Etiket: IBM

Dizimizin önceki bölümünde rölelerden lambalara, lambalardan transistörlere ve  mikroişlemcilere kadar gelmiştik. Hızlı, güçlü ve elde taşınabilecek kadar küçük bilgisayarlarımız olmasını bu gelişime borçluyuz. Bu inovasyonların çalışan bilgisayarlara dönüştürülmesi, ve bu bilgisayarların toplumda yaygın olarak kullanılması ise bambaşka bir meseleydi ve kendi gelişim çizgisini izlemişti.

6. Ticari mainframe bilgisayarlar

1940’ların sonu gelirken, bilgisayarların işe yarayan cihazlar olduğu anlaşılmıştı. Gerek askeriye, gerek üniversiteler ve diğer araştırma kurumları büyük masrafları göze alarak kendi bilgisayarlarını inşa etmeye başladılar. Ancak, bilgisayarların tam potansiyeli henüz anlaşılamamıştı. İngiltere’nin Ulusal Fizik Laboratuarı’nı yöneten Sir Charles Galton Darwin (“Türlerin Kökeni” yazarının torunu) bile, 1946’da bir ülkenin ihtiyaç duyduğu bütün hesaplama problemlerinin bir tek bilgisayar tarafından çözülebileceğini söylüyordu. Bugün bu düşünce bize garip geliyor; ama o zamanlar bilgisayarların amaçlarının matematiksel tablolar oluşturmakla sınırlı tutulduğunu hatırlarsak, anlaşılabilir bir varsayımdı. “Mainframe” veya “ana bilgisayar” olarak bilinen ilk ticari bilgisayarlar bu algıyı birkaç yıl içinde kıracaktı.

ENIAC projesi tamamlandıktan sonra John Mauchly ve Presper Eckert, Pennsylvania Üniversitesi’ndeki görevlerinden ayrıldılar ve iş dünyasına yönelik bilgisayarlar üretmek amacıyla 1946’da kendi şirketlerini kurdular. Akademik dünyanın dışında vizyonlarını paylaşan neredeyse kimse yoktu. Sermaye bulmakta zorlandılar, üstelik iş yürütme konusunda çok da becerikli değillerdi. Buna rağmen Nüfus Sayımı Bürosu’yla bir anlaşma yapabildiler ve UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) adını verdikleri yeni bilgisayarı inşa etmeye başladılar.

Ancak UNIVAC’ın inşa edilmesi tahmin edilenden daha zor oldu. Kâğıt üzerindeki tasarımı, kolay kullanılan bir cihaza dönüştürmek -özellikle de hazır bileşenlerin yokluğunda- olağanüstü bir mühendislik çabası gerektiriyordu. Proje teslim tarihleri hep gecikti, yine de şirket birkaç yeni siparişin avansı ile ayakta durabildi. İnişli çıkışlı dört yılın ardından, mali sorunlar yüzünden Mauchly ve Eckert şirketlerini Remington Rand’e satmak zorunda kaldılar. Ancak projeden ayrılmadılar, Remington Rand çalışanı olarak UNIVAC’ı geliştirmeye devam ettiler.

UNIVAC 1952’deki ABD başkanlık seçimleri sırasında popüler kültüre yerleşmeyi başardı. Remington Rand, CBS televizyon kanalıyla seçim sonuçlarını tahmin etmek üzere anlaştı. Kilit eyaletlerden gelen kısmi seçim sonuçlarını istatistiksel olarak işlemek üzere bir program hazırlandı ve seçim gecesi canlı yayında işe başladı. Asıl iş UNIVAC merkezinde yapılıyordu, stüdyoya dekor olsun diye içi boş bir UNIVAC kutusu kurulmuş, içine yanıp sönen Noel ışıkları döşenmişti. Sonraki yıllar boyunca popüler kültürde ve bilim-kurgu filmlerinde bilgisayar yanıp sönen ışıkları bulunan bir kutu olarak gösterilmesinin kaynağı bu programdır.

