Bilgisayar Mühendisliğine Giriş

Bilgisayar Mühendisliği sürekli kendini yenileyen, süratli bir ilerleme içersinde olan ve günümüzün en popüler çalışma alanlarından biridir.

01 Ocak 2021, Cuma Serkan Yalçın 139
Paylaş: Facebookta Paylaş Twitter da paylaş

Bilgisayar Mühendisliğinin Tanımı

Mühendis dediğimiz kişi bilimsel bilgileri ve verileri kullanarak yeni tasarımlar yeni ürünler üreten ve bunları geliştirmekle sorumlu olan aynı zamanda bunlara en verimli, en ekonomik şekilde ulaşabilen kişi demektir. Bilgisayar mühendisi ise bilişim alanında mühendislik hizmeti veren mühendistir.

Bilgisayar mühendisliği, bilgisayar sistemlerinin yapısı, tasarımı, geliştirilmesi ve bu sistemlerin kullanımlarını içeren bir mühendislik dalıdır. 

Çalışma Alanları

Bilgisayar günümüzde, günlük yaşantının hemen her alanına girmiş bulunmaktadır. Bu olgu bilgisayar devrimi olarak adlandırılmaktadır.
Örneğin, uydulardan alınan fotoğrafların işlenmesi, beyin tomografisi resimlerinin analizine, mimari çizim, mühendislik tasarımı gibi bir çok alanda; robotlar, otomobil fabrikalarında kaynak ve boya gibi insanların yapamayacağı veya yapmaları zararlı olan işlerin yapımında; bilgisayarlara dayalı kontrol sistemleri, taşımacılıkta, hızlı ulaşım sistemlerinin denetiminde, uçakların uçuş kontrolünde, otomobillerin yakıt tüketimi ve hız kontrolünde, eğitim-öğretim gibi bir çok alanda kullanılmaktadır. Bu uygulamalarda bilgisayar karşımıza yalnızca bilgisayar olarak değil telefon santrali, bankamatik makinesi, süpermarket kasiyeri, optik okuyucu gibi birçok değişik şekillerde çıkmaktadır.

Bilgisayar mühendisleri, eğitim, endüstri, ticaret, hizmet, danışmanlık alanlarında faaliyet gösteren özel kuruluşlarda, kamu kuruluşlarında, üniversitelerde, bilgisayar donanımı ve yazılımı üreten ve pazarlayan firmalarda çalışabilirler. Ülkemizde bilgisayar mühendislerinin çalışma alanları, donanım teknolojisini tasarlama ve üretmeden çok yazılım teknolojisi üzerinde yoğunlaşmıştır.

Bilgisayar Mühendisinde Olması Gereken Özellikler

  • Hayal gücü yüksek ve soyut düşünme kabiliyeti olmalıdır.
  •  Sayı ve sembollerle akıl yürütme gücüne sahip olmalıdır.
  •  Bir işi parçalara ayırıp işlem basamaklarını belirleme becerisine sahip olmalıdır.
  •  Mantık yürütme ve tasarım yeteneği sahip olmalıdır. 
  •  Dikkatli, sabırlı, problemler karşısında karamsarlığa kapılmamalıdır. 
  • Kendisine güvenmelidir. 
  • Yeni fikirlere, grup çalışmalarına ve yardımlaşmaya açık olmalıdır.
  • Planlı olmalıdır. • Kendini sürekli yenileme gereği duyan, araştırıcı olmalıdır.
  • Analitik düşünme yeteneğine ve derin matematik bilgisine sahip olmalıdır.

Eğitim Süreci

Bilgisayar Mühendisliği Bölümü'nde yürütülen lisans eğitimi 4 yıldır. İlk iki yılda, ağırlıklı olarak, temel mühendislik ve temel bilgisayar mühendisliği dersleri yer almaktadır. Ayrıca, bilgisayar mühendisleri için gerekebilecek, teknik olmayan yararlı seçimlik dersler de vardır. Sonraki iki yılda ise, zorunlu olarak bilgisayar mühendisliği ile ilgili alınması gereken dersler dışında, öğrencilerin yazılım veya donanım konularına veya bilgisayar mühendisliğinin değişik alanlarına yönlenebilmelerini sağlamak amacı ile, teknik seçmeli dersler konulmuştur. 

Öğrenciler algoritma ve veri yapıları, programlama dilleri, bilgisayar mimarisi, işletim sistemleri, grafik, işaret işleme, akıllı sistemler (yapay zeka), bilgisayar ağları ve güvenliği, web teknolojileri, mikroişlemciler gibi alanlarda dersler alacaklardır.

Mezunların, bilgisayar mühendisliğinin değişik alanlarında çalıştıkları göz önüne alınırsa, teknik seçmeli derslerde yapılacak doğru şeçimin önemi daha da iyi anlaşılacaktır. 

