Buradan çıkış ünitesine gönderilir.
Programdaki adımlar daha sonra, kompüter işlemleri yöneten kontrol ünitesi tarafından yerine getirilir. Kontrol ünitesi, gelen bilgileri okur ve belirli işlem yöntemlerini takip ederek bunları uygun işlemlere hazırlar. Örneğin, bu ünite bir çarpma işlemini gerekli toplamalar serisi haline çevirebilir. Giriş ve çıkış ünitelerinin çalışma sistemleri birbirlerinin aynıdır. Fakat birbirlerinin tersine işlem yaparlar. Giriş ünitesi, bilgileri alır ve daha sonra bunları kompüterin çalışması için kodlar. Çıkış ünitesi ise hesaplanmış sonuçları pratik okunabilir sonuç anahtarı haline çevirir. |