UNIVAC’in ilk tahmini Eisenhower’ın büyük farkla (438’e karşı 93 oy) kazanacağı yönündeydi. Bu büyük bir şaşkınlık yarattı, çünkü bir gün önce kamuoyu araştırmaları aradaki oy farkının çok küçük olacağını tahmin etmişlerdi. UNIVAC takımı bu sonucu olduğu gibi vermekten çekindi; programın parametreleriyle oynayarak elde ettikleri daha başabaş bir tahmini yayınlattılar. Ancak daha sonra elde edilen nihai sonuçlar UNIVAC’ı (daha doğrusu, onu programlayan istatistikçiyi) mükemmelen haklı çıkardı: Eisenhower 442’ye karşı 89 oyla kazandı. Daha sonra CBS spikeri UNIVAC’ın gözardı edilen ilk şaşırtıcı tahminini açıkladı. Bu olay bilgisayar tarihinde bir dönüm noktası oldu ve bilgisayarları popüler kültüre yerleştirdi.

IBM’in bilgisayar üretimine girişmesi de bu zamanlara rastlar. Çok sayıdaki uzman mühendisi ve büyük sermayesi sayesinde UNIVAC’la aralarındaki beş yıllık araştırma-geliştirme açığını bir yılda kapatabildi. 1952 Aralık ayında “Model 701” isimli bilgisayarı tantanayla piyasaya tanıttı. Model 702 ise 1953’ün Eylül ayında lanse edildi, ama ilk siparişlerin teslim edilmesi 1955’i buldu. Remington Rand o zamana kadar daha fazla UNIVAC satmış olmasına rağmen, IBM kurnaz pazarlama taktikleriyle sonraki yıllarda öne geçti: Sözgelişi, hafifletilmiş bir sistem olan Model 650’yi üniversitelere, programlama dersi açmaları şartıyla, yüzde altmış indirimle sattı. Böylece IBM ürünlerine alışık bir neslin yetişmesini sağladı, ve ilk bilgisayar bilimi bölümlerinin kurulmasını teşvik etti.

Bu şekilde mainframe bilgisayarlara talep arttı ve başka teknoloji şirketleri de sahaya çıktı. 1960’a gelindiğinde IBM %60’lık pazar payıyla en büyük üreticiydi. Onun yanı sıra Sperry Rand, Burroughs, NCR, RCA, Honeywell, GE, ve CDC şirketleri de pazarda pay sahibiydi. Bunlara topluca Pamuk Prenses ve Yedi Cüceler demek âdet olmuştu.

Mainframe bilgisayarlar büyük bir yatırımdı. Milyon dolarlara varan fiyatlarının (veya onbinlerce dolarlık kira ücretlerinin) yanı sıra, düzenli bakım ve işletim elemanlarına ihtiyaç duyuyorlardı. Yapılan masrafın boşa gitmemesi için bilgisayarların boş bırakılmaması, sürekli işletilmesi şarttı.

Sözgelişi, bir üniversitede veya araştırma kurumunda programcılar bilgisayarı kullanmak için rezervasyon yaparlar ve o süre boyunca makine tamamen onlara ait olurdu. Ancak o dönemde programlama zahmetli ve hata yapmaya çok yatkın bir işti. Rezerve edilen zamanın çoğu programcının, yazıcıdan aldığı dökümleri incelemesi ve yaptığı hataları düzeltmeye çalışmasıyla geçer, bu arada bilgisayar boşta beklerdi.

Bu usulün verimsizliğini gidermek amacıyla 1950’lerde programcı ve bilgisayarın birbirinden ayrıldığı bir düzen kuruldu. “Yığın halinde işleme” denilen bu usulde bilgisayarı işletmek için özel bir operatör görevlendirildi. Programcı, önceden hazırladığı programını (bazen bir yığın delikli kart, bazen bir basılı forma elle yazılmış olarak) bilgisayar merkezinin kabul kapısında operatöre teslim ederdi. Operatör, programları bilgisayarın kart okuyucusuna yerleştirir veya terminalde yazar, gerekiyorsa yardımcı programların (sözgelişi FORTRAN veya COBOL derleyicisi) teyplerini yükler, programı çalıştırır, ve iş bitince bilgisayarın çıktı dökümünü programcıya teslim ederdi.

