Anlaması kolay fakat anlatması uzun bir konu olduğu için mümkün olduğunca kısa tutmaya çalışacağım. Öncelikle 150 yıl kadar önceye, 1854’e dönmemiz gerekiyor. Bu yılda, George Boole adındaki İngiliz bir matematikçi, cebirsel yöntemler kullanarak bazı mantıksal önermeleri matematiksel olarak ifade etmenin yolunu buldu. İlk başlarda bunların herhangi bir pratik kullanım alanı olabileceği düşünülmezken, insan gibi düşünen veya hesap yapabilen bir makine yapma girişimleri sırasında önem kazandı. Boole, kendi ismiyle anılacak olan Boolean mantığını, bir takım önermeler üzerine kurmuştu. Bunlar ‘A dahil B’, ‘A hariç B’, A ‘değil ve B’, ‘A veya B’ gibi, aslında ilkokulda okuduğumuz küme problemlerinin gelişmiş mantıksal versiyonlarıydı. Bu işlemlere mantıksal kapılar denilir. Bunlar AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR ve XNOR kapılarıdır. Bunların her birini anlatması çok uzun süreceği için geçiyorum fakat internetten aratarak kolaylıkla bulabilirsiniz.
Bu işlemleri yapabilecek, daha doğrusu bu mantıksal kapıları taklit edebilecek cihazlar yapma arayışına girişildi. En basit mantıksal kapı NOT kapısıydı. Bu kapının esas olarak yaptığı, herhangi bir veri girişinde sonucu sıfır yapmak ve eğer veri girilmiyorsa işleme devam etmekti. Yani aslında çok basitçe devreye sinyal verdiğinizde elektrik geçirmeyecek, sinyal vermediğinizde elektrik geçirgen olacaktı. Bugünkü bilgisayarlarda kullanımı, 0’ları 1’lere, 1’leri 0’lara dönüştürmektir. O zamanlar, bu NOT kapısını yapmayı basit bir röle sistemi ile başardılar (Resim 1). Daha sonra araştırmacılar, aslında bütün mantık kapılarının, NOT kapılarının farklı kombinasyonlar ile birbirlerine bağlanması ile yapılabildiğini fark ettiler. Mesela iki NOT kapısını arka arkaya kullandığınızda AND kapısı oluşuyordu. Böylece kısa bir süre sonra ilk analitik işlemleri yapabilen elektro-mekanik cihazlar doğmaya başladı.
Fakat röleler hem çok büyüklerdi, hem de çalışmaları için çok fazla elektrik gerekiyordu. Ayrıca çok da yavaşlardı. Yarıiletken maddelerin icadı ile birlikte, bilim adamları önce diyot, sonra da transistörü yapmaya başladılar. Diyot, aslında tek başına olduğunda aynı bir NOT kapısı gibi çalışıyordu. Esas amacı + ve – kutupları ters çevrildiğinde akım geçirmemesi ve böylece pilleri ters takılmış bir cihazı yanmaktan korumasıydı. Aynı yukarıdaki resimde görüldüğü gibi, +6v’nin gireceği bir katman (Galyum - arsenik vs. gibi kimyasal) , Q çıkışının olduğu başka bir katman be bu iki katmanı birbirinden ayıran ve resimdeki A’nın yerine geçen bir bölüm bulunuyordu. Transistör denilen şey ise, diyotun bu katmanlarına bir tane daha eklenmiş halinden başka bir şey değildi. Böylece NOT işlemini yapabilecek küçücük bir cihaz ortaya çıkmış oldu. Çok az elektrikle ve çok hızlı olarak çalışabiliyorlar ve çok da dayanıklılardı. Yani aslında transistörün bütün yaptığı 1’leri 0’a veya 0’ları 1’e çevirmekten ibarettir.
Aslında kendi mantıksal kapılarınızı Lego kullanarak da yapabilirsiniz. Bunların nasıl yapıldığını ve çalışma mantıklarını kendi gözleriniz ile görmek istiyorsanız, aşağıdaki bağlantı güzel bir kaynak olacaktır:
http://goldfish.ikaruga.co.uk/logic.html
