Sistem Nedir – Nasıl Çalışır

Sistem Nedir – Nasıl Çalışır

Yaşamımızla ilgili çok sayıda sistem vardır. Sindirim sistemi, kan dolaşım sistemi, sinir sistemi gibi anatomik sistemler, ekonomik sistemler, güneş sistemleri, atom sistemleri bunların yalnızca ilk anda akla gelenleridir, örneğin bir otomobilde yakıt, elektrik ve egzoz sistemleri bulunur. Kitle iletişim sistemleri, tüm dünyayla bağlantı kurmamızı sağlar.
Genel bir tanımlama yapmamız gerekirse sistem, aynı görevi yapmak üzere bir arada çalışan, birden fazla bileşenin toplamıdır. Bu bileşenler insanlar da olabilir, örneğin okul, öğrenmek amacıyla bir araya gelmiş bireylerden oluşan bir sistemdir. Hukuk sistemi, anlaşmazlıkları gidermek ve adaleti sağlamak üzere bir araya gelmiş insan, yasa, düşünce, mahkeme, tutukevi gibi bileşenlerin toplamıdır. Bir sistemde önemli olan, bütünü oluşturan parçaların nasıl çalıştığı ve birbirlerini nasıl etkilediğidir.
Bir sistemi dünyadan ve yaşamdan tümüyle soyutlamak olanaksızdır. Yine de nasıl çalıştığını daha iyi kavramak için onu böyle tek olarak ele almakta yarar vardır. Üstelik böyle bir yalınlaştırma, sistemle ilgili matematik sorunları da en aza indirgeyecektir.
Matematikten bağımsız bir bilim dalı olarak “sistem mühendisliği” düşüncesi, 1940’larda ortaya atılmıştık. Bu mühendislik dalının başka bir bölümü de “sistem araştırmacılığı”dır. Belli işlerin daha kısa sürede ve daha kolay yoldan yapılabilmesini sağlamak için birtakım matematiksel kurallar geliştirilebilir, hesaplar yapılabilir. Günümüzde bu tür çalışmaları sistemli biçimde inceleyen çalışma alanına, “İşlem Araştırmacılığı” adı verilmektedir, örneğin, çok karmaşık bir makine parçasının en kısa zamanda ve en kusursuz biçimde üretilebilmesi için işlem araştırmacısı ya da sistem mühendisi birtakım ön çalışmalar yapar.
Üretimi yüzlerce ayrı işleme bölebilir, önce hammaddenin elde edilme işlemi gelir. Sonra bu maddenin, yapılacak parçaları üretecek makineye verilmesi gerekecektir. Parçaların kimi, ötekinden daha karmaşık yapıda olabilir. Bu nedenle de üretimi için daha fazla zaman gerekebilir. Sonra bu parçaların bir araya getirilmesi aşamasına varıldığında, hangi parçanın daha önce yerine takılmasının en akılcı yol olacağını saptamak gerekmektedir. Buna göre mühendis, bir işlem planı çıkartmak zorundadır. Her şey bu şemanın çıkartılmasıyla da bitmez. İşin en iyi ne kadar süre içinde tamamlanabileceğinin, işin tamamlanmasında kaç teknisyenin çalışması gerektiğinin ve izlenecek sıranın açık seçik belirtilmesi de büyük önem taşır.
Bu hesaplamalar bilgisayarlara da yaptırılmaktadır. Bilgisayara konuyla ilgili bilgiler verilir. Bu arada mühendis bilgisayara, “B işleminden üç kişi çıkartıp C işlemine bir kişi eklersek ne olur?” türünde sorular yöneltebilir. Bu tür sorular yardımıyla sonuçlar elde edilmesine “Bilgisayar Deneyleri” adı verilmektedir.