Bilgisayar Terimleri

Bu not da;

  • Genel olarak bilgisayar terimleri nelerdir? 
  • Donanım nedir? 
  • Yazılım nedir? 
  • Bilgisayarın kullandığı sayı sistemini nedir? 
  • Bilgisayarın hafıza birimi nedir? 

gibi soruların cevabı verilecektir. 

Donanım

Donanım bilgisayarın fiziksel parçalarıdır. Yani bilgisayarı oluşturan elektronik parçaların hepsi donanım alanının konusudur. Bilgisayarın monitörü, kasası, kasaya bağlı bileşenler ve kasayı açıp gördüğümüz bütün cihazlar donanımsal bileşenlerdir. Donanımsal aygıtlardan detaylı olarak ileriki derslerimizde bahsedeceğiz. Şimdilik kısaca bilgisayarı oluşturan donanımsal cihazları tanıyalım. 

Ana kart

Ana kart (Mainboard) diğer bütün kartların üzerine takıldığı karttır. Bilgisayar içindeki diğer bütün donanım birimleri ana kart üzerinde toplanır ve ana kart üzerindeki veri yolları vasıtasıyla haberleşir. Ana kart üzerinde her donanım biriminin takılabileceği bir yer mevcuttur. 

İşlemci (CPU)

Bilgisayar içindeki tüm aritmetiksel ve mantıksal işlemlerinin yapıldığı ve tüm işlemlerin kontrol edildiği bölümdür. 

Bilgisayarın asıl yükünü çeken beyin olarak düşünülebilir. Bilgisayarın hızını etkileyen en önemli parçadır. İşlemci hızı MHZ (Mega herz) olarak ölçülür. 1 Mhz= 1.000.000 İşlem/Saniye’dir. Yani 1 Mhz hızındaki bir işlemci saniyede 1 milyon işlem yapar. 

RAM

Bilgisayarın işlem yaparken kullandığı bellektir (hafıza). Bilgisayarın hızını etkileyen diğer bir parçadır. 

Harddisk (Sabitdisk)

Bilgisayarın içindeki depolama birimidir. Veriler hard diskte kalıcı olarak saklanır. Yani bilgisayar kapatıp açıldığında veriler kaybolmaz. 

Ekran Kartı

Bilgisayarda görüntünün oluşturulup ekrana (monitor) aktarılmasını sağlayan cihazdır.

Floppy (Disket) Sürücü ve Disket

Floppy sürücü (Disket sürücü) disket üzerinde okuma ve yazma işlemi yapan birimdir. 

Güç Kaynağı (Power Suply)

Bilgisayara elektriksel güç veren birimdir. Bilgisayar içindeki bütün parçalara elektrik verir. Bilgisayar içinde 5 -12 volt elektrik dolaşır. Güç kaynağı şebekeden gelen elektriği bu seviyelere düşürür. 

Fare(Mouse)

Görsel işletim sistemlerinde birçok işlemi yapmak için kullandığımız ve üzerine tıklandığında işlem yapan bir giriş birimdir. 

Klavye

Bilgisayara karakter girişinin yapıldığı bir giriş birimidir.

Monitör

Bilgisayarda elde edilen sonuçların, görüntülerin ekrana yansıtıldığı elekronik cihazdır.

BIOS (Basic Input Output System)

BİOS yongası (entegresi), bilgisayarın açılışı sırasında parçaları kontrol eden ve onları çalışmaya hazır duruma getiren bir program içerir. ROM (Read Only Memory) türündeki bellek üzerinde kaydedilmiş bir programdır. Bu tür bellekteki bilgiler bilgisayarı kapattığınızda silinmez.

BIOS bugün üretilen ana kartların çoğunda, Flash ROM üzerine kayıtlıdır. Bu türdeki belleğin içeriği bilgisayarı kapadığınızda silinmez ama gerektiğinde özel bir program çalıştırılarak değiştirilebilir.Böylelikle BİOS un içerdiği hatalar giderilebilir. 

BIOS bugün üretilen ana kartların çoğunda, Flash ROM üzerine kayıtlıdır. Bu türdeki belleğin içeriği bilgisayarı kapadığınızda silinmez ama gerektiğinde özel bir program çalıştırılarak değiştirilebilir.Böylelikle BİOS un içerdiği hatalar giderilebilir. 

BIOS’ un ilk görevi, bilgisayarın açılışı sırasında bellek gibi çeşitli parçaları kontrol ederek,bir problem varsa kullanıcıyı uyarmaktır. Bilgisayarın açılışı sırasında özel bir tuşa (genellikle DEL tuşu) basarsanız, karşınıza BIOS setup ekranı gelir. Bu ekranda gerekiyorsa, sabit disk sürücülerinin tipi gibi çeşitli bilgileri ve ayarları değiştirebilirsiniz. 

