İlk bilgisayarı kim yarattı ve nasıl çalışıyordu?

Tam anlamıyla genel amaçlı ilk elektronik hesap makinesi olarak ENIAC (1946'da devreye alındı) kabul edilir. Ancak birincilik tacı genellikle daha önceki projeler tarafından sorgulanır: Konrad Zuse'nin elektromekanik Z3'ü (1941) ve John Atanasoff'un elektronik ABC'si (1942). Bu makinelerin modern olanlardan en büyük farkı, esnek yazılımın bulunmamasıydı: Programlar kabloların fiziksel olarak yeniden lehimlenmesi, anahtarların ayarlanması veya delikli kartlarla belirleniyor, veriler ise kaydedicilerde veya manyetik tamburlarda saklanıyordu.

Neden tek bir "ilk" bilgisayar yok?

"İlk bilgisayar" kavramı değerlendirme kriterlerine bağlıdır. Teknoloji tarihçileri, her biri çığır açan bir adım olarak görülen birkaç önemli aşamayı öne çıkarır:

1. Mekanik öncüller. Charles Babbage'in Analitik Makinesi (1830'ların projesi) mantıksal temelleri attı: Bir işlemci ("değirmen"), bellek ("ambar") ve delikli kartlarla giriş. Ancak makine, mekanik zorluklar nedeniyle yazarının hayatında asla inşa edilemedi.
2. Elektromekanik. Röleli makineler (örneğin Harvard Mark I veya Z3). Lambalardan daha güvenilirdiler ancak mekanik kontakların ataleti nedeniyle daha yavaştılar.
3. Elektronik lambalar. Vakum lambalarına geçiş (ENIAC, Colossus) hesaplama hızını binlerce kat artırdı, ancak makineleri devasa boyutlara getirdi ve enerji tüketimini yükseltti.

İlk bilgisayar unvanı için başlıca adaylar

ENIAC (ABD, 1946)

Electronic Numerical Integrator and Computer — en bilinen aday.

• Amaç: İkinci Dünya Savaşı sırasında topçu için atış tablolarının hesaplanması.
• Özellikler: Ağırlığı 30 ton, kapladığı alan 167 m², 17.468 vakum lambası içeriyordu.
• Performans: Saniyede 5.000 toplama işlemi (elektromekanik muadillerinden 1000 kat daha hızlı).
• Dezavantaj: Programlama, binlerce kablonun bağlantısının değiştirilmesi ve anahtarların ayarlanmasıyla manuel olarak yapılıyordu. Yeni bir göreve yeniden yapılandırma birkaç gün sürebiliyordu.

ABC (ABD, 1942)

Atanasoff–Berry Computer — ilk elektronik dijital bilgisayar.

• Yenilik: İkili sayı sistemini ve kondansatör belleği (RAM'in öncüsü) kullandı.
• Sınırlama: Modern anlamda programlanabilir değildi. Sadece lineer denklem sistemlerini çözebiliyordu. Dar uzmanlaşması nedeniyle genellikle "ilk genel amaçlı bilgisayarlar" listesinden çıkarılır.

Colossus (Birleşik Krallık, 1943–1944)

• Amaç: İkinci Dünya Savaşı sırasında Alman "Lorenz" şifreleme makinesinin şifrelerini kırmak.
• Durum: Makinenin varlığı uzun süre gizli tutuldu, bu nedenle savaş sonrası bilgisayar gelişimine ENIAC kadar güçlü bir etki yapmadı.
• Özellik: Kaydırmalı kaydediciler ve mantıksal VE işlemini kullanan ilk büyük ölçekli elektronik dijital bilgisayar.

Z3 (Almanya, 1941)

• Durum: İlk çalışan programlanabilir hesap makinesi.
• Teknoloji: Elektronik lambalar yerine elektromekanik rölelerle inşa edildi. Bu nedenle resmi olarak bir bilgisayar değil, evrimin önemli bir aşamasıdır.

İlk elektronik makineler nasıl çalışıyordu?

Erken dönem bilgisayarların çalışma prensibi, modern PC'lerden kökten farklıydı. İşletim sistemi, alışılmış anlamda sabit disk veya monitör yoktu.

1. Vakum lambalarıyla mantık

Temel unsur, bir anahtar (tetikleyici) gibi çalışan vakum lambasıydı.

