Bölüm 1.1: Temel Kavramlar

Bilgisayar ve Programlamaya Giriş
Bilgisayarın çalışma prensibiİkili sistem Veri temsiliBilgisayar türleriBilgi teknolojileri
Sercan KÜLCÜ · Giresun Üniversitesi

Giriş

Öğrenme Çıktıları

Çalışma prensibi

Giriş, işlem, çıkış ve depolama aşamalarını açıklamak.

Sayısal temsil

Bit, bayt, ikili sayı sistemi ve mantıksal işlemlerin rolünü yorumlamak.

Bilgisayar türleri

Bilgisayarları kullanım amacı ve kapasitesine göre karşılaştırmak.

Bilgi teknolojileri

Verinin bilgiye dönüşümünü ve BT'nin günlük yaşamdaki rolünü açıklamak.

Çalışma Prensibi

Bilgisayar Nedir?

Bilgisayar, aldığı verileri programlardaki komutlara göre işleyen elektronik bir sistemdir.

  • Veri: işlemden önceki ham değer. Bilgi: yorumlanabilir sonuç.
  • Kullanıcıdan veya başka sistemlerden veri alır.
  • Veriyi işler ve anlamlı sonuç üretir.
  • Sonuçları sunar veya daha sonra kullanmak üzere saklar.
Veri (girdi)12 ve 8Bilgisayarkomutları uygular12 + 8 = 20Program“topla”Bilgi (çıktı)Toplam: 20

Çalışma Prensibi · Adım adım

Temel Çalışma Döngüsü

GirişInputİşlemProcessÇıkışOutputDepolamaStorageyazoku

Bilgisayar her işte aynı dört aşamayı kullanır. Örnek: bir öğrenci bilgi sisteminde ortalama hesabı.

GirişInputvize = 70, final = 90İşlemProcessÇıkışOutputDepolamaStorageyazoku

Giriş: Öğretmen formda vize = 70, final = 90 yazar. Klavye bu değerleri bilgisayara iletir.

GirişInputvize = 70, final = 90İşlemProcess0,4·70 + 0,6·90 = 82ÇıkışOutputDepolamaStorageyazoku

İşlem: CPU formülü uygular: 0,4 × 70 + 0,6 × 90 = 82. Bu bir aritmetik işlemdir.

GirişInputvize = 70, final = 90İşlemProcess0,4·70 + 0,6·90 = 82ÇıkışOutputOrtalama: 82DepolamaStorageyazoku

Çıkış: Sonuç ekranda "Ortalama: 82" olarak görünür. Monitör çıkış birimidir.

GirişInputvize = 70, final = 90İşlemProcess0,4·70 + 0,6·90 = 82ÇıkışOutputOrtalama: 82DepolamaStoragekayıt → veri tabanıyazoku

Depolama: Not kaydı veri tabanına yazılır. Daha sonra okunup yeniden işlenebilir (çift yönlü ok).

Çalışma Prensibi

Giriş (Input)

Giriş, bilgisayarın kullanıcıdan, sensörden veya başka bir sistemden veri almasıdır.

A
Klavye

Karakter ve komut

↖
Fare

Konum ve tıklama

◎
Mikrofon

Ses dalgası

▣
Sensör

Fiziksel ölçüm

Tuşa basılır“A”Klavye denetleyicisituş kodu gönderirKarakter kodu65Bellekte bitler01000001

Her giriş birimi, fiziksel olayı sayılara (bitlere) çevirir.

Çalışma Prensibi

İşlem (Process)

  • Merkezî işlem birimi (CPU), program komutlarını sırayla yürütür; kontrol birimi bu sırayı yönetir.
  • ALU (aritmetik-mantık birimi) hesaplamaları yapar: 12 + 8 = 20.
  • Mantıksal işlemler karşılaştırma ve karar vermeyi sağlar.
  • Veriler ve komutlar ikili biçimde temsil edilir.
CPUKontrol birimisıradaki komut: ADDYazmaçlarR1 = 12R2 = 8R3 = 20ALU12 + 8 = 2020 > 15 ?→ true (1)

Çalışma Prensibi

Çıkış ve Depolama

RAM (geçici)SSD (kalıcı)odev.docxtarayıcıfoto.jpgGüç: açık

Açık belge ve çalışan programlar RAM'de tutulur: hızlı erişim.

RAM (geçici)SSD (kalıcı)odev.docxtarayıcıodev.docxfoto.jpgkaydetGüç: açık

Kaydet komutu belgeyi RAM'den SSD'ye kopyalar.

RAM (geçici)SSD (kalıcı)boşodev.docxfoto.jpgGüç: KESİLDİ

Güç kesilince RAM silinir; SSD'deki dosyalar korunur.

Çıkış

İşlenmiş bilgi monitör, yazıcı veya hoparlörle sunulur.

hesap sonucu → ekran
Geçici depolama (RAM)

Hızlıdır; güç kesilince içeriği kaybolur.

Kalıcı depolama

SSD, sabit disk, USB bellek; veriyi güç olmadan da korur.

Sayısal Temsil

Her Veri Sayıya Dönüşür

Metin

Karakterler sayısal kodlarla temsil edilir.

A → 65 → 01000001
Fare hareketi

Ekrandaki konum koordinatlara çevrilir.

(x, y) → (420, 180)
Görüntü

Her piksel renk bileşenlerinden oluşur.

