Yazılım Mühendisliğine Giriş 2018 GÜZ

Transkript

1 Yazılım Mühendisliğine Giriş 2018 GÜZ

2 Birinci Kuşak Bilgisayarlar Vakum Tüpler İlk bilgisayarlar oda büyüklüğünde olup vakum tüpler devre elemanları olarak kullanılıyordu. Bellek olarak ta manyetik dönen silindirler bulunuyordu. İşletilmeleri çok pahalı olup fazla miktarda elektrik harcanmaktaydı. Çok fazla ısındıkları için de düzgün çalışmayabiliyorlardı. İlk kuşak bilgisayarlar işlemlerini makine dilinde gerçekleştiriyorlardı. Bir zaman diliminde sadece tek bir problem çözebiliyorlardı. Girişler delgi kartları ve kağıt şeritlerle, çıktılar ise basılı sonuçlar olarak görüntülenmekteydi.

3 MakineyeYönelik Düşük Düzeyli Programlama Dilleri Bilgisayarların ilk kuşakları için makine ile iletişimin tek yolu belirli bir makine dilinin kullanılması idi. Makine dilleri sadece bir bilgisayar için tasarlanıyordu Makine dilleri farklı bir bilgisayarın merkezi işleme biriminde çalışacak şekil kolaylıkla dönüştürülemiyordu. Bilgisayarın iç çalışma yapısının bilinmesi gerektiği için bu dilleri öğrenmek oldukça zordu. Her bir makine dilinde komutlar 16, 32 ya da 64 bit uzunluğundaki sıfır ve birlerden oluşmaktadır. O dönem için olağan olan makine dili problemler genişledikçe günümüzün yüksek düzeyli dillerini doğurmuştur.

4 Makine Dilinde Çarpma İşlemi

5 ENIAC ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) 2. Dünya savaşına kullanılıyordu. Askeriyede topçuların ateşleme tablolarına gereksinimleri vardı. Böylece belli koşullarda belirlenmiş hedefi ateşlemek üzere hangi silahın kullanılacağına kolaylıkla karar verilebiliyordu. ENIAC makinesine ait vakum tüpler

6 ENIAC ENIAC ın diğer uygulama alanları: hava tahminlerinin yapılması, atom-enerjisi ile ilgili hesaplamalar, kozmik ışın incelemeleri, termik ateşleme tertibatları, rasgele sayı oluşturulması, rüzgar-tünellerinin tasarımı ve diğer pek çok bilimsel kullanımlar 19,000 vakum tübün eşzamanlı olarak çalışmak üzere tasarlanması gerekiyordu. Bu sayıdaki vakum tüp sayıları ancak 2 saat tutabilmegücüne sahipti.

7 ENIAC dan önce Hesaplama yapılabiliyor muydu? ENIAC makinesinden önce bilgisayarlar sadece matematiksel tabloları oluşturan cihazlar özelliğine sahiplerdi. ENIAC ise gerçek hesaplamalar yapmak üzere programlanmış ilk bilgisayardı. ENIAC ile problemler analitik olarak çözümlendi. İşlemler fonksiyonlar kullanarak gerçekleşmekteydi. Her bir değişkenin değeri ise, önceden hesaplanmış tablolardan alınmaktaydı.

8 ENIAC Makinesinin Problemleri ENIAC bilgisayarda programlama yapmak çok güçtü. Bugünkü programların aksine, mevcut bir program üzerinde değişiklik yapmak için yüzlerce devrenin değişimi gerekiyordu Programlama süreci günlerce devam ediyor; ama problemin çözümü birkaç dakikada gerçekleşiyordu. «hacker» sözcüğünün ortaya çıkışının ENIAC bilgisayarların kullanımına dayandığı söylenir.

9 ColossusBilgisayar Colossus makineleri tarafından 2. Dünya savaşı sırasında Alman mesajlarını okumak üzere İngiliz kod kırıcılarının kullandıkları elektronik hesaplama aygıtlarıydı. Kısaca yüksek düzeyli Alman haberleşmelerinin kripto işlemleri için kullanılıyordu. Mesajlar Lorenz SZ 40/42şifre makinesi ile çözümlenmekteydi. Mesajın çözümü için metin beşli olarak gruplanmış bitlerden oluşan bir dizi ile birleştiriliyordu. Lorenz makinesi Almanlar tarafından yüksek-düzeyli teleyazıcıhaberleşmeleri şifrelemede kullanılmaktaydı.

10 ColossusBilgisayar Dünyanın ilk programlanabilir, dijital, elektronik hesaplama aygıtında hesaplamalar vakum tüpler yardımı ile yapılmaktaydı. İngilizlerin Colossus kod kırma makinesi

11 Tele yazıcı kodu Delgi kartı tele yazıcı kodunda COLOSSUS harflerini içeriyor.

12

13 Alan Turing Kullandığımız Hesaplama kavramını 1936 yılında makalesinde ifade eden İngiliz matematikçidir. Turing, ENIAC projesinin bir üyesiydi ve İngiliz Colossus makinesinin geliştirilmesine katkıda bulunmuştur. Başarılı olan Colossusprojesi savaş sırasında oldukça katkı sağladı. Colossus makinesi dünyanın ilk programlanabilen makinesiydi. Günümüzde bilgisayarın tasarımı ile ilgili olarak Turing in tanımlamaları kullanılmaktadır.

