HESAP MAKİNESİ

Hesap makineleri basit aritmetik işlemlerinden karmaşık trigonomet­rik fonksiyonlara kadar çeşitli hesapları hızlı ve doğru olarak yapabilen aygıtlardır. 1970'lerden başlayarak hesap makinelerinde çok büyük gelişmeler olmuş, yalnızca büro ve mağazalarda kullanılabilen kocaman makine­lerin yerini cepte taşınabilen küçük elektronik hesap makineleri almıştır.
İlk hesap makineleri dişli çarklarla meka­nik olarak çalışıyordu. Bugünün elektronik hesap makineleri ise belleği ve veri işlem birimi olan minyatür, ama gerçek birer bilgi­sayardır ve çalışmaları bilgisayarlarla aynı te­mel ilkelere dayanır .

Elektronik hesap makinelerinin çok küçük boyutlarda olması kuşkusuz eski mekanik hesap makineleri karşısında büyük bir üstün­lüktür. Ama bunun dışında, aksayabilecek pek az hareketli parça içeren ya da hiç içermeyen elektronik hesap makineleri daha güvenilir aygıtlardır. Üstelik yapım ve kulla­nım giderleri çok daha azdır; çünkü bu makineler küçük bir pille bir yıl ya da daha uzun süre çalışabilir. Hatta bazıları güneş pilleriyle çalıştığından hiçbir harcama gerek­tirmez.

Elektronik hesap makinelerinin bu kadar küçük boyutlara indirgenmesini sağlayan en büyük gelişme, mikroçip denen minyatür elektronik devrelerin yapılmasıdır. Bir mikro-çipte binlerce elektronik devre elemanı bir­kaç milimetre kare büyüklüğündeki incecik bir silisyum katmanı üzerine yerleştirilebilir.
Elektronik hesap makinelerinin çalışması bir iç zamanlama düzenine dayanır. Bunu sağlayan da içinden elektrik akımı geçtiğinde düzenli titreşimler üreten kuvars kristalleridirBu kuvars kristalleri de mikroçipteki silisyum kristalleri gibi incecik bir katman halinde bulunur ve ürettiği titreşimler hesap makinesinin devrelerinde işlemleri adım adım gerçekleştiren vuruları oluşturur.

Bir hesap makinesinin nasıl çalıştığını gör­mek için 3 ve 4 sayılarını toplamayı deneyelim. Açma tuşuna basarak makineyi çalışır duruma getirdikten sonra sırasıyla 3, + ve 4 tuşlarına basarız. Her tuşa basıldığında, bu sayıları ve toplama ( + ) işlemini belirten elektronik sinyaller mikroçip üzerindeki bel­leğin ayrı ayrı bölümlerine kaydedilir. Daha sonra işlemin sonucunu almak için = tuşuna bastığımızda bu sinyaller makinenin aritmetik birimine aktarılır. Burada iki sayı toplanır ve işlemin sonucunu belirten sinyallerin gönde­rilmesiyle makinenin ekranında 7 rakamı belirir. Bazı hesap makinelerinin ekranı, için­den elektrik akımı geçtiğinde ışık yayan kü­çük yarıiletken kristallerinden yapılmıştır. Ama günümüzde daha çok sıvı kristalli ekranlar kullanılır. Bunlarda, içinden elektrik akımı geçtiğinde ışığı değişik yönlere saptıran özel bir sıvı vardır

Tuşlara basıldığında belleğe gönderilen sin­yaller sayıları onlu sayma sistemiyle, yani O'dan 9'a kadar olan rakamlarla göstermez. Çünkü sayıları bu sisteme göre işleyebilecek elektronik devrelerin yapımı çok zordur. Bu­nun yerine, tuşlara basıldığı anda onlu sayı sistemi otomatik olarak ikili sayı sistemine dönüştürülür . Bu sistemde yalnızca 1 ve 0 gibi iki sayısal simge vardır. Böylece bir elektrik devresinde, örne­ğin akımın geçmesi l'i, akımın kesilmesi O'ı belirtmek üzere bu iki simge kolayca gösteri­lebilir.

