Ünite 2: Bilgi Sistemleri Alt Yapısı

Giriş

Bilgi sistemleri, veri kaynaklarını girdi olarak kabul eden ve bu veri kaynaklarını işleyerek enformasyon çıktısına dönüştüren sistemlerdir. Bir bilgi sistemi faaliyetlerinde insan kaynaklarına, donanıma, yazılıma, veri kaynaklarına ve ağlara bağımlıdır (s:23, Şekil 2.1).

Tüm bilgi sistemlerinin esas kaynağı insan kaynağıdır. Bilgi sistemleri açısından insan kaynağı;

• Son kullanıcılar ve
• Bilgi teknolojisi uzmanları olarak ikiye ayrılır.

Son kullanıcılar bilgi sistemini kullanarak enformasyon üreten kişilerdir. İnsan kaynağı, işletmelerin her düzeyindeki yönetici, memur ve müşteriler olabilir. Bilgi teknolojisi uzmanları ise bilgi sistemlerini geliştiren ve yürüten kişilerdir.

Bilgi teknolojisi uzmanları işletmelerde görevli olan;

• Sistem analistleri,
• Yazılım geliştiriciler,
• Operatörler olabilirler.

Sistem analistleri, son kullanıcının bilgi ihtiyaçlarına dayalı olarak bilgi sistemini tasarlarlar.

Yazılım geliştiriciler, sistem analizlerinin belirlediği özeliklere dayalı olarak, bilgisayar programlarını geliştirirler.

Sistem operatörleri ise büyük bilgisayar ve ağ sistemlerini işletir ve izlerler.

Bilgi sistemini oluşturan bileşenler;

• Bilgisayar donanımı,
• Bilgisayar yazılımı,
• Veri kaynakları yönetimi,
• Ağ ve telekomünikasyon teknolojileridir.

Bilgisayar Donanımı

İşletmeler işgücü verimliliğini arttırmak, gelir artışı sağlamak, maliyetleri düşürmek, müşterilerine daha iyi hizmet sunmak, pazara sürüm sürecini hızlandırmak ve çalışanları arasında işbirliğini sağlamak için bilgi teknolojilerine yatırım yapmaktadırlar. Bilgi teknolojilerinin en temel iki bileşeni ise;

• Donanım ve
• Yazılımdır.

Bilgi işlem sürecinde kullanılan tüm aygıt ve malzemelere bilgisayar donanımı denmektedir.

Donanımsal ihtiyaçların belirlenmesinde bilgisayar yazılımı ve gereksinimlerinin dikkate alınması esastır, fakat işletmeler hızlı gelişen ve değişen yazılımlara uyum sağlamak için ihtiyaçlarından daha iyi olanaklara sahip donanımlar satın almaktadır.

Bilgisayarların hepsi gerçekleştirdikleri görevler, büyüklükleri, hızları ve yetenekleri farklı olmalarına rağmen şu dört adımı gerçekleştiren bir yapıya sahiptir:

• Verinin alınması,
• Komut ve verinin depolanması,
• Verinin işlenmesi,
• Veri ya da enformasyonun elde edilmesidir.

Yazılımın enformasyon üretmesindeki aşamalarına uygun donanım bileşenleri şu şekildedir:

• Girdi çıktı aygıtları: Klavye, fare, mikrofon, tarayıcı vb. gibi dış ortamdan veri alınması ve bilgisayara aktarılmasını sağlayan donanımlar girdi aygıtları olarak tanımlanır. Monitör, yazıcı, hoparlör vb. gibi bilgisayarın kullanıcılara bilgi aktarmasını sağlayan donanımlar ise çıktı aygıtlarıdır. Faks, modem, ses kartları vb. gibi bilgisayar bileşenleri hem girdi hem çıktı işlevlerine sahip aygıtlardır.
• Merkezi işlem birimi: Veri ve komutları alıp, komutları çalıştıran ve daha sonra kullanılmak üzere bellek biriminde depolayan donanım birimidir. Merkezi işlem birimleri, diyot, transistör gibi elektronik elemanlarla bunların birbirine bağlandığı karmaşık devrelerden oluşan elektronik yongalardır.
• Dâhili bellek birimi: Merkezi işlem biriminde işlenen bilgi ve komutların saklandığı bellektir. Bilgisayarın açılışta ihtiyaç duyduğu silinemeyen bölümüne sadece okunabilir bellek; veri ve komutların depolandığı silinebilir ve tekrar yazılabilir bölümüne rastgele erişimli bellek denir. Merkezi işlem birimi ve dâhili bellek birimleri, bilgisayarın anakart adı verilen merkezi devre kartı üzerinde yer alırlar.
• Depolama aygıtları: CD, DVD, Blu-ray diskler, USB flash sürücüler vb. gibi aygıtlar, dâhili belleğin aksine, kalıcı olarak veri saklama amacıyla kullanılan donanımlardır.

