hesap makinesi
Sayıları toplamakta kullanılan mekanik araç. Hesap makinesinin ilk örnekleri Tarihöncesi dönemde ortaya çıktı: Kayalardaki çizikler, ağaçlardaki çentikler, deri şeritlere atılan düğümler ya da bir araya toplanan çakıllar, bu amaçla kullanılıyordu. Eskiçağ’da ve©rtaçağ’da suyun derinliğini ölçmek için gemi halatına düzenli aralıklarla atılan düğümler ya da bir tahta üstünde kaydırı- lan taş dizileri, hesap makinesinin bazı işlevlerini yerine getirmek için kullanılıyordu; o rtaçağ’da Çinlilerin kul- !andıkları “suan pan” yani günümüzde abak denilen tellere dizilmiş boncuklar (Bk. ABAK) da aynı işlevi gö- rüyordu. Bu eski araçların tümü, kullanıcıların sayı say- mayı bilmesini gerektiriyor; sayıları ve toplamları belirt- mek için fiziksel nesnelerin yerleştirilebileceğini ve oynatılabileceğini gösteriyordu.
Bilinen ilk hesap makinelerinin tasarlanmasında, bu araçlarla ilgili bilgilerden yararlanıldı: Bu makineler de, kullanan insanın toplamayı bilmesini gerektirmeksizin, fiziksel nesneleri hareket ettirerek ve kaydırarak sayıları topluyorlardı. Yararlanılan fiziksel nesneler, bir dişliler dizisi oluşturacak biçimde birbirine koşulmuş dişli çarklar ve sonsuz vida dişlileriydi. İskenderiyeli Heron’un İ.S. II. yy’dan kalma bir yazısında anlattığı bu tür bir makine, bir arabanın aştığı yolu “ok atımı” olarak hesaplayabiliyordu. Bu makinenin saplamalı ya da tek dişli çarkın dönüşüne dayanan çalışma ilkesi, su saatlerinde, gaz saatlerinde, bisiklet ve otomobillerin odometrele- rinde günümüzde de kullanılmaktadır.
XVII yy’da Fransız matematikçi Blaise Pascal, odo- metrenin mekanik düzenlenişini değiştirerek, tezgâhtarlar tarafından çalıştırabilecek bir hesap makinesi haline getirdi. Aynı yüzyılda Alman matematikçisi ve filozofu Gottfried Wilhelm von Leibniz, Pascal’ın makinesinin toplama yeteneğini genişleterek, toplama işlemiyle sonuca ulaşan bir çarpma makinesi yaptı. Toplama makinesinin mekanik ilkeleri genişletilerek, XVIII. ve XIX. yy’larda elle çalıştırılan hesap makinelerinde, XX. yy’daysa elektrikli hesap makinelerinde kullanıldı. XX. yy’ın ortalarında, işyerlerindeki büro makinelerinin elektromekanik toplama işlemlerinin yerini bilgisayarların elektronik devreleri almaya başladı ve 1970’ten sonra, devrelerin iyice minyatürleşmesiyle, ele sığacak küçüklükte hesap makineleri yapma olanağı doğdu.
Elektronik hesap makinesi
Mekanik hesap makinelerinin modern karşılığı olan elektronik hesap makinesi başka birçok işlevi de yerine getirebilir. Çeşitli modellerde üretilen bu makinelerin büyüklüğü, kol saati ile daktilo makinesinin büyüklüğü arasında değişir.
ilkeleri. “Sayısal programlanmış sistemler” adı verilen geniş bir araç-gereç sınıfına giren elektronik hesap makineleri, sayısal teknolojinin dolaysız ürünüdür. Bu tür sistemler, bilgileri iki belirli voltaj düzeyi arasında değiştirerek işleyen devreleri bulunduğu için sayısaldır. Ayrıca bunlar, sistemde depolanmış yönergelere ya da “ko- mutlar”a bağlı olarak, birkaç farklı iş yapabilen devreleri bulunduğu için, programlanmış aygıtlardır.