Bir elektrik devresinden akımın geçmesi ya da kesilmesi bir devre anahtarıyla kolayca denetlenebilir. Oysa bir hesap makinesinin aritmetik biriminde ı on binlerce, hatta yüz binlerce devre anahtarı bulunur. Kuşkusuz bunlar evlerimizde lambaları yakıp söndür­mek için kullandığımız elektrik düğmeleri gibi mekanik birer devre anahtarı değil, mantık devresi ya da geçit denen elektronik anahtar­lardır. Bu aygıtların bu adla anılmasının nedeni, önceden saptanmış belirli kurallara uygun bir mantığa göre çalışarak bazı sinyal­lerin geçmesine izin vermeleri ya da sinyal geçişini engellemeleridir. Bu kuralları İngiliz matematikçi George Boole, kendi adıyla anı­lan Boole cebrinin bir parçası olarak 19. yüzyılın ortalarında saptamıştır. Elektronik devrelerde genellikle VE, YA DA ve VE DEĞİLSE mantığına göre işleyen üç tip geçit kullanılır .

Birbiriyle bağlantılı olan bu mantık devre­leri, ikili sayıların basit toplama işlemini adım adım yerine getirir. Çıkarma işlemini yapmak için de sayılardan birini eksi olarak alıp sonra iki sayıyı toplar. Bir çarpma işlemini sonuç­landırmak için basit toplama işlemlerini art arda yinelemesi gerekir. Bölme işlemi de basit çıkarma işlemlerinin gene art arda yine­lenmesine dayanır. Elektronik işlemler şim­şek hızıyla gerçekleştiği için, aritmetik birimi­nin bir çarpma ya da bölme işlemi için yüzlerce sayıyı toplayıp çıkarması hiç zaman almaz.

Bugünkü gelişmiş hesap makinelerinin öncü­leri, 17. yüzyılda Blaise Pascal ile Gottfried von Leibnitz'in yaptıkları mekanik hesap makineleridir. Bunlar, birbirini döndüren diş­li çarklar gibi mekanik düzeneklerle işleyen çok basit ve hantal makinelerdi. Sonradan Fransa'nın en ünlü düşünür ve matematikçile­rinden biri olan Pascal 1642'de ilk hesap makinesini yaptığında henüz 19 yaşındaydı. Yalnızca toplama ve çıkarma yapabilen bu makineden 31 yıl sonra, ünlü Alman matema­tikçi Leibnitz dört temel işlemi yapabilen ve karekök alabilen, daha iyi tasarlanmış bir hesap makinesi yaptı. Ama büyük olasılıkla o dönemin teknolojisi makine parçalarının tasa­rıma uygun biçimde yapımına elvermediğin­den bu makineyle de pek güvenilir sonuçlar alınamadı.
Yaklaşık iki yüzyıl sonra W. T. Odhner, dişli çarkların pimli bir tekerle döndürüldüğü bir hesap makinesi geliştirdi. Günümüzde mağaza ve dükkânlarda kullanılan yazar kasa­lar ile bürolarda kullanılan masa tipi mekanik hesap makinelerinde de bu sistem uygulanır, ama artık bunların hepsi elektriklidir.

Bütün mekanik hesap makinelerinin çalış­ma hızı, kullanan kişinin sayıları makineye yükleme hızıyla sınırlıdır. 1883'te İngiliz mü­hendis Charles Babbage yalnızca temel arit­metik işlemleri yapmakla kalmayan, ayrıca sayıları ve verilen komutları saklayabileceği bir belleği olan "çözümleyici" ya da "analitik" bir hesap makinesi tasarlamıştı. Ne yazık ki bu makine de çağının teknoloji düzeyinin çok üstünde olduğu için hiçbir zaman gerçekleşti­rilemedi. Gene de bilgisayarların ve bilgisayar teknolojisine dayanan elektronik hesap maki­nelerinin öncüsü olarak kabul edilir.