RGB(255, 0, 0)
Ses

Ses dalgası belirli aralıklarla örneklenir.

genlik → sayı dizisi
Harf “A”65Fare konumu(420, 180)Kırmızı piksel(255, 0, 0)Ses dalgası0, 5, 7, 4, …Bellekte hepsi bit dizisi: 65 → 01000001

Sayısal Temsil · Adım adım

Bit ve İkili Sistem: İkiliden Onluğa

Bit, binary digit ifadesinin kısaltmasıdır ve yalnızca 0 ya da 1 değerini alır. 8 bit = 1 bayt.

012816403201608040211Basamak değerleri (2'nin kuvvetleri):

8 bitlik dizi: her konumun değeri, sağdan sola 1, 2, 4, … 128 diye ikiye katlanır.

012816403201608040211Basamak değerleri (2'nin kuvvetleri):toplam = 64 = 64

6. konumdaki bit 1 → değeri 64 toplama eklenir. 0 olan bitler katkı yapmaz.

012816403201608040211Basamak değerleri (2'nin kuvvetleri):toplam = 64 + 1 = 65

0. konumdaki bit 1 → değeri 1 toplama eklenir. 0 olan bitler katkı yapmaz.

012816403201608040211Basamak değerleri (2'nin kuvvetleri):toplam = 64 + 1 = 65ASCII 65 → “A”

01000001₂ = 65₁₀. ASCII tablosunda 65 sayısı A harfine karşılık gelir.

Sayısal Temsil

İkili Basamakların Değeri

Bit sayısıKombinasyonİşaretsiz değer aralığı
1 bit21 = 20–1
2 bit22 = 40–3
8 bit28 = 2560–255
10 bit210 = 1.0240–1.023
32 bit2320–4.294.967.295

Her yeni bit, temsil edilebilen farklı değer sayısını iki katına çıkarır: n bit → 2n değer.

01000110110000010100111001011101111 bit22 bit43 bit8sayı:

Sayısal Temsil · Adım adım

Kaç Bit Gerekir? 58 Harf

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf

Türk alfabesinde 29 harf var; büyük ve küçük harfler ayrı kodlanırsa N = 58 farklı değer gerekir. Soru: en az kaç bit?

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf1 bit → 2 kod2 < 58 → yetmez

Tek bit yalnızca 2 kod verir (0 ve 1). 2 < 58 olduğu için döngü sürer.

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf2 bit → 4 kod4 < 58 → yetmez

Bir bit eklenince kod sayısı ikiye katlanır: 4. Hâlâ 58’den az.

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf3 bit → 8 kod8 < 58 → yetmez

Bir bit eklenince kod sayısı ikiye katlanır: 8. Hâlâ 58’den az.

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf4 bit → 16 kod16 < 58 → yetmez

Bir bit eklenince kod sayısı ikiye katlanır: 16. Hâlâ 58’den az.

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf5 bit → 32 kod32 < 58 → yetmez

Bir bit eklenince kod sayısı ikiye katlanır: 32. Hâlâ 58’den az.

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf6 bit → 64 kod64 ≥ 58 → yeter

6 bit → 64 kod. 64 ≥ 58: koşul artık sağlanmıyor, döngü durur.

2n=14n=28n=316n=432n=564n=6N = 58 harf6 bit → 64 kod64 ≥ 58 → yeter6 kod boşta kalır

Sonuç 6 bit; 64 − 58 = 6 kod kullanılmaz. Rakamlar ve noktalama da eklenince 64 yetmez, 7 bit (128) gerekir: ASCII bu yüzden 7 bitliktir.

N = 58   (29 büyük + 29 küçük harf)
n = 1; kapasite = 2
kapasite < N iken: n = n + 1; kapasite = kapasite × 2
kapasite ≥ N → n bit yeter

Sayısal Temsil · Adım adım

Onluktan İkiliye Dönüşüm: 45

Sürekli 2'ye böl, kalanı yazKalanlar alttan üste okunur32?16?8?4?2?1?

45 sayısını ikiliye çevireceğiz. Yöntem: bölüm 0 olana kadar 2'ye böl, her adımda kalanı (0 ya da 1) not al.

Sürekli 2'ye böl, kalanı yaz45 ÷ 2 = 22kalan 1Kalanlar alttan üste okunur32?16?8?4?2?11

45 ÷ 2 = 22, kalan 1 (tek sayı → kalan 1). İlk kalan en sağdaki (1'ler) basamaktır.

Sürekli 2'ye böl, kalanı yaz45 ÷ 2 = 22kalan 122 ÷ 2 = 11kalan 0Kalanlar alttan üste okunur32?16?8?4?2011

22 ÷ 2 = 11, kalan 0 (çift sayı → kalan 0). Bu kalan bir soldaki basamağa yazılır.

Sürekli 2'ye böl, kalanı yaz45 ÷ 2 = 22kalan 122 ÷ 2 = 11kalan 011 ÷ 2 = 5kalan 1Kalanlar alttan üste okunur32?16?8?412011

11 ÷ 2 = 5, kalan 1 (tek sayı → kalan 1). Bu kalan bir soldaki basamağa yazılır.

Sürekli 2'ye böl, kalanı yaz45 ÷ 2 = 22kalan 122 ÷ 2 = 11kalan 011 ÷ 2 = 5kalan 15 ÷ 2 = 2kalan 1Kalanlar alttan üste okunur32?16?81412011

5 ÷ 2 = 2, kalan 1 (tek sayı → kalan 1). Bu kalan bir soldaki basamağa yazılır.