Bugün bilgisayarlarımızı yöneten Linux, Windows gibi “işletim sistemleri” doğrudan doğruya bu operatörün otomatikleştirilmiş halidir. Bilgisayar donanımıyla aramızda köprü kuran bu yazılım, çalıştırmak istediğimiz programı sabit diskte bulur, ana belleğe (RAM) aktarır, çalışan diğer programlarla çatışmasını engeller, klavye, fare ve ekranla etkileşim kurmasını sağlar.

Ancak, bugünün bilgisayarlarının aksine, 1960’ların ortasına kadar bilgisayarlarla “samimi” bir ilişki kurulamıyordu. Yığın işleme usulü programcının anında geri dönüş almasını engelliyordu. Bu da hem basit bir programın bile tamamlanmasının günler alması, hem de deneme-yanılma ile programlama öğrenmenin mümkün olmaması demekti.

Mesele sadece programcıların kullanım keyfi değildi; verimlilik boyutu da vardı. 1960’larda transistör ve entegre devreler sayesinde hesaplama hızı çok artmıştı. Yığın işleme ile bile bilgisayarın ana işlemcisinin boş zamanı çok fazla olabiliyordu. Operatörün programı hazırlaması, teypleri yüklemesi, hatta bilgisayarın teyplerden bilgi okuması veya yazması bile merkezi işlem birimi için çoğunlukla boşa harcanan zaman demekti.

1960’ların ortalarından itibaren, mainframe bilgisayarların birden fazla kullanıcı tarafından işletilebilmesi yönünde araştırmalar başladı. “Timesharing” (paylaşımlı) tabir edilen bu sistemlerde kullanıcılar ana bilgisayarın yanında olmak zorunda değillerdi. Uzaktaki terminallerdeki klavyeler aracılığıyla programları çalıştırabiliyorlar, bilgisayar da onlara anında cevap verebiliyordu. Kullanıcılar ne yazacaklarını düşünürken, hatta yazma sırasında iki tuşa basmaları arasındaki süre içinde bile, bilgisayar birçok talimatı işleyebilecek kadar hızlıydı. Kullanıcıların her biri için sanki bilgisayar sadece kendilerine hizmet veriyormuş gibi görünse de aslında bilgisayar, her programa kısa zaman aralıkları ayırarak, bütün kullanıcıları sadakatsiz bir aşık gibi aynı anda idare edebiliyordu.

Paylaşımlı bilgisayar sistemleri programlama kültürünü demokratikleştiren ilk adımlardan biriydi. Artık bilgisayarlara “doğrudan” erişim mümkündü. Öğrenciler deneme yanılma yoluyla programlama öğrenebilecek, ve “ciddi” olmayan programlar üreterek yeni bilgiişlem imkânlarını keşfedebileceklerdi. Yayılma MIT, Stanford gibi büyük üniversitelerdeki öğrencilerden başladı.

Aynı dönemde entegre devrelerin ortaya çıkmasıyla, daha küçük ve ucuz olan, ama bilgi işleme kapasitesi yüksek paylaşımlı “minibilgisayarlar” (özellikle de DEC şirketinin ürettiği PDP serisi) piyasaya çıktı. Orta ölçekli üniversiteler bile en az bir bilgisayar satın alabilir oldular. Bunun doğrudan sonucu bilgisayar eğitiminin patlaması ve programlama bilgisinin daha çok kişiye yayılması oldu. Ünlü BASIC programlama dili bu dönemde Dartmouth üniversitesinde geliştirildi ve bilgisayar eğitiminin temel taşlarından biri haline geldi.

1964’de General Electric, Bell Laboratuvarları ve MIT ile beraber, “Multics” adını verdikleri paylaşımlı bir işletim sistemi projesine başladı. Projede işletim sistemleri ve paylaşımlı kullanıma dair birçok yenilik üretilmişti, ama zaman geçtikçe proje gitgide karmaşıklaştı ve başedilemez hale geldi. 1969’da Bell Laboratuvarları projeden ayrıldı.