• Lamba iki durumda bulunabilirdi: "akım var" (1) ve "akım yok" (0).
• Binlerce böyle anahtarı birleştirerek mühendisler, aritmetik işlemleri gerçekleştiren mantık devreleri (VE, VEYA, DEĞİL) oluşturdu.
• Sorun: Lambalar sık sık yanardı. ENIAC'ta ortalama her iki günde bir lamba bozulurdu, bu da sürekli teşhis gerektiriyordu.

2. Veri ve programların saklanması

Von Neumann mimarisinden önce, veriler ve talimatlar ayrı ayrı saklanıyordu veya kod şeklinde bellekte hiç saklanmıyordu.

• Giriş: Delikli kartlar (delikli karton kartlar) veya fişli paneller aracılığıyla yapılıyordu.
• Bellek: Cıva tüplerindeki gecikme hatları, manyetik tamburlar veya vakum tetikleyici dizileri kullanılıyordu. Bellek kapasitesi onlarca veya yüzlerce kelimeyle ölçülüyordu (örneğin ENIAC'ta 20 ondalık sayı).
• Çıkış: Sonuçlar teletype ile yazdırılıyor, gösterge lambaları paneline yansıtılıyor veya yeni kartlara delinerek kaydediliyordu.

3. Von Neumann mimarisi

Dönüm noktası EDVAC'ın yaratılmasıydı (1945 projesi, daha sonra uygulandı). John von Neumann, programın ve verilerin aynı bellekte saklanmasını önerdi. Bu şunları sağladı:

• Kabloları yeniden lehimlemeden görevler arasında hızlı geçiş.
• Kod içinde döngüler ve koşullu dallanmalar oluşturma.
• Çalışma sırasında programı kolayca değiştirme.

Bu mimari, tüm modern bilgisayarların, akıllı telefonların ve sunucuların temelini oluşturur.

İlk hesap makinelerinin karşılaştırılması

*Proje 1945'te onaylandı, 1949'da başlatıldı.

Bilgisayar tarihinde yaygın yanlış anlaşılmalar

• "Babbage ilk bilgisayarı inşa etti." Hayır, sadece bir proje geliştirdi. Fark makinesinin ilk çalışan modeli, çizimlerine göre ancak 20. yüzyılın sonunda inşa edildi.
• "İlk bilgisayarlarda transistörler vardı." Transistörler 1947'de icat edildi, ancak bilgisayarlarda kitlesel olarak ancak ikinci nesil bilgisayarlarla (1950'lerin sonu) kullanılmaya başlandı. İlk makineler lamba kullanıyordu.
• "Programlar disketlerden yükleniyordu." 1970'lere kadar ana depolama ortamları delikli kartlar, delikli şeritler ve manyetik bantlardı. Sabit diskler ancak 1950'lerin ortasında (IBM 350) ortaya çıktı ve buzdolabı büyüklüğündeydi.

SSS

İlk bilgisayar programını kim yazdı? Ada Lovelace, Babbage'in Analitik Makinesi için 1843'te bir algoritma yazdı, ancak gerçek elektronik bir bilgisayar (ENIAC) için ilk program, Grace Hopper, Jean Bartik, Betty Holberton ve diğerlerinden oluşan bir kadın programcı grubu tarafından oluşturuldu. Talimatları makine için kodlama yöntemlerini geliştirenler onlardı.

ABC varken neden ENIAC ilk olarak kabul ediliyor? ABC genel amaçlı değildi. Sadece bir tür problemi çözebiliyordu. ENIAC ise (zor olsa da) herhangi bir hesaplama sorununu çözmek için yeniden yapılandırılabiliyordu, bu da Turing'in evrensel hesaplama makinesi tanımına uygundur.

İlk bilgisayar ne kadar elektrik tüketiyordu? ENIAC yaklaşık 150 kW elektrik tüketiyordu. Efsaneye göre, Philadelphia'da çalıştırıldığında şehrin yakın bölgelerinde ışıklar söndü, ancak bu gerçeğin belgesel kanıtları yoktur.

İlk bilgisayarlara ne oldu? Çoğu 1950'lerde teknolojik olarak eskidiği gerekçesiyle söküldü. ENIAC'ın parçaları bugün ABD'deki müzelerde (Smithsonian Enstitüsü, Bilgisayar Tarihi Müzesi) saklanmaktadır.