Sürekli 2'ye böl, kalanı yaz45 ÷ 2 = 22kalan 122 ÷ 2 = 11kalan 011 ÷ 2 = 5kalan 15 ÷ 2 = 2kalan 12 ÷ 2 = 1kalan 0Kalanlar alttan üste okunur32?16081412011

2 ÷ 2 = 1, kalan 0 (çift sayı → kalan 0). Bu kalan bir soldaki basamağa yazılır.

Sürekli 2'ye böl, kalanı yaz45 ÷ 2 = 22kalan 122 ÷ 2 = 11kalan 011 ÷ 2 = 5kalan 15 ÷ 2 = 2kalan 12 ÷ 2 = 1kalan 01 ÷ 2 = 0kalan 1Kalanlar alttan üste okunur32116081412011

1 ÷ 2 = 0, kalan 1 (tek sayı → kalan 1). Bu kalan bir soldaki basamağa yazılır. Bölüm 0 oldu, bölme biter.

Sürekli 2'ye böl, kalanı yaz45 ÷ 2 = 22kalan 122 ÷ 2 = 11kalan 011 ÷ 2 = 5kalan 15 ÷ 2 = 2kalan 12 ÷ 2 = 1kalan 01 ÷ 2 = 0kalan 1Kalanlar alttan üste okunur32116081412011101101₂kontrol: 32 + 8 + 4 + 1 = 45

Kalanlar son bölmeden ilke okununca 45₁₀ = 101101₂. Doğrulama: basamak değerlerini topla.

Sayısal Temsil

Transistörler

  • İşlemciler çok sayıda transistörden oluşur.
  • Transistör, elektrik akımını kontrol eden çok küçük bir anahtar gibi çalışır.
  • Kapı gerilimi transistörü iletime (akım geçer) veya kesime (akım geçmez) sokar; bu iki durum 1 ve 0 olarak yorumlanır.
  • Milyarlarca anahtarın düzenli çalışması karmaşık işlemleri mümkün kılar.
Kesimde (OFF)+5 Vkapı0 Vbit 0İletimde (ON)+5 Vkapı5 Vakımbit 1

Veri Temsili

Metin ve Sayılar

Sayılar

Tam ve kayan noktalı sayılar, belirli ikili kodlama kurallarıyla saklanır.

13 → 00001101
Karakterler

ASCII ve Unicode, karakterlerle sayısal kodları eşleştirir.

A → U+0041
Kodlama

Aynı bit dizisinin anlamını kullanılan kodlama standardı belirler.

Unicode

Farklı alfabeler ve simgeler için geniş bir karakter kümesi sunar.

Ğ · 中 · €
01000001aynı 8 bittam sayı olarak okunursa → 65ASCII karakter olarak → “A”

Veri Temsili

Görüntüler

  • Dijital görüntü, piksel adı verilen küçük renk hücrelerinden oluşur.
  • Çözünürlük, yatay ve dikey piksel sayısını belirtir.
  • RGB modelinde renk; kırmızı, yeşil ve mavi bileşenlerle tanımlanır.
  • Her bileşen 0–255 arası bir sayıdır (1 bayt). RGB(255, 255, 255) beyaz, RGB(0, 0, 0) siyahtır.
8 × 6 =48 pikselR59 = 00111011G130 = 10000010B246 = 111101101 piksel = 3 bayt → 48 × 3 = 144 bayt

Veri Temsili

Renk Derinliği ve Görüntü Boyutu

Bit / pikselFarklı renkTipik kullanım
121 = 2Siyah-beyaz çizim, faks, tarama
828 = 256Gri tonlama ya da paletli görüntü (GIF)
24224 = 16.777.216Fotoğraf: R, G, B için 8’er bit
3216,7 milyon + saydamlıkArayüz grafikleri, PNG (alfa kanalı)
Boyut formülü

Sıkıştırmasız görüntü = genişlik × yükseklik × bit derinliği ÷ 8 bayt.

Örnek: 800 × 600

24 bit: 800 × 600 × 3 = 1.440.000 bayt ≈ 1,37 MB. Aynı görüntü 1 bitle: 60.000 bayt ≈ 58,6 KB.

Renk derinliği arttıkça renk geçişleri yumuşar ama dosya büyür; 8 bitlik palette gökyüzü gibi geçişler basamaklı görünür.

Veri Temsili

Ses ve Video

Ses

Analog dalga eşit aralıklarla ölçülür (örnekleme); her ölçüm bir sayıya yuvarlanır.

457775420002genlikzaman

Örnekler: 4, 5, 7, 7, 7, 5, 4, 2, 0, 0, 0, 2

Video

Görüntü karelerinin art arda gösterilmesi hareket algısı oluşturur. Ses çoğunlukla ayrı bir kanalda saklanır.

kare 1kare 2kare 3kare 4
30 fps: saniyede 30 kare

Veri Temsili · Adım adım

Sesi Sayısallaştırma: Örnekle, Nicemle, Kodla

zaman →Analog sinyalmikrofon gerilimizamanla sürekli değişirher an bir değer var:sonsuz sayıda noktabilgisayar bunu saklayamaz

Mikrofon sesi sürekli değişen bir gerilime çevirir. Bu analog sinyalin her anında bir değer vardır; sonsuz sayıda değer saklanamaz.

zaman →4,766,556,554,762,240,450,452,24Örneklemeeşit aralıklarla 8 ölçümölçümler arası kaybolurörnekleme hızı: saniyedekiölçüm sayısı (Hz)CD: 44.100 Hz