Multics fazla başarılı olmayan bir ürün olarak tarihe gömüldü. Bugün daha ziyade, UNIX işletim sisteminin ilham kaynağı olarak anılır. O dönemde Multics projesine dahil olan iki Bell Laboratuvarı araştırmacısı, Ken Thompson ve Dennis Ritchie, projedeki bazı fikirleri kullanan, ama büyük ölçüde bağımsız ve daha verimli olan çok kullanıcılı bir işletim sistemi oluşturdular. Ürettikleri yazılıma, sadeliğini vurgulamak için, Multics’e nazire olarak UNIX adını verdiler. UNIX, hem nispeten basit oluşu, birçok bağımsız küçük komuttan oluşması ama  komutların yanyana eklenerek karmaşık işler yapmaya imkân vermesi sayesinde çok popüler hale geldi. Bugün çok yaygın kullanılan C programlama dili de UNIX’i yazma amacıyla geliştirildi.

Bell Laboratuarının sahibi AT&T şirketi, antitröst yasaları sebebiyle bilgisayar işine giremiyordu. O yüzden UNIX isteyen herkese bedava olarak verildi. 1970’ler boyunca yaygınlaştı ve çeşitli versiyonları üretildi. 1990’larda GNU ve Linux projeleri ile kişisel bilgisayarlara aktarıldı. Bugün internetteki sunucuların büyük çoğunluğu Linux, yani UNIX kullanmaktadır.

1946-1980 arasındaki mainframe bilgisayar dönemi, bugün kullandığımız birçok teknik çözümün ortaya çıktığı, bilişim teknolojisinin çok hızlı geliştiği, daha da önemlisi programlama hevesinin birçok insana bulaştığı bir dönemdi. Bilgisayar aşırı özelleşmiş pahalı bir araçtan, her iş için kullanılan, nispeten erişilebilir bir hesaplama cihazına dönüştü. Piyasanın talebi bilgisayarların hem daha hızlı ve ucuz, hem de daha kolay kullanılabilir olmasını sağladı. Bu dönemde kazanılan momentum sayesinde gelişen ve sermaye biriktiren bilgisayar teknolojisi, bugün herkesin masasında, hatta cebinde bir bilgisayar bulundurabilmesini mümkün kıldı.

7. Manyetik veri depolama

İlk mainframe’lerden bugünkü akıllı telefonlara kadar, bütün bilgisayarlarda iki çeşit veri deposu mevcuttur: Bir programı çalıştırırken merkezi işlem biriminin doğrudan eriştiği ana bellek (RAM) ile, o anda kullanımda olmayan programların ve verilerin saklandığı ikinci depolama birimi. Genellikle ana bellek “uçucu” olarak tanımlanır, çünkü gücü kestiğiniz anda sakladığı veriler “uçar”. Bilgisayarı tekrar başlatırken ilk programların uçucu olmayan ikinci depolama aracından okunması şarttır.

Bugün bilgisayarın ana belleği olarak yarı iletken çipler kullanıyoruz. Bunlar merkezi işlem biriminin çalışmasına ayak uydurabilecek kadar hızlı ve birden fazla karmaşık programı aynı anda barındırabilecek kadar geniş. Ancak yarı iletken teknolojisi gelişmeden önce ana bellek olarak çok farklı yöntemler kullanıldı; bunlardan biri de manyetik kayıt yöntemiydi.

1940’ların sonunda “manyetik tambur bellekler” icat edildi. Bunlar ekseni çevresinde hızla dönen, dışı manyetik bir malzemeyle kaplı silindirlerdi ve bilgisayarların ana belleği olarak görev yapıyorlardı. Bu manyetik bellekler ucuz ve güvenilir parçalardı, ancak yavaş çalışıyor, merkezi işlem birimine yeterince hızlı cevap veremiyorlardı. Buna karşılık dönemlerine göre yüksek kapasiteye (yaklaşık 4-5 KB) sahiptiler. 1950’lerin ortasına kadar tambur bellekler kullanan çeşitli bilgisayarlar geliştirildi.

Tambur belleklerle aynı dönemde, ana bellek olarak manyetik halkalar dizisi (“çekirdek bellek”) kullanımı da yaygındı. Bunlar bir veya birkaç düzlem üzerinde döşenmiş kabloların kesişim noktalarına yerleştirilmiş demir halkalardan oluşuyordu. Her bir halka geçen akımla mıknatıslanıyor, mıknatıslanma yönüne göre 0 veya 1 değeri kodlanmış oluyordu. Yani her halka bir bilgi barındırıyordu. Bu bellekler tamburlara göre epeyce hızlılardı ve milyonlarca bite varabilen yüksek kapasiteye sahiptiler. Yüksek güvenilirlikleri sayesinde, Ay’a iniş seferinde kullanılan Apollo Yönlendirme Bilgisayarı’nda manyetik çekirdek bellekler tercih edilmişti.

