Bilgisayarın Tarihi Gelişimi

• Mekanik kuşak
• Elektronik kuşak
• Mikroişlemci kuşağı

Mekanik Kuşak

• Tarihte ilk hesaplayıcı M.Ö 500’de kullanılan ABACUS'tür. Önceleri balçıktan yapılmış bir tablet ve içerisinde dizili ufak taşlardan meydana gelirken, sonraları dışı çerçeveli ve içerisinde dizili ufak taşlardan yada boncuklardan oluşan basit bir alet halini almıştır. Abacus, boncukların pozisyonuna göre farklı değerler göstermekte ve hesaplama, boncukların cetvel setine göre hareketiyle sağlanmaktadır. Önceleri Mısır ve Romalı’lar tarafından kullanılan bu alet zamanla tüm dünyaya yayılmıştır. Şu anda bir benzeri ilk okullarda matematik öğretimi için kullanılmaktadır.
• M.Ö 876’da sıfır için ilk sembol Hindistan’da kullanıldı.
•  1614’de yayınlana ilk logaritma tablosu ile büyük sayılar üzerinde işlem yapılmaya başlandı.
• 1620’de İngiliz Edmund Guenter elektrikli hesap makinelerini öncüsü olacak kaydırma kuralını buluyor ve logaritma bilgilerine değerler veren kayan cetvel yapıldı.
• 1642’de Pascal, PASCALINE adı verilen bir mekanik hesaplayıcı dizayn eder. On bölümden oluşan bir çok dişli çarktan oluşuyordu. Her bir çark 10 dönüş yaptığında hemen solundaki çark dönmeye başlar. Bu mantık hala kullanılmaktadır ve tüm mekanik hesaplayıcıların temeli olmaktadır. Bu çalışmalarının anısına yazılan bir programlama dilinin adına PASCAL denmiştir.
• 1694’de Gotfried Leibniz sayıları ikili sistemde gösterebilen bir hesap makinesi yaptı.
• 1821’de fabrika işçisi Ludd işçiye olan ihtiyacı ortadan kaldıran makinelere karşı savaşmak için arkadaşlarını topluyor. O günden sonra teknolojiye karşı olan insanlara Luddite terimi kullanılmaya başlandı.
• 1822’de Babbage adlı matematikçi, fark alma yöntemini kullanan Difference Engine denilen hesaplayıcıyı yaptı. Aynı makineye artarda verilen işlemlerin kendisine verilecek bir işlemler zinciri ile nasıl yapılabilir? Sorusu Babbage’a yön vermiştir.
• 1835’de Babbage Analitik Motor adı verilen bir mekanik hesaplayıcı yaptı. 1ila 20 haneye kadar ondalık sayılarla işlem yapabilen ve aritmetik işlemleri peş peşe yapabilme ve karar verebilme kabiliyeti olan bir makinedir.
• 1854’de Gorge Boole elektronik bilgisayarların gelişiminde büyük rol oynayacak olan mantık kuramını geliştirdi. Boolean cebiri denilen bu sistem 0 ve 1’lerden oluşmakta ve mantıksal olarak çalışmaktadır.
• 1890’da Herman Hollerith delikli kartların kullanılarak verilerin işlendiği Hollerith Tabulatör(Listeleyici) tasarladı. ABD nüfus Bürosunun veri hesaplamaları böylece 10 yıldan 2.5 yıla düştü.
• 1896’da Herman Hollerith ‘Computing Tabulating Recording Company’ isimli bir firma kurdu. Bu firma daha sonra başka iki firma ile birleşerek International Business Machine (IBM) kurdu.