Örnekleme: sinyal eşit aralıklarla ölçülür. Ölçümler ondalıklıdır (4,76; 6,55…); iki ölçüm arasındaki değişim kaydedilmez.

zaman →0123456757752002Nicemleme3 bit → 2³ = 8 düzey (0…7)her örnek en yakın düzeyeyuvarlanır: 4,76 → 5en büyük hata: 0,45 düzey16 bit → 65.536 düzey

Nicemleme: 3 bit yalnızca 8 düzey tanır; her ölçüm en yakın düzeye yuvarlanır. Aradaki fark (en çok 0,45) nicemleme hatasıdır.

zaman →01234567577520023 bitlik kodlar1011111111010100000000108 örnek × 3 bit = 24 bit

Kodlama: her düzey 3 bitlik ikili sayıyla yazılır; 5 → 101, 7 → 111. Sekiz örnek 24 bit tutar.

zaman →0123456757752002CD kalitesi, 1 dakika44.100 örnek/s × 16 bit × 2 kanal= 1.411.200 bit/s× 60 s = 84.672.000 bit÷ 8 = 10.584.000 bayt≈ 10,1 MB

Gerçek ses saniyede binlerce örnek alır. CD kalitesi: 44.100 Hz, 16 bit, 2 kanal → bir dakika ≈ 10,1 MB (1 MB = 1.048.576 bayt).

zaman →01234567577520021 dakika müzikSıkıştırmasız (WAV)≈ 10,1 MBMP3, 128 kbit/s960.000 bayt ≈ 0,92 MB

MP3 gibi kayıplı biçimler kulağın zor fark ettiği ayrıntıları atar: 128 kbit/s ile bir dakika 960.000 bayt, yaklaşık 11 kat küçük.

analog sinyal: sürekli dalga
örnekle: eşit aralıklarla ölç
nicemle: en yakın düzeye yuvarla (3 bit → 0…7)
kodla: her düzeyi 3 bitle yaz
boyut = örnekleme hızı × bit derinliği × kanal × süre
kayıplı sıkıştır (MP3)

Veri Temsili

Kayıpsız ve Kayıplı Sıkıştırma

KayıpsızKayıplı
AçılıncaÖzgün veri bit bit aynen geri gelirÖzgüne yakın bir kopya elde edilir
YöntemTekrarları kısaltır (RLE, ZIP)Göz ve kulağın zor fark ettiği ayrıntıyı atar
Örnek biçimlerZIP, PNG, FLACJPEG, MP3, MP4 (H.264)
Tipik küçülmeÇoğunlukla 2–3 kat10 kat ve daha fazlası
Uygun veriMetin, program, tablo, tıbbi görüntüFotoğraf, müzik, video
Kayıplı bir dosya her düzenleyip yeniden kaydedişte biraz daha bozulur; atılan ayrıntı geri gelmez. Bir programın ya da metnin tek biti bile değişse dosya işe yaramaz, bu yüzden onlar yalnızca kayıpsız sıkıştırılır.

Veri Temsili · Adım adım

Çalışma Uzunluğu Kodlaması (RLE)

Görüntü satırı (16 piksel, piksel başına 1 bayt)M0M1M2M3M4M5B6B7B8B9M10M11M12B13B14B15sayaç = 1Çıktı:

Satırda iki renk var: M (mavi) ve B (beyaz). İlk pikselde sayaç 1, geçerli renk M.

Görüntü satırı (16 piksel, piksel başına 1 bayt)M0M1M2M3M4M5B6B7B8B9M10M11M12B13B14B15sayaç = 6Çıktı:

1–5 numaralı pikseller de M: her birinde sayaç bir artar. 5. pikselde sayaç = 6.

Görüntü satırı (16 piksel, piksel başına 1 bayt)M0M1M2M3M4M5B6B7B8B9M10M11M12B13B14B15sayaç = 1Çıktı:(6, M)

6. piksel B: renk değişti. Biten koşu (6, M) olarak yazılır; sayaç 1’e döner, yeni renk B.

Görüntü satırı (16 piksel, piksel başına 1 bayt)M0M1M2M3M4M5B6B7B8B9M10M11M12B13B14B15sayaç = 1Çıktı:(6, M)(4, B)(3, M)

Aynı kural iki kez daha işledi: dört B → (4, B), üç M → (3, M). 13. pikselde yeni bir B koşusu başladı.

Görüntü satırı (16 piksel, piksel başına 1 bayt)M0M1M2M3M4M5B6B7B8B9M10M11M12B13B14B15sayaç = 3Çıktı:(6, M)(4, B)(3, M)(3, B)

Satır bitti: açık kalan son koşu (3, B) de yazılır. Çıktıda 4 çift var.

Görüntü satırı (16 piksel, piksel başına 1 bayt)M0M1M2M3M4M5B6B7B8B9M10M11M12B13B14B15Çıktı:(6, M)(4, B)(3, M)(3, B)Çözme: (6, M) → MMMMMM, (4, B) → BBBB … satır birebir geri gelir: kayıpsız.

Her çift 2 bayt: 4 × 2 = 8 bayt, özgün 16 baytın yarısı. Çözülünce satır aynen geri gelir; bilgi kaybı yoktur.

Görüntü satırı (16 piksel, piksel başına 1 bayt)M0B1M2B3M4B5M6B7M8B9M10B11M12B13M14B15Çıktı:16 çift × 2 bayt = 32 bayt: özgün 16 bayttan büyük!