Manyetik çekirdek bellekler 1970’lere kadar kullanıldı. Daha sonra yerlerini entegre devrelere bıraktılar.

Bir bilgisayarda ana belleğin yanı sıra, büyük kapasiteli bir depolama aracına da ihtiyaç vardır. Bu amaçla önce delikli kartlar kullanıldı. Programcı veya veri işleyen kişi önceden belirlenmiş bir şekilde kartlarda delikler açıyor, böylece her kart  bir komut veya bir bilgi parçası barındırıyordu. Orta halli bir program için genellikle yüzlerce, belki binlerce kart gerekiyordu. IBM, bilgisayar öncesi dönemde delikli kart işleyen çeşitli otomatik makineler satmıştı ve birçok büyük işyerinin arşivi delikli kartlarla doluydu. İlk bilgisayarlar delikli kartları kullanarak hem hazır teknolojiyi kullanmış oluyorlar, hem de hazır müşteri kitlesine büyük değişiklik gerektirmeyen bir çözüm sunuyorlardı.

Ama delikli kartlar kullanışsızdı: Çok yer tutuyorlardı, işlenmeleri yavaştı, ve doğru sırada tutulmalarına özen göstermek gerekiyordu. Eckert ve Mauchly, 1947’deki UNIVAC tasarımında manyetik teypler kullanmaya karar vererek bir çığır açtılar. Aynı dönemde IBM de manyetik teyp üzerine araştırma yapıyordu, rakiplerinin hamlesini duyunca işi hızlandırdı, ancak 1950’lerin ortasına kadar teyp kullanan bilgisayarları piyasaya sürmedi. UNIVAC’ın ve IBM’in öncülüğünde manyetik teyp bütün mainframe bilgisayarlarda yaygın olarak kullanılmaya başladı, hatta popüler kültürde “elektronik beyin” imajının ayrılmaz parçası haline geldi.

Ne Mauchly ve Eckert, ne de IBM manyetik teypleri sıfırdan icat etmediler elbette. Manyetik malzeme kullanarak veri saklama teknolojisinin ilk adımları 1898’de, Danimarka telefon şirketinin mühendisi Valdemar Poulsen tarafından atıldı. Poulsen, uzun bir çelik tel üzerinde yanyana noktaları farklı şekilde mıknatıslayarak sesleri kodlamayı başardı. “Telegrafon” adı verilen bu icat 1900 yılındaki Paris Fuarı’nda Avusturya İmparatoru Franz Josef’in sesini kaydetmekte kullanıldı. Bu kayıt, dünyadaki en eski manyetik ses kaydıdır.

Sonraki yıllarda manyetik yöntemle ses kaydı tekniği Avrupa’da, özellikle de Almanya’da ilerletildi. 1920’lerde uzun çelik şeritler kullanılıyordu ama bunlar ağır ve bükülmez oldukları için kullanışsızdılar. 1928’de Fritz Pfleumer kağıt şeritlerini bir demir oksit tabakayla kaplayarak hafif bir teyp bandı üretti. 1930’larda AEG ilk teyp kayıt cihazını geliştirdi ve ardından IG Farben (sonradan BASF) şirketinde bugünkü hafif plastik teyp bantları icat edildi. O dönemde savaş havasına girildiği için bu icatlar gizli tutuldu. Savaştan sonra Almanya’nın işgal edilmesiyle teyp teknolojisi Amerika’ya taşındı. 1950’lerde müzik, TV, sinema sanayii tamamen manyetik teyp kullanılır olmuştu.