Bir sistemin nasıl çalıştığı ve en verimli biçimde nasıl çalışacağına ilişkin araştırmalar, “sistem mühendisliğinin yalnızca bir yönüdür Bu bilim dalının diğer önemli bir yönü de makine parçalarının birbirine denk düşmesi ve uyumlu biçimde çalışabilmesi için-kullanılması gereken gereçlerin seçimidir, örneğin bir uzay aracı, her biri ayrı bir uzmanlar grubunca tasarımlanmış birçok alt sistemden oluşur. Yapım mühendisleri, gövdenin sağlam ve hava geçirmez olmasından sorumludur. Makine mühendisleri roket motorunu ve yakıt sistemini tasarımlar, güdüm – komuta mühendisleri ise aracın yörüngesinden sapmamasını sağlayacak süredurumlu yönetim ve komuta sistemlerini geliştirirler. İletişim mühendisleri de radyo alıcı ve verici sistemlerini hazırlar. Aynı ekip içinde ayrıca biyoloji, bilgisayar ve psikoloji mühendisleri görev alırlar. Bütün bu insanların çalınmalarının bir tek ortak amacı vardır. O da uzay aracının aksamadan hedefine ulaştırılmasıdır.
Sjstem mühendisliğinin ana deyimlerinden biri arakesit (interface) tir. Arakesit, sistemin iki bileşeninin birbirine eklemlendiği yerdir, örneğin bir havalimanı, yer ile haVa ulaşımları arasındaki arakesittir.
Sistem mühendisliği, günümüz sanayi toplum- larında önemli bir çalışma alanı olmuştur.
Sibernetik, matematik temeller üzerine kurulu bir bilim dalıdır. Bu nedenle sibernetik hakkında fikir edinmek için, matematiğin ana kavramlarına bir göz atmak yerinde olur.
Evrensel anlamda matematik, genel düzen ve ölçü bilimidir. Matematiği bu anlamda ele alan ilk bilim adamı Descartes olmuştur.
Matematiğin genel bir tanımını yapmak gerekirse; sayılar, geometrik biçimler gibi soyut birimler arasındaki bağlantıları, tümdengelim yöntemiyle inceleyen bilim dalı diyebiliriz.
İlk matematik kavramlarının ortaya çıkışı ise İ.ö. 2000 yıllarına rastlar. Matematik bilimi İ.ö. 600 yıllarında Eski Yunan’da en parlak dönemini yaşamışsa da, onlardan önce Babilliler ve Mısırlıların matematik kavramları üzerinde çalıştıklarını gösteren bulgular vardır.
İnsanlar büyük olasılıkla ilk sayı kavramını parmaklarını sayarak bulmuşlardır. Bugün bile ilkel kabilelerde en yüksek sayı 20’dir. Çünkü, el ve ayak parmaklarının toplamı 20’yi bulmaktadır. Parmak hesabından yazılı aritmetiğe geçilmesi, 5000 yıl öncesine rastlar. Babilliler tozla kaplı bir levha üzerine birtakım çizgiler çizerek, parmaklarını saymaktan daha kolay hesap yapabildiklerini anlamışlar ve ortaya “abak” denilen en ilkel hesap makinesi çıkmıştır. Bugün bile okullarda yeni aritmetik öğrenmeye başlayan çocukların kullandıkları bu düzenek, bir tahta düzlem üzerine yatay olarak gerilmiş teller üzerinde hareket eden küçük boncuklardan oluşmaktadır. İkili sistem adı verilen abak sistemini kâğıda ilk geçiren Romalılar olmuştur. O çağlarda bile henüz soyut sayı kavramı gelişmemişti.
Romen sayı sisteminde hesaplama yapabilmek için de yine abak’a gereksiniliyordu. Romalılar bir yazabilmek için (I), iki yazabilmek için (II), üç yazabilmek için (III) dikey çizgiyi yan yana getiriyordu. (V) beşi simgeliyor. Bunun sol tarafına çizilen bir çizgi (IV) dört sayısını, sağ tarafına yazılan bir çizgi (VI) altı sayısını simgeliyordu. Bu sayısal düzene göre 1979 yazmak için MCMLXXIX, 1927 yazmak için ise MCMXXVII yazmak gerekiyordu. Bu iki sayıyı kâğıt üzerinde birbirinden çıkartmak, ya da birbiriyle toplamak olanaksızdır. Bu işlemleri yapmak için bir abak kullanılması zorunludur. Abaklarda boncukların iki durumu vardır: Solda durması halinde hesaba katılmazlar ve (0) olarak kabul edilirler, sağda durması halinde hesaba katılırlar ve (1) kabul edilirler.