Kötü durum: renk her pikselde değişirse her koşu 1 uzunluktadır; 16 çift = 32 bayt. RLE ancak uzun tekrarlarda (çizim, ikon, tarama) işe yarar.

sayaç = 1; renk = ilk piksel
sonraki piksel aynı renkse: sayaç = sayaç + 1
renk değişince: (sayaç, renk) yaz; sayaç = 1
satır bitince: son çifti yaz
boyut: 16 bayt → 4 çift × 2 bayt
kötü durum: M B M B …

Veri Temsili

Bellek Ölçü Birimleri

BirimAçılımİkili karşılığı
bitBinary digit0 veya 1
baytByte8 bit
KBKilobyte1.024 bayt
MBMegabyte1.024 KB
GBGigabyte1.024 MB
TBTerabyte1.024 GB
PBPetabyte1.024 TB
Aynı 1 TB disk, iki sayımÜretici (ondalık birim)10¹² = 1.000.000.000.000 bayt÷ 2³⁰ (1 GiB = 1.073.741.824 bayt)İşletim sistemi (ikili)≈ 931 GiBÇubuk boyları aynı ölçekte: 931 / 1000Kayıp yok; yalnızca birim farklı.

Tablodaki 1.024 katları IEC standardında KiB, MiB, GiB diye yazılır. Disk üreticileri ondalık tanımı kullanır (1 GB = 109 bayt); bu yüzden 1 TB disk işletim sisteminde ≈ 931 GiB görünür.

Veri Temsili · Adım adım

Birimlerin Ölçeği

bit0 / 1

bit: en küçük birim, 0 ya da 1. Örnek: tek bir anahtar.

bit0 / 1Bayt8 bit×8

1 bayt = 8 bit. Bir bayt 28 = 256 farklı değer alır; örnek: 1 karakter: “A”.

bit0 / 1Bayt8 bit×8KB1.024 B×1024

1 KB = 1.024 B (210 kat). Örnek: yarım sayfa düz metin ≈ 2 KB.

bit0 / 1Bayt8 bit×8KB1.024 B×1024MB1.024 KB×1024

1 MB = 1.024 KB (210 kat). Örnek: telefon fotoğrafı ≈ 3 MB.

bit0 / 1Bayt8 bit×8KB1.024 B×1024MB1.024 KB×1024GB1.024 MB×1024

1 GB = 1.024 MB (210 kat). Örnek: HD film ≈ 4 GB.

bit0 / 1Bayt8 bit×8KB1.024 B×1024MB1.024 KB×1024GB1.024 MB×1024TB1.024 GB×1024

1 TB = 1.024 GB (210 kat). Örnek: dizüstü diski ≈ 1 TB.

Çubuk yükseklikleri ölçekli değildir; her basamakta boyut yaklaşık bin kat büyür.

Veri Temsili

Bit mi Bayt mı? Hız ve Boyut

Küçük b, büyük B

b bit, B bayttır: 100 Mb ile 100 MB arasında 8 kat fark vardır.

Hız bit ile ölçülür

Ağ hızı saniyedeki bit sayısıdır: 100 Mbps = 100.000.000 bit/s (M = 106).

Boyut bayt ile ölçülür

Dosya ve disk boyutu bayttır: MB, GB.

011010018 bit (b) = 1 bayt (B)
Hesap: 100 Mbps bağlantıda 3 GB dosyaSonuç
Hız bayta çevrilir: 100.000.000 ÷ 812.500.000 bayt/s = 12,5 MB/s
Dosya bite çevrilir: 3 × 109 bayt × 824 × 109 bit
Süre: 24 × 109 ÷ 108240 s = 4 dakika (en iyi durum)

Gerçekte protokol ek yükü ve ağı paylaşan cihazlar nedeniyle süre daha uzundur.

Veri İşleme

Aritmetik ve Mantıksal İşlemler

Aritmetik

Sayısal değerler üzerinde hesaplama yapar.

+ − × ÷ %
Karşılaştırma

İki değerin ilişkisini sınar.

> < ≥ ≤ == !=
Mantıksal

Birden fazla koşulu birleştirir veya tersine çevirir.

AND OR NOT
Karar

Sonuca göre programın izleyeceği yolu belirler.

puan ≥ 60 → geçti
Aritmetik(60 + 80) / 2 = 70Karşılaştırma70 ≥ 60 → trueMantıksaltrue AND true → trueKarar→ “geçti”Örnek: vize 60, final 80, devam_ok = true

Veri İşleme · Adım adım

Parite Biti ile Hata Yakalama

Gönderici11. bit02. bit13. bit14. bit05. bit06. bit17. bit parite1’lerin sayısı: 4 → çiftÇift parite kuralı8 bitteki 1’lerin sayısıher zaman çift olmalıtek çıkarsa → hata varçift çıkarsa → hata yok (?)

Gönderilecek veri 1011001 (ASCII’de “Y”, 89). Yedi veri bitinde 4 tane 1 var.

Gönderici11. bit02. bit13. bit14. bit05. bit06. bit17. bit0parite1’lerin sayısı: 4 → çiftÇift parite kuralı8 bitteki 1’lerin sayısıher zaman çift olmalıtek çıkarsa → hata varçift çıkarsa → hata yok (?)

Çift parite: 1 sayısı zaten çift olduğu için parite biti 0. Gönderilen 8 bit: 10110010.

Alıcı11. bit02. bit03. bit14. bit05. bit06. bit17. bit0pariteÇift parite kuralı8 bitteki 1’lerin sayısıher zaman çift olmalıtek çıkarsa → hata varçift çıkarsa → hata yok (?)