Bilgi depolama teknolojisinde gerçek devrim, IBM’in 1956’da geliştirdiği RAMAC’la başladı. RAMAC iki yüzü de manyetik bir malzemeyle kaplı birkaç metal diskten oluşur. Bu diskler eksenleri boyunca beraberce dönerler. Her diskin her bir yüzündeki veriler, bir pikap iğnesi gibi içeri dışarı oynayan bir “kafa” ile okunur ve yazılır. Bugün bilgisayarlarımızda bulunan sabit diskler de tamamen aynı prensiple çalışır (hızla dönmesine rağmen “sabit disk” denmesi bilgisayara bir kere takıp bırakmamızdan, taşınabilir disklerden olmamasındandır)

RAMAC’ın en önemli özelliği hem büyük kapasiteli (5 megabayt) olması, hem de “rastgele erişimli” olmasıydı. Yani, istenilen bir veriye hemen disk üzerinde ulaşılabiliyordu. Disklerin en yakın rakibi olan manyetik teyplerde böyle bir lüks yoktu; istenen bir veriye ulaşmak için bandı ileri veya geri sarmak gerekiyordu. Rastgele erişim sadece zaman kazandırıcı bir özellik olmanın çok ötesindeydi: Bu sayede bir bilgisayarda etkileşimli çalışmak, farklı kullanıcıların talep ettiği farklı dosyaları yüklemek, paylaşımlı bir bilgisayar sistemi yaratmak mümkün olabilmişti.

Sabit disklerin kapasitesi (birim alana sığdırılan bit sayısı), işlemcilerdeki transistörler için geçerli olan Moore yasası gibi, geçen yıllar içinde geometrik olarak arttı. Bu artış kısmen fiziken daha küçük bir alana bilgi sıkıştırma kabiliyetinden, kısmen de disklerin, depolama alanını daha verimli kullanan algoritmalar ile programlanmış olmasından kaynaklanıyor.

Sabit diskler hâlâ büyük ölçekli veri depolama için en iyi, hatta bazen tek çözüm. Yarıiletken teknolojisine dayalı flash bellekler ve SSD’ler gibi depolama araçları hızla gelişiyor ama hem kapasiteleri hâlâ manyetik disklerin çok altında, hem de kullanıldıkça bozuluyorlar.

Manyetik depolama cihazlarının veya diğer teknolojilerin belli yıllar arasında sırayla hüküm sürdüklerini, yenisi çıkınca eskisinin bırakıldığını düşünmek hatalı olur. Yeni teknolojiler bazı konularda avantaj sağlasa da, eski teknolojiler bazen denenmişlikleri, bazen ucuzlukları, bazen de alışılmış olmaları sebebiyle uzun zaman daha yaşamaya devam ettiler. 1980’lerde üniversiteye gidenler size delikli kartlarla nasıl program yazdıklarını anlatabilirler. Manyetik teypler yakın zamana kadar büyük kapasiteleri sebebiyle kullanımda kaldılar. Teknolojik gelişim ve bir icadın bir diğerinin yerini alması uzun yıllara yayılan bir süreç olabiliyor.

Manyetik depolama, özellikle de rastgele erişimli sabit disk teknolojisi, bilgisayarlarda önceden mümkün olmayan gelişmelere yol açtı. Bilgisayarların birden fazla kullanıcı tarafından etkileşimli olarak kullanılabilmelerini sağladı. Yüksek kapasitesiyle, karmaşık programların kullanılabilmesine imkân verdi. Verilerin büyük miktarlarda biriktirilmesi ve daha sonra büyük ölçekte işlenmesi mümkün oldu.

Sabit diskler olmasaydı bilgisayarlarımızı göze hoş görünen bir pencereli grafik arayüzle kullanamaz, bir fareye tıklayarak anında bir program çalıştıramaz, fantastik bir dünyanın içine gömüldüğümüz oyunlar oynayamazdık. Gerçekçi görsel efektler kullanan filmler yapılamazdı. Veri madenciliği ve “büyük veri” kavramları düşünülemezdi. Google, Youtube, Wikipedia’yı bırakın, Web bile mevcut olmazdı.—>3.Bölüm

Kaynaklar

• AçıkBilim
• Computer History Museum
• Martin Campbell-Kelly, William Aspray. Computer: A History of the Information Machine. 2nd edition, Westview Press, 2004.
• Paul E. Ceruzzi. A History of Modern Computing. 2nd edition, MIT Press, 2003.
• Barry Whyte. A Brief History of Areal Density. 18 Eylül 2009.