Yazılım

Yazılım dendiğinde akla bilgisayarın gözle görünmeyen kısmı yani bilgisayar programları akla gelir. Bilgisayarı diğer elektronik cihazlardan farklı kılan programlanabilir olmasıdır. Bilgisayarda akla gelen en önemli yazılım işletim sistemidir.

İşletim sistemi bilgisayara ilk kurulan programdır ve bilgisayarı açtığınızda sazı eline alıp bütün donanımları kullanıcının hizmetine sunan bir ana yazılımdır. Çeşitli amaçlarla bilgisayara kurulan programlar bu işletim sistemi üzerine kurulur. Yani işletim sistemi kullanıcılar ile elektroniksel donanım arasında bir aracı görevi yapar.

Kullanıcılar yapacakları işlemleri işletim sistemi vasıtasıyla bilgisayarın elektronik kısmının detayları ile uğraşmadan basit komutlarla gerçekleştirebilirler. 

İşletim sistemlerine örnek olarak Windows 98, Windows XP, Windows Vista, Lunix ,Unix, Pardus gibi işletim sistemleri gösterilebilir. 

Bilgisayara yüklediğimiz Autocat, MS Office, Photoshop, Dreamwiever, Windows Media Player, Winamp, Win Rar ve bilgisayar oyunları da genel olarak yazılım diye adlandırılabilir. 

Programlama

Bilgisayara belirli bir işi yaptırabilmek için bilgisayarın bu işi yapmak üzere programlanması gerekir. Yani bilgisayara girilen kodlar vasıtası ile bilgisayar bir işi yapabilecek duruma getirilir. Programlama yapabilmek içinde özel olarak geliştirilmiş C, Pascal, Visual Basic, C#, Java gibi programlama dilleri vardır. Her bir programlama dilinin kendine ait bir kodlama stili vardır. Her ne kadar programlama dilleri kodlama konusunda farklılık gösterse de programlama mantığı çok benzerdir. Programlama konusunda daha detaylı bilgiyi Programlama Dilleri derslerinde edineceksiniz.

İkilik Sayı Sistemleri ve Bilgisayar

Özellikle bilgisayar söz konusu olduğunda her şeyin sayılardan ibaret olduğunu inkar etmek mümkün değil. Daha önce eminim duymuşsunuzdur: “Birler ve sıfırların dünyası”. Bilgisayardan beklenen her şey, daha doğrusu insanlar bilgisayara baktığında onlara anlamlı gelen her tülü veri (sayılar, yazılar, resimler, müzikler vs.) sayısal ifadeler olarak tutuluyor. Bütün girdi – çıktı, hatta bilgisayarın içindeki (dışarıdan bağımsız) işlemlerde de aktarılan tüm bilgi sadece sayılardan ibaret. 

Bilgisayar ortamında fiziksel yapıları nedeni ile Binary, ikili sayı sistemi uygundur. Bilgisayarlar sayıları bizim işlediğimiz gibi işleyemezler. Onlar sadece iki sayıdan, 0 ve 1 den anlarlar. Çünkü, sayıların ne kadar basit veya karmaşık olduklarına bakmazlar. Bir bilgisayar sadece iki elektronik durumu, açık veya kapalı olma durumunu anlarlar. Bilgisayar terminolojisinde “gate” kapı olarak bilinen elektronik vanadan akımın geçmesi “on-açık” durumunu gösterirken, akımın geçmemesi “offkapalı” durumunu gösterir. Bu durumları ikili sayılar cinsinden göstermek istersek “açık-1” ve “kapalı-0” ile gösterilebilir. Bu iki durum (0 ve 1) ikili sayı sistemlerinde “bits-binary digits” ikili basamaklar olarak bilinir. Her karakter, bilgisayarda bir dizi bit'ler ile gösterilir.

Örneğin; “01000001” A harfini gösterir. Klavyeden verileri girerken her tuşa basışımızda, her dokunuş bilgisayara iletilmeden önce basılan karaktere uygun olan bitler dizisine dönüştürülür. Bilgisayarlar, verileri bit'ler biçiminde işler ve çıktılar oluşturur. Çıktı ucunda, bitler biçimindeki çıktılar insanların kolayca okuyabileceği biçimlere döndürülerek verilir.

Bilgisayarın kullanıcısı olan insanlar onlu, bilgisayarlar ise ikili sistemi kullandıklarına göre bu iki sistem arasında bir dönüşüme gerek vardır. Gerçekten de sayılar bizden alınırken onlu tabanda alınıp bilgisayara girilirler. Daha sonra bilgisayar ortamında ikili tabana dönüştürülüp  işlenirler ve sonuçlar yeniden onlu tabana dönüştürülüp kullanımımıza sunulurlar.