Elektronik Kuşak

• 1941’de Konrad Zuze Z3 isimli elektrik motorları ile çalıştırılan mekanik bir bilgisayar yaptı. Bu (Z1, Z2, Z3 ve Z4 serisi) program kontrollü ilk bilgisayardır.
• 1943’de alan Turing tarafından COLOSSUS denilen  özel amaçlı bir elektronik vakum tüpleri kullanan bir bilgisayar geliştirdi.
• 1944’de Harvard Üniversitesinde ASCC MARK I (Automatic Sequence Controlled Calculator) denilen bir bilgisayar geliştirildi. MARK 1, tamamı elektronik olmayan genel amaçlı bir bilgisayardı. Bu makine 23 haneli iki sayıyı 4.5 saniyede çarpabiliyordu ve 14m uzunluğunda 2.4m yüksekliğinde olup üzerinde 800km uzunluğunda kablo kullanılmıştı.
• 1946’da Pensilvanya Üniversitesinde  ENIAC (Elektronics Numerical Integrator and Calculator) geliştirildi. Anahtar setlerinin, fişlerin ve soketlerin değiştirilmesi esasına göre çalıştığından ilk genel amaçlı bilgisayardır. 70 bin direnç, 10 bin kondansatör, 18000 lamba ve bu elemanların harcadığı 150-200 kilowatt enerji ve sadece 20 sayıyı depolama özelliğine sahipti ve 30 tondu!
• 1946’de Dr. Von Neumann ve arkadaşları programı bellekte saklayabilen ilk bilgisayar olan EDVAC (Elektronic Discrete Variable Automatic Computer) geliştirdi. 4096 bellek gözü bulunmaktaydı ve veriler ile programlar aynı bellekte saklanmaktaydı.
• 1948’de ilk transistor Bell lâboratuarlarında geliştirildi.
• 1951’de UNIVAC 1 adlı ilk ticari amaçlı olan bilgisayar geliştirildi. Bütün komutlar ve veriler 0 ve 1 şeklinde depolandı.
• 1958’de Entegre devreler geliştirildi.
• 1960’larda depolama için manyetik çekirdek hücreli bellekler kullanılarak bilgilere doğrudan erişim sağlandı.
• 1960’ların ortasında IBM sistem 360 bilgisayarı piyasaya sürülüyor. Ayrıca DEC firması da ilk klavye ve fareye sahip PDP-1 makinasını geliştirdi.
• 1968’de Intel firması kuruldu.

Mikroişlemci Kuşağı

• 1971’de ilk mikroişlemci INTEL tarafından çıkarılan 4-bitlik 4004’dür.
• Belli başlı mikroişlemci üreten firmalar ise; Intel, AMD, Cyrix, AlphaDEC, Hp, Mips, SUN Sparck ve Nexgen’dir.

Tablo 1.1 İşlemcilerin gelişimi

4004

• İlk işlemci
• 4 bitlik
• 45 komuttan oluşuyor.
• Teknolojisi: P- kanallı MOSFET
• Hızı: 50 KIPs (Kilo-instruction per second), oysa ENIAC’ın hızı 100000 ips’dı.
• 640 byte adresleme kapasitesi vardı.
• Eski video oyunlarında, küçük mikroişlemci-tabanlı kontrol sistemlerinde kullanıldı.

4040

• 4004’ün bir üst versiyonu.
• 4004 den hızlı, kelime genişliği ve bellek büyüklüğü daha fazlaydı.

8008

• 4004’ün gelişmiş 8 bitlik versiyonu.
• 16 Kbyte adresleme kapasitesi var.
• Eklenmiş komutlarla toplam 48 adet komutu var.
• Verilerle işlem yapabilme fakat hala yetersiz.
• Bir işlem 20 ms ki bu da f = 1/T’ den 1/20*10-6 = 50,000 ips. 

8080

• İlk modern 8 bitlik mikroişlemci
• 8008’den 10 kat daha hızlı.
  Bir işlem 2 ms ki bu da f = 1/T’ den 1/2*10-6 = 500,000 ips. 
• TTL (transistör-transistör mantığı) ile uyumlu.
• 8008’den 4 kat adresleme kapasitesine, 64 K, sahip.
• MITS Altair 8800 kişisel bilgisayarda (1974) kullanıldı. Bu bilgisayarda Bill Gates tarafından yazılan BASIC yorumlayıcısı ve Digital Research Corporation tarafından yazılan DR-DOS vardı.

8085

• 1974’de 8080’in bir üst versiyonu olarak çıktı. Intel’in son 8-bitlik genel amaçlı mikroişlemcisidir.
• Bir işlem 1,3 ms ki bu da 769,230 ips. 
• 246 adet komut vardır.
• İç sistem kontrolcüsü, yüksek saat frekansı ve iç saat üreticisi vardı.

8086

• 16 bitliktir.
• Bir işlem 400 ns, 2,5 MIPS(saniyedeki milyon komut)
• 1 MB adresleme kapasitesi.
• Bir kaç komut işlemeden önce 4 veya 6 byte komut cache’i veya kuyruğu  
• 20,000 adet komut vardır.
•  Mimarisi CISC’dir.

8088

• 8 bitlik veri yoluna sahiptir.
• Bir işlem 400 ns, 2,5 MIPS(saniyedeki milyon komut)
• 1 MB adresleme kapasitesi.
• Bir kaç komut işlemeden önce 4 veya 6 byte komut cache’i veya kuyruğu  
• 20,000 adet komut vardır.
•  Mimarisi CISC’dir.
• 1981’de IBM kişisel bilgisayarlarında 8088 kullanmaya karar verdi.

