Anabilgisayar

Anabilgisayar mimarisi. Anabilgisayar mimarisi, bir anabilgisayarı ve onun çalışma ortamını meydana getiren belli başlı bileşenleri betimlemektedir.

Bir anabilgisayar (Almanca Großrechner; İngilizce mainframe computer) binlerce kullanıcıya eş zamanlı olarak farklı hizmetler verebilen, büyük, güçlü ve pahalı bir bilgisayardır.^[1] Anabilgisayarların gücü şu nedenlerden kaynaklanmaktadır:

• Çok sayıda işlemcinin varlığı;
• Yüksek girdi-çıktı (İng. input/output; kısaca IO) kapasitesi; ve
• Zaman paylaşımı (İng. time sharing) olanağı veren işletim sistemleri.

Çok sayıda işlemcinin varlığı, anabilgisayarın birden fazla yazılımı ya da aynı yazılımın farklı ilmeklerini paralel olarak çalıştırabilmesine imkan vermektedir. Girdi-çıktı kanallarının çokluğu, merkezi işlem biriminin yalnızca yüksek hızlı bellekle çalışarak büyük miktarda veriyi işlemesine olanak sağlamaktadır.^[2] İşletim sistemleri ise çoklu progamlama (İng. multiprogramming) ve çoklu görevlendirme (İng. multitasking) yetenekleri ile çok sayıda kullanıcının aynı anda anabilgisayarı kullanabilmesini mümkün kılmaktadır. Bu sayede bir anabilgisayar saniyede yüz milyonlarca komut (İng. millions of instructions per second; kısaca MIPS) işleyebilmektedir.^[3]

Modern bir anabilgisayar: IBM System z10.

Anabilgisayarlarda başlarda sisteme özgü (İng. proprietary) işletim sistemleri kullanılırken, daha sonra Unix türevleri de kullanılmaya başlamıştır. Günümüzde açık kaynaklı bir Unix türevi olan Linux kullanımı yaygınlaşmaktadır.^[4][5] Bir anabilgisayar üzerinde sanallaştırma (İng. virtualization) yolu ile birden çok işletim sistemini eşzamanlı olarak çalıştırmak mümkündür. Bir sanal makina yöneticisi (İng. virtual machine manager (kısaca VMM) ya da hypervisor), farklı işletim sistemlerini anabilgisayar donanımı üzerinde tanımladığı sanal makinalar üzerinde çalıştırmaktadır. Böylece, platform olarak bu farklı işletim sistemlerini kullananan yazılım uygulamaları, birbirinden yalıtılmaktadır.^[6]

Anabilgisayarlar üzerinde çalışacak yazılım uygulamalarını geliştirmek için başlıca şu ikinci ve üçüncü kuşak programlama dilleri kullanılmaktadır:

• Assembler;
• COBOL;
• FORTRAN;
• ALGOL;
• PL/I;
• C/C++; ve
• Java

Günümüzde, anabilgisayar kullanıcıları arasında, büyük miktarda hareket işlemleri gerçekleştiren ya da çok miktarda veriyi işlemeye gereksinme duyan büyük şirketler, kamu kurumları, üniversiteler ve araştırma kuruluşları bulunmaktadır.^[7] Bir kısım anabilgisayar uygulamaları geçmişten devir alınmış kalıtsal sistemler olarak faaliyet göstermekte^[8], diğerlerinin üzerindeyse çağdaş uygulamalar yer almaktadır.

Tarihçe

Anabilgisayarlar önceleri bilimsel araştırma amacıyla kullanılmıştır. 1950'lerin başında kamu kurumları, ortalarından itibaren ise ticari kuruluşlar da anabilgisyarlardan yararlanmaya başlamıştır.^[9] Anabilgisayarlar işletmelerde 1950'lerin ortalarından 1980'lerin ortalarına dek^[10] temel bilişim aygıtı olarak yaygın biçimde kullanılmıştır.