İletim sırasında gürültü 3. biti 1’den 0’a çevirdi. Alıcıya 10010010 ulaştı.

Alıcı11. bit02. bit03. bit14. bit05. bit06. bit17. bit0parite1’lerin sayısı: 3 → tek✗ Tek sayı: hata yakalandı → yeniden gönderÇift parite kuralı8 bitteki 1’lerin sayısıher zaman çift olmalıtek çıkarsa → hata varçift çıkarsa → hata yok (?)

Alıcı 1’leri sayar: 3, yani tek. Kural bozulduğu için hata fark edilir; hangi bitin bozulduğu ise bilinemez, veri yeniden istenir.

Alıcı11. bit02. bit03. bit04. bit05. bit06. bit17. bit0parite1’lerin sayısı: 2 → çift✓ Çift sayı: hata görülmedi (ama veri bozuk!)Çift parite kuralı8 bitteki 1’lerin sayısıher zaman çift olmalıtek çıkarsa → hata varçift çıkarsa → hata yok (?)

İki bit birden bozulursa 1 sayısı yine çift kalır: alıcı veriyi doğru sanar. Parite yalnızca tek sayıda bit hatasını yakalar.

veri = 1011001; 1’leri say
çift parite: parite = 0 → 10110010 gönder
iletimde 3. bit bozuldu
alıcı 1’leri sayar: tekse hata
iki bit bozulursa: çift → hata görülmez

Bilgisayar Türleri

Kapasite ve Kullanım Amacına Göre

Süper bilgisayarYoğun bilimsel hesaplama
Ana bilgisayarÇok sayıda güvenilir işlem
SunucuAğ üzerinden hizmet
Kişisel bilgisayarBireysel kullanım
Gömülü sistemBelirli bir cihaz işlevi
İnce istemciMerkezî sisteme erişim
Mobil cihazTaşınabilir kullanım
Kuantum bilgisayarÖzel problem sınıfları
Sınıflandırma kesin sınırlar içermez. Aynı cihaz, kullanım senaryosuna göre birden fazla kategoriyle ilişkilendirilebilir.

Bilgisayar Türleri

Süper ve Ana Bilgisayarlar

Süper bilgisayar

Çok yüksek hesaplama gücü gerektiren bilimsel problemlerde kullanılır.

Örnek: iklim modelleme, fizik simülasyonları, yapay zekâ eğitimi.

Ana bilgisayar

Çok sayıda eş zamanlı ve güvenilir işlemi kesintisiz yürütmek için tasarlanır.

Örnek: bankacılık, sigorta, büyük kamu sistemleri.

1 büyükproblemdüğüm 1düğüm 2düğüm 3düğüm 4düğüm 5düğüm 6sonuçATMkarthavalesigortae-DevletAna bilgisayarçok işlem, 7/24paralel hesaplama → hızçok sayıda küçük işlem → süreklilik
ÖncelikSüper bilgisayarAna bilgisayar
Temel amaçHesaplama hızıİşlem hacmi ve süreklilik
Tipik iş yüküBüyük bilimsel hesapÇok sayıda kurumsal işlem

Bilgisayar Türleri · Adım adım

Sunucular ve İnce İstemciler

İnce istemci 1ekran + klavyeİnce istemci 2ekran + klavyeİnce istemci 3ekran + klavyeAğSunucuuygulama + veriveri tabanı

Birçok istemci ağ üzerinden aynı sunucuya bağlanır.

İnce istemci 1ekran + klavyeİnce istemci 2ekran + klavyeİnce istemci 3ekran + klavyeAğSunucuuygulama + veriveri tabanıistek: “not listesi”

İstek: İstemci 1 not listesini ister; istek ağ üzerinden sunucuya gider.

İnce istemci 1ekran + klavyeİnce istemci 2ekran + klavyeİnce istemci 3ekran + klavyeAğSunucuuygulama + veriveri tabanısorgu + hesap

İşlem: Asıl iş sunucuda yapılır: veri tabanı sorgulanır, sonuç hesaplanır.

İnce istemci 1ekran + klavyeİnce istemci 2ekran + klavyeİnce istemci 3ekran + klavyeAğSunucuuygulama + veriveri tabanıyanıt: hazır ekran / sonuç

Yanıt: Sonuç istemciye döner. İnce istemci yalnızca gösterir ve girdi alır.

Sunucu

Web, e-posta, dosya, veri tabanı veya uygulama hizmetlerini ağ üzerinden sunar.

İnce istemci

İşlemin çoğunu sunucuya bırakır; yerel donanım ve yönetim ihtiyacı azalır.

Bilgisayar Türleri

Kişisel ve Mobil Cihazlar

▰
Masaüstü

Sabit kullanım, genişletilebilir donanım

▱
Dizüstü

Taşınabilir yapı, batarya

▯
Tablet

Dokunmatik ekran, hafif kullanım

▯
Telefon

Mobil bağlantı, sensörler, uygulamalar

Cihaz seçiminde performans kadar taşınabilirlik, enerji tüketimi, ekran boyutu ve kullanım amacı da önemlidir.

Bilgisayar Türleri · Adım adım

Gömülü Bilgisayarlar

Gömülü bilgisayar, daha büyük bir cihazın içinde belirli bir görevi yerine getirir.

SensörsıcaklıkMikrodenetleyicikararEyleyicikompresörOdaortamhedef sıcaklık: 24 °C

Klimadaki gömülü bilgisayar sürekli bir ölç → karar ver → uygula döngüsü çalıştırır.