14 Enigma Makinesi EnigmaMakinesi elektromekanik makinelerin sınıfında olan aygıtlar ailesindendir ve gizli mesajların şifrelenmesi ve şifre kırılmasında kullanılmaktaydı. Bu makine 2. Dünya savaşında İngiliz kod kırıcılar tarafından şifrelenen çok fazla sayıda mesajı kırabilecek düzeyde yeniden tasarlanmış ve ünlenmiştir.

15 Programlanmış ve Depolanmış Bilgisayarlar 1945yılında «Electronic Discrete Variable Automatic Computer» EDVAC isimli depolanmış program kavramı ortaya atılmıştır. EDVAC ilk Amerikan bilgisayarlarından biridir. Colossus ve ENIAC gibi program kontrollü bilgisayarlardan sonra, 1940 lıyıllardaki depolanmış-program içeren bilgisayardüşüncesi çok büyük bir gelişme idi. Bellek (memory), cıvalı tüplerin kullanımı ile sağlanıyordu.

16 EDVAC Electronic Discrete Variable Automatic Computer Cıvalı tüpün kullanılmasının nedeni elektronik akımın 0 ve 1 leriiki durumlu bir durum aygıtı olarak depolayarak ileri -geri geçişleri (akımları) gerçekleşebilecekti. EDVAC ayrıca onlu sistemi değil de ikili sayı sistemini kullanması nedeni ile belleğin on/off devre yapısı aritmetik birimlerinoluşturulmasını kolaylaştırabilmekteydi. Böylece ilk mainframebilgisayar kavramı ortaa atılmış oldu.

17 John vonneumann von Neumann ın 1945 yılında yaptığı öneri oldukça köklü bir fikirdi. von Neumann yapısındaki bilgisayarların temel özelliği program ve datanın birlikte depolanmasıydı. Bunun için: Hard disk denilen daha yavaş erişebilecek bir depolama ortamının oluşturulması gerekiyordu. RAM adı verilen geçici bir depolama ortamında bilgi iletişimin daha hızlı olmasını sağlayacaktı CPU(central processing unit ) merkezi işleme birimi tarafından programın çalıştırılması ve işlemler gerçekleştirilecekti.

18 von Neumann Mimarisi

19 vonneumannmimarisi Günümüzün modern bilgisayarlarında da aynı yapıda geliştirilmekte; data ve program komutları için aynı bellek kullanmaktadır. Kısaca: Depolanmış bir program (stored-program) ROM (Read Onlu Memory) içerisindedir ve Depolanmış Program komutlarını ve okuma/yazma datasını rasgele erişimli belleğinde (RandomAccess Memory-RAM) çalıştırır. ROM ve RAM bellek birimidir. (memoryunit)

20 RAM RAM (Random-Access Memory ) ise geçici depolamadır(temporary storage). Bilgisayarın çalışan belleğine (working memory) hizmet eder. Kısaca: Bilgisayarınaynıandadahafazlabilgi(information) ile çalışmasını sağlar. Bunun sistemin performansıüzerinde önemli biretkisi vardır. Daha fazla programın çalışması için daha fazla RAM ihtiyacı vardır.

21 RAM Nedir? RAM (Rastgele Erişim Belleği), işletim sisteminde (operationsystem) bulunan uygulama programlarınınve kullanımdaki verilerin saklandığı bilgisayar aygıtına ait bir donanımdır. RAM a, aygıtın işlemcisi (processor) tarafından hızlıca erişilir. RAM çipi (yongası) uçucudur (volatile) Güç kaynağı kapandığında tutulan bilgi (information) kaybolur.

22 4GBRAM Windows 10 için yeterli midir? 32-bit işletim sistemi (operatingsytem) kullanılıyorsa 4GB RAM ile yüklendiğinde, bellek adresleme sınırlaması nedeni ile, yaklaşık 3.2 GB kadarına erişilir. 64 -bit işletim sisteminde ise, 4GB RAM in tümüne erişim sağlanacaktır. Kısaca: Windows 10 un tüm 32-bit versiyonunda 4GB RAM limiti vardır.

23 Niçin RAM? Bir program çalışıyorsa, bu program RAM içerisindedir Bir web sayfası açılmış ise, bu RAM üzerinden gerçekleşir. Bilgisayarın herhangi bir zamanda gerçekleştirdiği her işlem RAM dedir. RAM, bilgisayar çalışmadığında boştur.

24 Read-OnlyMemory-ROM ROM (Read-onlyMemory) datayı güç olmadığı zaman da tutar. Oysa RAM bunu yapamaz. ROM sürekli depolamadır (permanent) storage ROM çipi (yongası) uçucu olmayan bir depolama(non-volatilestorage) ortamıdır. Depolanmış bilgileri saklamak için sabit bir güç kaynağı gerekmediği anlamına gelir.