Bazı hesap makinelerinde komutlar, kalıcı olarak sisteme yerleştirilir. Komutlar, “mikroprogramlı yordam” denilen gruplar halinde programlanır (yani birbirini izleyecek biçimde planlanır). Bu tür programlama, hesap makinesinin ana devre sistemini oluşturan tümleşik devrelerin (ya da baskıdevreler) maliyetini belirgin biçimde azaltma olanağı sağlar. Yapılan programın türüne bağlı olarak, böyle hesap makineleri, yazarkasalar- dan trafik ışığı kontrol sistemlerine kadar çok çeşitli sistemlerde kullanılabilir. Ama kullanıcı bu programları değiştiremez.
Buna karşılık, kullanıcı tarafından programlanabilen hesap makinelerinde, depolanmış komutların bazıları ya da tümü değiştirilebilir. Bu nedenle, “programlanabilir hesap makinesi” denilen aygıt, gerçekte basit bir mikrobilgisayardır; yani simgesel bilgisayar dili kullanılarak değil de özel bir klavyeyle programlanan bir tür bilgisayardır.
Bileşenleri. Aşağıdaki çizimde, programlanmış sayısal sistemlerin ilkelerinin, programlanabilen bir avuçiçi hesap makinesine nasıl uygulandığı gösterilmiştir. Genel çalışma biçimi bilgisayara benzer. Dört ana işlev yerine getirilir: Girdi, depolama, işleme (ya da bilgiişlem) ve çıktı. Girdi, klavyenin çalıştırdığı anahtarlarla bilgilerin alınıp, sayısal şifreye çevrilmesinden oluşur. Depolama ya da bellek, bilgilerin kullanılmak için saklanmasını kapsar. İşleme, eski bilgilere dayanılarak yeni bilgilerin yaratılmasıdır. Çıktıysa, ışık yayan diyotlar aracılığıyla bu bilgilerin gösterilmesidir. Bu tür hesap makinelerinde kullanılan magnetik kart sistemi, bilgisayarlardaki magnetik bant birimine denk düşer; ama sayıları değil, yalnızca komutları depolayabilir.
Girdi sistemi, hesap makinesinin klavyesindeki tuşların çalıştırdığı basit anahtarlardan oluşur. Klavye kodla- yıcısı, basılan her tuşu bir komuta dönüştürür.
Bellek, dört ayrı birimden oluşur; komutlar ve sayılar ayrı ayrı depolanır. Değişken komutlar program belle- ğinde depolanırken, mikroyönergeler, mikroprogram belleğinde kalıcı olarak depolanır. Bu ikinci bellek, “salt okunur bellek” (ROM) diye adlandırılır. “Sürekli” diye adlandırılan bellekse, O’dan 9’a kadar olan rakamlar gi- bi sayıları ve 7t sayısını kalıcı olarak depolayan başka bir ROM’dur. Depolanan bu rakamlar, verilen belirli ko- mutlara göre kopyalanarak, sayı belleğine sayılar yerleştirilir.
Çıktı bölümü, ekrandan ve ekran kod çözücüsünden oluşur. Kod çözücü, sayı belleğinde depolanmış bir sayıyı, ekranı denetleyen sinyallere çevirir.
İşleme parçaları iki bölümden oluşur. Denetleyici, bellekten birer birer çektiği ya da doğruca klavye kod çözücüsünden aldığı komutları ve mikrokomutları yo- rumlayarak, sistemin öbür bütün parçalarını denetle- yen sinyaller üretir. Aritmetik ve mantık birimi (ALU), yalnızca, her biri aynı anda dört volta¡ sinyali olarak kodlanan iki ondalık rakamı toplayabilir ya da çıkarabi- lir ya da denetleyicinin komutuna göre, iki rakamın göreli büyüklüklerini karşılaştırabilir. Karşılaştırma işleminin sonu^cetleyiciye iletilir. ٠
Çarpma ve bölme işlemleri, mikroprogramlanmış sırayla rakamlar toplanarak ya da çıkarılarak ve depolanmış sayılar sağa ya da sola kaydırılarak yapılır. Logaritma gibi bütün öbür hesaplamalar, bu işlemlerin arka arkaya yapılmasıyla gerçekleştirilir.
Programlanabilen avuçiçi elektronik hesap makinesinin genel blok çizimi, sayısal bir bilgisayarla olan benzerliğini koymaktadır. Hesap makinesinin de aynı dört ana işlevi vardır: Klavyeden ya da magnetik karttan gelen girdi, bellek, verilerin işlenmesi, çıktı.