SensörsıcaklıkMikrodenetleyicikararEyleyicikompresörOdaortam28 °C28 > 24 ? → evetAÇIKhedef sıcaklık: 24 °C

Sensör 28 °C ölçer. 28 > 24 → kompresör açık; oda soğur.

SensörsıcaklıkMikrodenetleyicikararEyleyicikompresörOdaortam26 °C26 > 24 ? → evetAÇIKhedef sıcaklık: 24 °C

Sensör 26 °C ölçer. 26 > 24 → kompresör açık; oda soğur.

SensörsıcaklıkMikrodenetleyicikararEyleyicikompresörOdaortam24 °C24 > 24 ? → hayırKAPALIhedef sıcaklık: 24 °C

Sensör 24 °C ölçer. 24 > 24 yanlış → kompresör kapanır. Döngü ölçmeye devam eder.

  • Örnekler: otomobil motor denetimi, çamaşır makinesi, klima, tıbbi ölçüm cihazı.
  • Genellikle düşük güç tüketir, sınırlı kaynakla çalışır.
  • Güvenilirlik ve gerçek zamanlı tepki önemlidir.
  • Kullanıcı, içinde bir bilgisayar olduğunu fark etmeyebilir.

Bilgisayar Türleri

Kuantum Bilgisayarlar

Kuantum bilgisayarlar bilgiyi qubit adı verilen kuantum bitleriyle işler.

  • Belirli problemlerde farklı hesaplama yöntemleri sunar.
  • Kriptografi, optimizasyon, kimya ve malzeme araştırmalarında incelenir.
  • Günlük kullanımda klasik bilgisayarların genel amaçlı yerini almış değildir.
Klasik bit01her an ya 0 ya 1Qubit|0⟩|1⟩ölçümden önce: iki durumun birleşimi01ölçüm sonucu: 0 ya da 1 (olasılıkla)

Bilgi Teknolojileri

Bilgi Teknolojisi (BT)

Bilgi teknolojisi, veriyi toplamak, işlemek, saklamak ve iletmek için kullanılan sistemlerin bütünüdür.

DonanımFiziksel cihazlar
YazılımProgramlar ve işletim sistemleri
Veriİşlenen ham değerler
İletişimAğlar ve veri aktarımı
insanlar · süreçler · güvenlik kurallarıBT sistemiDonanımcihazlarYazılımprogramlarVeriham değerlerİletişimağlar
BT sistemi yalnızca bilgisayardan oluşmaz. İnsanlar, süreçler ve güvenlik kuralları da sistemin çalışmasını etkiler.

Bilgi Teknolojileri · Adım adım

Veri ve Bilgi Arasındaki Fark

Ham veri38, 41, 39anlamı belirsizBağlamİşlemBilgi

38, 41, 39: yalnızca sayılar. Ne ölçüldüğü bilinmedikçe anlamı yoktur.

Ham veri38, 41, 39anlamı belirsizBağlamhastanın ateşi, °C3 ölçümİşlemBilgi

Bağlam eklenir: bunlar bir hastanın üç ateş ölçümüdür (°C).

Ham veri38, 41, 39anlamı belirsizBağlamhastanın ateşi, °C3 ölçümİşlem(38 + 41 + 39) / 3= 39,3Bilgi

İşlem: ortalama = (38 + 41 + 39) / 3 = 39,3.

Ham veri38, 41, 39anlamı belirsizBağlamhastanın ateşi, °C3 ölçümİşlem(38 + 41 + 39) / 3= 39,3Bilgiortalama 39,3 °Cateş yüksek

Bilgi: "Ortalama ateş 39,3 °C, yüksek". Artık karar verilebilir.

Veri

Ham ölçüm, sayı, metin veya kayıttır. Bağlam olmadan anlamı belirsiz kalabilir.

Bilgi

Verinin düzenlenmesi ve yorumlanmasıyla ortaya çıkan anlamlı sonuçtur.

Bilgi Teknolojileri

BT'nin Günlük Yaşamdaki Rolü

Eğitim

Çevrim içi dersler, dijital kaynaklar ve öğrenme platformları.

Sağlık

Elektronik kayıtlar, görüntüleme sistemleri ve hasta takibi.

Finans

Bankacılık, ödeme sistemleri ve işlem güvenliği.

İş ve eğlence

Kurumsal iletişim, otomasyon, oyun ve medya hizmetleri.

Bilgi Teknolojileri · Adım adım

Veri Yaşam Döngüsü

1. Toplama2. İşleme3. Saklama4. Sunum

Örnek: bir hava istasyonunun verisi dört aşamadan geçer ve döngü yeniden başlar.

1. Toplamasensör: 21,4 · −99 · 22,1 · 232. İşleme3. Saklama4. Sunum

Toplama: Veri insanlardan, makinelerden veya sensörlerden alınır. Sensör 4 ölçüm gönderdi.

1. Toplamasensör: 21,4 · −99 · 22,1 · 232. İşleme−99 hatalı → atılır; ort. 22,2 °C3. Saklama4. Sunum

İşleme: Hatalar ayıklanır, hesap yapılır. −99 (arızalı ölçüm) atılır; ortalama 22,2 °C.

1. Toplamasensör: 21,4 · −99 · 22,1 · 232. İşleme−99 hatalı → atılır; ort. 22,2 °C3. Saklamaveri tabanına kayıt4. Sunum

Saklama: Veri dosyada, veri tabanında veya bulutta korunur.