Başlangıçta anabilgisayarların kullanım amacı verilerin topluca işlenmesi (İng. batch processing) iken, teknolojik gelişmeler zamanla gerçek zamanlı uygulamaları da mümkün kılmıştır. Anabilgisayarların ticarileşmesini izleyen dönemde belli başlı anabilgisayar üreticileri, IBM ve Yedi Cüceler (İng. IBM and the Seven Dwarfs) diye bilinen, Burroughs, Control Data, GE, Honeywell, IBM, NCR, RCA ve UNIVAC firmaları olmuştur. 1970'lerde GE ve RCA anabilgisayar pazarından çıkmıştır.^[11]

Anabilgisayarlar 1960'lardan başlayarak yerlerini önce minibilgisayarlara ve 1980'lerden başlayarak ta kişisel bilgisayar tabanlı sunuculara terk etmeye başlamışsa^[12] da varlıklarını ve işlevlerini hala sürdürmektedir. Özellikle hareket işlemlerinin tek merkezde gerçekleşmesi istendiğinde, anabilgisayarlar daha küçük bilgisayarlardan oluşturulan sunucu kümelerine alternatif olmaktadır.

1960 ve 70'lerde bir anabilgisayarı meydana getiren bileşenler şunlar olmuştur:

• Merkezi işlem birimi (İng. central processing unit; kısaca CPU).
• Manyetik bant birimleri.
• Disk depolama birimleri.

Bu üç ana birimin kullanıcılara hizmet verebilmesi amacıyla veri girişi için delikli kartlardan yararlanılmıştır. Kart delme makinalarında delinen kartlar, bir kart okuma makinasından geçirilerek veriler bilgisayara aktarılmış; bilgisayar çıktıları için nokta vuruşlu yazıcılar kullanılmıştır. Bu şekilde yapılandırılmış bir anabilgisayar ancak toplu veri işlemleri (İng. batch processing) için kullanılabilmiştir. Bu dönemde, çoklu görevlendirmeler için bilgisayara entegre edilmiş elektromekanik daktilolardan (İng. teleprinter, teletypewriter ya da teletype) sınırlı ölçüde yararlanılmıştır. Entegre elektromekanik daktilolarda veri gerişi için delikli kart yerine delikli bantlar kullanılmıştır.

Başlangıçta anabilgisayarların işlemci ve bellekleri için vakum tüpleri kullanılmıştır. 1950'ler ve 60'lar, anabilgisayarlar açısından önemli gelişmelerin yaşandığı yıllardır:^[13] 1950'lerin ortalarına doğru vakum tüplü bellekler yerlerini manyetik çekirdekli belleklerle değiştirmiştir. Yine bu dönemde ilk manyetik bantlı veri depolama aygıtları ortaya çıkmıştır. 1950'lerin sonlarına gelindiğinde ise ilk transistörlü anabilgisayarlar üretilmiştir. 1950'ler boyunca geliştirilmiş olan manyetik kasnaklı veri depolama birimleri (İng. magnetic drum) 1960'ların başından itibaren ticarileşmiş; manyetik bantlı depolama aygıtlarının yerine kullanılmaya başlamıştır. Manyetik kasnaklı disklerin varlığı girdi-çıktı döngülerini kısaltarak, çoklu görevlendirmeleri kolaylaştırmıştır.

1965 yılında IBM'in IBM 360 Serisi anabilgisayarlarının ortaya çıkması, bir dönüm noktası olarak kabul edilmektedir. 360 Serisi anabilgisayarlarda kullanılan muhtelif işletim sistemleri sayesinde, programlar için zaman paylaşımı, çoklu görevlendirme ve sanal bellek (İng. virtual memory) uygulamaları tek bir sistemde toplanmıştır. 360 Serisi ile birlikte, IBM anabilgisayar pazarına egemen olmuştur.^[14]

1970'lerde entegre elektromekanik yazıcıların yerini, birer klavyesi ve katod ışın tüplü (İng. cathod ray tube; kısaca CRT) monitörü bulunan uçbirimler almaya başlamıştır. Bu uçbirimler (İng. computer terminal), merkezi işlem birimine bir ön işlemci (İng. front-end processor) üzerinden bağlanmıştır. Veri giriş-çıkışlarının önemli bir bölümü delme makinalarından, kart okuyuculardan ve entegre elektromekanik daktilolardan uçbirimlere kaymıştır. Anabilgisayarların farklı kullanıcılar tarafından gerçek zamanlı olarak kullanılması mümkün hale gelmiştir.