Buna göre birinci telden, yani birler sırasından iki boncuğu sağa çekersek 11 yazarız. Onlar telinde hiç boncuk olmazsa (0) yazarız. Yüzler telinden bir boncuk sağa çekilirse (1) yazarız. O zaman elde ettiğimiz sayı grubu 1 -0-11 olacaktır. Bunu 102 diye okuruz. İleride daha da geliştirilerek elektronik hesap makinelerinde kullanılan bu sayısal düzen yalnızca iki işaret kullanılarak yazıldığı için, ikili sistem (binary sistem) olarak adlandırılır. Parmak hesabından kaynaklanması nedeniyle “digital sistem” diye de bilinen bu sistemle hesaplama çok yavaş olmakla birlikte, yanlışa hiç yol vermeyen bir düzendir. Sibernetik hesaplamalarda bu “ikili sistem” kullanılır. Sinir sistemimizin de her hücresi İkili Sisr teme benzeyen evet – hayır tepkisine göre çalıştığı için, beynimiz bu hiç yanlış yapmayan ikili sisteme uygun biçimde çalışır.
Bir elektrik düğmesinin işleyişi de ikili sisteme (binary) uygundur. Bu düğme için iki durum söz konusudur: Açık ya da kapalı olması. Bir başka deyişle, devreden akımın geçmesi ya da geçmemesi; (1) ya da (0) hali.
Bütün bu durumlarda iki seçenek söz konusudur. (1) ve (0) durumları, öyleyse bu iki seçeneği belirten iki sayıyı kullanarak, tüm sayıları elde edebiliriz. Bir düzinelik sayı grubunu yalnızca (1) ve (0) ile, yani digital sistemle yazmak istersek, şöyle bir tablo elde edebiliriz.
0001…………………..1
0010………………….2
0011…….. 3
0100 …………………..4
0101 …………………..5
0110……………………6
0111…………………….7
1000……………………8
1001…………………….9
1010………………10
1011………………11
1100……………….12
Bu tabloya daha da açıklık getirelim:
İkili sistemde her sayı (2) nin tam sayılı kuvvetidir, örneğin:
438 = 0110110110 şeklinde ikili sistemle belirtilebilir.
Çünkü, 438 = 28+ 27 + 2S+ 24 + 22-b 2 olarak (2) nin kuvvetleri biçiminde bölünebilir. O zaman, 438 = 0 110110110 olarak ikili sistemde elde edilebilir.
Bunu nasıl yaptığımızı daha açık olarak gösterelim:
8
438’ün içinde (2)nin en büyük kuvveti, 2 dir.
28 = 256
438-256= 182

182 içinde (2) nin en büyük kuvveti 27 dir.
27 = 128
182-128 = 54 _
54’ün içinde ikinin en büyük kuvveti 25 tir. 25 = 32 54 – 32 = 22
22’nin içinde (2)nin en büyük kuvveti 24’tür.
24 – 16 22-16 = 6
O
6’nın içinde (2)nin en büyük kuvveti 2 ‘dir.
22 = 4
6-4=2 1
2’nin içinde (2) nin en büyük kuvveti 2 ‘dir.
21 =2 2-2=0
Elde ettiğimiz sayıları yan yana yazarsak:
28 + 27 + 25 -I- 24 + 22 + 2 = 438’i buluruz
2’nin kuvvetlerini göstererek dizimde, bulunan kuvvetler için (1), bulunmayan kuvvetler için (0) yazarsak:
2 9 28 27 2^ 2 ^ 24 28 2 2 2 ^ 2®
0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 = 438 sayısı
ortaya çıkar.
öte yandan, ikili sistemde yazılı bir sayıyı ondalık sisteme çevirmek için ise işlem tersinden yapılır:
örneğin, 0100110110 digital sayısına eş değerli ondalık sayı kaçtır?
??25 24 ?^22 21 $
diziminden yola çıkarsak, (2) nin var olan kuvvetlerinin yerine (1), olmayan kuvvetlerinin yerine ise (0) kullandığımız, elimizde veri olarak bulunduğuna göre, yukarıda digital sayısı ;
8 5 4 2 1
2+2 + 2+2 + 2^=?
256 + 32 + 16 + 4 4-2=310 0100110110 = 310 olarak bulunur.