80286

• 16 bitliktir.
• 8 Mhz’de bir işlem 250 ns, 4,0 MIPS(saniyedeki milyon komut)
• 16 MB adresleme kapasitesi.
• İlk defa sanal bellek kullanıldı, 1 Gbyte.
• 8086/8088’e göre ek komutları vardı.

80386

• Intel’in ilk 32 bitlik mikroişlemcisidir. Daha önce ürettiği 32 bitlik iapx_432 başarısız olmuştur.

• 4 GB adresleme kapasitesi.

• 80386SX, 16 bit veri yolu, 24 bit adres yoluna sahiptir ve 16 MB adresleme kapasitesine sahiptir.
• 80386SL/80386SLC, 16 bit veri yolu, 25 bit adres yoluna sahiptir ver 32 MB adresleme kapasitesine sahiptir. 80386SLC  işlemlerini daha hızlı yapabileceği  iç cache’e sahiptir
• 80386EX’de, entegre edilmiş bir devre üzerinde AT sınıfı kişisel bir bilgisayarın elemanlarını topladığından buna ‘Tümleşik PC’ de denilmektedir. G/Ç verileri için 24 bitlik bir yol, 26 bitlik adres yolu, 16 bit veri yolu, bir DRAM kontrolcüsü ve programlanabilir çip seçme ünitesine sahiptir.
• Önceki işlemciler bellek yönetimini yazılıma bırakırken 386 buna ayrı bir donanım devresi atayarak yazılımın işini hafifletmiştir.
• 8086, 8088 ve 80286 ile uyumludur ve 32 bit ile işlem yapabilmek için ek komutlara sahiptir. 

80486

• 80386’ya yapı olarak benzemesine rağmen komutları 2 kat hızlı çalıştırır. 
• 4 GB adresleme kapasitesi.
• 50 Mhz versiyonun arkasından 80486DX2 gelmiş ve 66 Mhz hızındadır, 80486DX4 ise 100 Mhz hızındadır ve 60 Mhz Pentium ile aynı hızda komutları işletir. Önceki 486’larda 8 KB cache varken 80486DX4’de 16 KB cache vardır.
• Overdrive denen versiyon ise çift kat hızla çalışmaktadır. Örneğin 25 Mhz’de çalışan 80486SX yerine Overdrive denen işlemci konulduğunda 50 MHz’de çalışır.

Pentium

• P5 veya 80586 olarak etiketlendiyse de numaraların telif hakkının alınmasında problem çıktığı için isim kullanılmaya başlanıldı.
• 64 bitttir.
• 60 ve 66 Mhz hızlarındaydı.
• 8KB komut ve 8KB veri cache’ine sahiptir.
• Adresleme kapasitesi 4 GB’dır.
• Pentium OverDrive(P24T), 80486’ların 63 MHz ve 83 MHz saat hızlarına sahip olmasını sağlar. 63 MHz, 80486DX2 50 MHz’i, 83 Mhz ise 80486DX2 66 MHz’i  yükseltir.
• Bir saat periyodunda iki işlemin yapılmasına olanak sağlayan superskalar teknoloji mimarisinde çift tamsayı işlemcisi vardır.
• Kayan_nokta yardımcı işlemcisi vardır.
• Mimarisi RISC’dir.   

Pentium Pro

• Kod adı P6’dır.

• 64 bitliktir.
• Adresleme kapasitesi 64 GB’dır.

• 16K L1 cache (8K data ve 8K komut cache) 256K L2 cache’i vardır.
• 3 yürütme motoru sayesinde 3 farklı komutu aynı anda yürütür.
• 36 bit adres yoluna sahiptir.
• 150, 166, 180, 200 MHz hızlarındadır.

Pentium II

• Adresleme kapasitesi 64 GB’dır.

• P6 mimarisi ile Intel MMX teknolojisine sahiptir.
• 200, 233, 266, 300, 400, 450 MHz hızlarındadır.
• Süper kanal teknolojisine sahiptir.
• 57 ek komut multimedya için gereklidir.
• 32K L1 cache (16K data ve 16K komut cache) 512K L2 cache’i vardır.
• Bağımsız iki yönlü yol mimarine(Dual Independent Bus Architecture) sahiptir.

Pentium III

• Adresleme kapasitesi 64 GB’dır.

• 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700, 733 MHz hızlarındadır.
• 70 ek komutu vardır.
• Bağımsız iki yönlü yol mimarine(Dual Independent Bus Architecture) sahiptir.

Pentium IV

• Tahmini dallanma vardır.
• SSE2 (Screaming SIMD Extension 2) 144 yeni komut vardır.

Tablo 2.2 Intel ve Motorola firmalarının işlemcileri

* 8 bitlik veri yoluna sahiptir. 8086’dan sonra çıkmasına rağmen daha yavaştır.