1980'lerde bilgisayar ağlarının yaygınlaşması ve kullanıcıların uçbirimler yerine kişisel bilgisayarlar ile çalışması üzerine, anabilgisayarlar da ağ bilişiminin (İng. network computing) bir parçasını teşkil etmiştir. Kişisel bilgisayarlar önce uçbirim emülatörü (İng. terminal emulator) adı verilen yazılımlarla, ardından grafik kullanıcı arayüzü (İng. graphical user interface; kısaca GUI) tabanlı özgün istemci yazılımları ile, günümüzde ise İnternet tarayıcıları üzerinden anabilgisayarlarla veri ve uygulama paylaşmaya başlamıştır. Son olarak bulut bilişiminde (İng. cloud computing) anabilgisayarların yerlerinin ne olacağı ve anabilgisayarlara ne ölçüde gereksinme duyulacağı tartışılmaktadır.^[15]

IBM System 360 Anabilgisayar ve Bileşenleri

Michigan Üniversitesi'ndeki IBM System 360 Anabilgisayar.	IBM System 360 Anabilgisayar (yakından görünüş).	IBM System 360 Anabilgisayar'ın manyetik bant sürücüleri.	IBM System 360 Anabilgisayar'ın elektromekanik daktilosu.

Kaynakça

1. Stair, R. M. ve G. W. Reynolds. (2001). Principles of Information Systems: A Managerial Approach. 5. Basım. S. 24. Course Technology.
2. Ebbers, M., W. O'Brien ve B. Ogden. (2006). Introduction to the New Mainframe: z/OS Basics. IBM RedBooks.
3. Lucas, Jr., H. C. (2000). Information Technology for Management. 7. Basım. S. 183. McGraw-Hill.
4. Scheier, R. L. (2003). Moving into Mainframe Linux. ComputerWorld.
5. Murphy, P. (2007) Mainframe Linux. ZDNet.
6. z/OS Basic Skills Information Center. (2008). Mainframe Concepts. S. 20-21. IBM:
7. O'Brien, J. A. ve G. M. Marakas. (2008). Introduction to Information Systems. 14. Basım. S. 80-81. McGraw-Hill.
8. Bosij, P., D. Chaffey, A. Greasley ve S. Hickie. (2006). Business Information Systems: Technology, Development and Management for the E-Business. 3. Basım. S. 81. FT Prentice Hall.
9. Ceruzzi, P. E. (2003). A History of Modern Computing. 2. Basım. S. 27-28. MIT Press.
10. Hansen, H. R. ve G. Neumann. (2009). Wirtschaftsinformatik 1: Grundlagen und Anwendungen. 10. Basım. S. 87. UTB.
11. Ceruzzi, P. E. (2003). A History of Modern Computing. 2. Basım. S. 143. MIT Press.
12. Hansen, H. R. ve G. Neumann. (2009). Wirtschaftsinformatik 1: Grundlagen und Anwendungen. 10. Basım. S. 83. UTB.
13. Bashe, C. J., L. R. Johnson, J. H. Palmer ve E. W. Pugh. (1986). IBM's Early Computers. MIT Press.
14. Laudon, K. C. ve J. P. Laudon. (2010). Management Information Systems: Managing in the Digital Firm. S.194. Prentice Hall.
15. Rashid, F. Y. (2010). Mainframes Essential to Cloud Computing: Survey. eWEEK.

Dış bağlantılar

• Mainframe Concepts
• Mainframe Introduction