İkili sistem, bugün en gelişkin bilgisayarlara bile çeşitli uygulama alanları bulmaktadır. Bu alanlardan en önemlisi, bilginin ölçülmesidir. Organize sistemlerde durum değişikliğine yol açan her türlü dış etki mesaj ya da uyarım, o sistem için bilgi değeri taşır. Sibernetik dilinde bu bilgiye, “enformasyon” adı verilmektedir. Enformasyon, sistem tarafından alınır ve değerlendirilir, başka bilgilerle karşılaştırılır, sonuca ulaştırılır. Bu sonuç, karar ya da son dönüşüm (transformasyon) dur. Bu anlamıyla bilgi, ölçülebilen bir büyüklüktür. Sinir sistemimizin çalışmasında da bu işlemi gözlemleyebiliyoruz. Sinir sistemine
Çevreden gelen uyarımlar,; duyu organlarıyla alınıp çeşitli beyin merkezlerinde birleştirilmekte (entegrasyon), değerlendirilip işlenmekte (information processing — bilgi/işlem) ve bir karara varılarak gereken eylem yapifcaaktadır.
örneğin elimize bir iğne çağrıldığını varsayalım. Bu,derimiz aracılığıyla algıladığımız bir uyarım, sinir sistemimize gelen bir enformasyondur. Bu enformasyonun ilgili merkezde değerlendirilmesi sonucu ortaya çıkan transformasyonlardan ilki, elimizi iğneden geri çekme biçiminde kendini gösteren bir refleks olacaktır.
Bu tepkinin oluşabilmesi iç in.enformasyonun omurilik düzeyine ulaşması yeterlidir. Daha sonra mesaj beyin sapına, oradan da beyine iletilecek ve beyin tarafından diğer bilgilerle birleştirilerek entegrasyon aşamasından geçecek, böylece karara varılacaktır. Bu aşamada önceden öğrendiğimiz bilgiler, deneyimler, koşullanmalar, türlü zihinsel yetenekler işe karışacaktır, örneğin, elimize batan iğnenin mikroplu olabileceğini düşünerek yaraya ilâç sürmek, hiç üzerinde durmamak, ya da yaraya tütün bastırmak gibi çeşitli davranış biçimleri ortaya çıkacaktır. Bu uyarıma en uygun yanıtın verilmesi (enformasyonun ölçülmesi), değerlendirilmesi ve gereklinin gereksizden ayıklanması gibi işlemler sonucunda olur.
Bilginin de ölçülebilir bir büyüklük olduğunu kabul edersek, bu büyüklüğün matematiksel simgelerle anlatılabileceği ve belli mesajların matematik kodlandırma sistemlerine dönüştürülebileceği sonucu ortadadır. Çağdaş bilgisayarlar bu olgudan yola çıkılarak geliştirilmiştir. Bir bilginin matematiksel bir anlatım biçimine dönüşmesini örnek üzerinde açıklamaya çalışalım: Bir mesaj, belli sayıda işaretten oluşur. Bu işaretlerin sayısına (L) dersek, bu bize mesajın uzunluğunu gösterir. Mesajda kullanılan simgelerin (harflerin ya da diğer işaretlerin) sayısını ise (a) ile gösterelim, (a) sayıda işaret kullanarak (L) uzunluğunda bir mesaj yazdığımızı düşünelim. (L) uzunluğu değişmeksizin (a) sayıdaki işaretin yerlerini değiştirerek (N) sayıda mesajlar gönderme olanağı vardır. Bu İkiliyi şöyle bir formülle anlatabiliyoruz:
N = aL
Daha somutlaştırırsak:
Kullandığımız kodlama sistemindeki işaretler iki tanedir: A ve B;0 halde, a = 2
Mesajın uzunluğu A, ya da B dir. O halde L =1
Böyle bir kodlama sisteminde gönderilebilecek mesaj sayısı:
N = aL N = 21 N = 2 olacaktır.
Bilgi – işlem olayı, çok yalın ve genel çizgileriyle budur. Kullanılan kodlama sistemleri, gönderilecek mesajlar giderek daha karmaşık yapılara ulaşsa da temel ilke bu formüle dayanmaktadır.

Yorum yazın