1. Toplamasensör: 21,4 · −99 · 22,1 · 232. İşleme−99 hatalı → atılır; ort. 22,2 °C3. Saklamaveri tabanına kayıt4. Sunumgünlük sıcaklık grafiği

Sunum: Sonuç rapor, tablo, grafik veya uygulama ekranıyla paylaşılır; yeni kararlar yeni veri toplamayı başlatır.

Bilgi Teknolojileri

Avantajlar ve Sorumluluklar

Hız ve otomasyon

Veriler hızlı işlenir, tekrarlanan görevler otomatikleşir.

Erişim ve iletişim

Bilgiye farklı yerlerden ulaşmak ve paylaşmak kolaylaşır.

Mahremiyet ve güvenlik

Kişisel veriler yetkisiz erişime ve kayba karşı korunmalıdır.

Doğruluk ve etik

Yanlış veri ve önyargılı sistemler hatalı sonuç üretebilir.

Teknolojik kolaylık, veriyi doğru, güvenli ve sorumlu kullanma yükümlülüğünü ortadan kaldırmaz.

Bilgi Teknolojileri

Bilgi Teknolojilerinin Geleceği

Yapay zekâ

Veriden örüntü öğrenen karar destek ve üretim sistemleri.

Nesnelerin interneti

Sensörlü cihazların ağ üzerinden veri paylaşması.

Bulut bilişim

Hesaplama ve depolama kaynaklarının ağ üzerinden sağlanması.

Büyük veri analitiği

Yüksek hacimli ve çeşitli verilerden anlamlı sonuç çıkarılması.

Nesnelerin internetitoprak nemi: %18Bulut bilişimölçümler saklanırBüyük veribinlerce tarla karşılaştırılırYapay zekâkarar: “şimdi sula”eylem: vana açılır, yeni ölçüm gelirÖrnek: akıllı sulama

Yeni teknolojiler kadar enerji kullanımı, erişilebilirlik, güvenlik ve etik de önem kazanır.

Özet

Bölüm Özeti

  • Bilgisayarlar veriyi giriş, işlem, çıkış ve depolama döngüsünde işler.
  • Tüm veri tipleri bilgisayarda bit dizileriyle temsil edilir.
  • Bit sayısı arttıkça temsil edilebilen değer sayısı iki katına çıkar; ikili–onluk dönüşüm basamak değerleriyle yapılır.
  • AND, OR ve NOT koşulları birleştirir; toplama ve karşılaştırma ALU’da yapılır.
  • Ses örnekleme, nicemleme ve kodlamayla sayıya dönüşür; sıkıştırma kayıpsız (ZIP, PNG) ya da kayıplı (JPEG, MP3) olabilir.
  • Parite biti tek bitlik iletim hatalarını yakalar; ağ hızı bit/s, dosya boyutu bayt ile ölçülür.
  • Bilgisayar türlerini kullanım amacı, kapasite ve çalışma ortamı ayırır.
  • Bilgi teknolojileri donanım, yazılım, veri, iletişim, insanlar ve süreçlerden oluşur.
Bilgisayar veriyi işler. İnsan, bağlam ekleyerek onu bilgiye dönüştürür.

Özet

Kontrol Soruları

  1. Bir ATM işlemindeki giriş, işlem, çıkış ve depolama adımları nelerdir?
  2. 8 bit neden 256 farklı değer gösterebilir?
  3. RAM ile SSD arasındaki temel fark nedir?
  4. Sunucu ile ana bilgisayar hangi yönlerden ayrılır?
  5. Bir sıcaklık ölçümünün bilgiye dönüşmesi için hangi bağlam gerekir?
  6. Bilgi teknolojilerinde güvenlik neden yalnızca teknik bir konu değildir?

Özet

Alıştırmalar

  1. 37 sayısını ikiliye çevirin (2'ye bölme yöntemiyle).
  2. 101011₂ sayısı onluk sistemde kaçtır?
  3. Türk alfabesinin yalnızca 29 büyük harfini kodlamak için en az kaç bit gerekir? Kaç kod boşta kalır?
  4. “Hi” kelimesini ASCII kodlarıyla ve 8 bitlik baytlar olarak yazın (H = 72, i = 105).
  5. 1920×1080 piksellik, piksel başına 3 bayt kullanan bir görüntü sıkıştırılmadan kaç bayt tutar? Yaklaşık kaç MB eder?
  6. 30 fps hızındaki 10 saniyelik bir videoda kaç kare vardır?
Cevapları göster
  1. 37 = 100101₂ (32 + 4 + 1).
  2. 101011₂ = 32 + 8 + 2 + 1 = 43.
  3. 5 bit: 24 = 16 yetmez, 25 = 32 ≥ 29; 32 − 29 = 3 kod boşta kalır.
  4. H = 72 = 01001000, i = 105 = 01101001 → 2 bayt.
  5. 1920 × 1080 × 3 = 6.220.800 bayt ≈ 5,9 MB (1 MB = 1.048.576 bayt alınırsa).
  6. 30 × 10 = 300 kare.

Özet

Kaynaklar

  • Brookshear ve Brylow, Computer Science: An Overview, Pearson.
  • Stallings, Computer Organization and Architecture, Pearson.
  • Unicode Consortium, The Unicode Standard.
  • NIST, Glossary of Key Information Security Terms.

Son

Temel Kavramlar
Sonraki sunum: Bilgisayar Donanımı · Çalışma soruları · Simülatör: Sayı Tabanı Dönüştürücü · Terim sözlüğü
1 / 1 Sercan KÜLCÜ, Tüm hakları saklıdır.