Bilgisayar Yazılımı

Yazılım, bilgisayar ve bilgisayara bağlı olarak çalışan donanımları işletmek ve yönetmek amacıyla kullanılan bilgisayar programlarına verilen genel bir addır. Yazılımlar işlevlerine göre;

• Uygulama yazılımları ve
• Sistem yazılımları olmak üzere ikiye ayrılır.

Son kullanıcıların bilgi işlem ihtiyaçlarını karşılayan yazılımlara uygulama yazılımları; bilgisayarın çalışmasını sağlayan yazılımlara sistem yazılımları denir (s:26, Şekil 2.2).

Uygulama yazılımları, kullanıcıların özel bir ihtiyacını karşılamak üzere tasarlanmış programlardır. İşletmelerde uygulama yazılımlarının temel kullanım amacı, verimliliği arttırmaktır.

İşletmelerde ofis verimliliğini arttıran ve herkes tarafından kullanılan programlara genel amaçlı uygulama yazılımları (programları) denir. Ofis Yazılım Paketi, Ofis Verimlilik Paketi gibi isimler de verilen genel amaçlı uygulama yazılımları, işletmelerde, bilgi işçileri tarafından yoğun olarak kullanılan yazılımları içerirler. Yaygın olarak kullanılan ofis uygulamaları ve özellikleri şunlardır:

• Hesap tablosu yazılımları , kullanıcıların analiz modellerinde kullanabilecekleri matematiksel, istatistiksel, finansal ve diğer karmaşık işlevleri içeren uzun bir formül listesi içerirler. Kullanıcılar, rakamları ve formülleri girebildikleri kullanışlı bir ara yüzle basit tablo işlemlerinin yanı sıra karar destek modelleri, basit istatistiksel analizler ve tekrarlı işlemleri kısa süreler içinde gerçekleştirebilirler. Piyasada yaygın olarak kullanılan hesap tablosu uygulamaları arasında MS Excel, OpenOffice Calc, Apple Numbers, Lotus yazılımları sıralanabilir.
• Kelime işlemciler kullanıcıların mektup, makale, kitap ve diğer metin belgelerini bilgisayar kullanarak yazmalarını, düzeltmelerini ve gözden geçirmelerini sağlayan uygulama yazılımlarıdır. MS Word, Lotus WordPro, Corel WordPerfect, Open Office Writer ve Apple Pages yaygın kullanılan kelime işlemci yazılımlarındandır.
• Masaüstü yayıncılık uygulamaları son kullanıcı ve organizasyonların kendi gazete, broşür, el kitabı ve benzeri belgelerini yaratmaları için geliştirilmiş sayfa düzeni tasarlama yazılımlarıdır. Adobe InDesign, Microsoft Publisher ve QuarkXPress masaüstü yayıncılık yazılımları olarak kullanılan yazılımlardandır.
• Sunum programları bir dinleyicinin kolayca anlayabileceği, görsel çekiciliği olan grafik ve şemaların oluşturulmasını sağlayan uygulama yazılımlarıdır. MS PowerPoint, Corel Presentation, Open Office Impress, Lotus Freelance sunum yazılımlarının önde gelen uygulamalarıdır. Ayrıca bulut tabanlı, web üzerinden kullanılabilen Google Sunular, Prezzi, Slide Rocket gibi uygulamalar kullanılabilmektedir.
• Masaüstü veritabanı yönetim yazılımları özellikle küçük ölçekli veri kümelerinin depolanması, sorgulanması ve raporlanması için esnek çözümler sunan uygulama yazılımlarıdır. MS Access, Filemaker Pro, Alpha Five, Paradox ve Lotus Approach masa üstü veritabanı yönetim yazılımlarının başlıca örnekleridir.
• Web tarayıcılar kullanıcıların ağ sunucuları üzerinde yer alan web kaynaklarına ulaşımını sağlayan yazılımlara verilen isimdir. Internet Explorer, Firefox, Chrome, Safari, Opera yaygın olarak kullanılan web tarayıcılarıdır.
• Kişisel bilgi yönetimi yazılımları son kullanıcıların verimliliğini arttıran ve birlikte çalışma olanakları sunan yazılımlardır. Mobil el cihazlarında da yaygın olarak kullanılan bu yazılımlar, son kullanıcılara adres defteri, görevler listesi, ajanda, hatırlatıcılar, e-posta ve anlık haberleşme araçları, proje yönetim özellikleri, RSS bilgi akış gibi servisleri sunarlar.
• Proje yönetimi araçları, yönetici ve uzmanlara bina yapımı, ürün geliştirme ve yazılım üretme gibi proje kapsamındaki faaliyetleri planlamalarına, plan çerçevesinde süreci izleme ve kontrol etme olanağı sunan uygulama yazılımlarıdır. Microsoft Project ve Open Workbench proje yönetim araçlarına örnek verilebilecek uygulama yazılımlarındandır.

İşletmelerde her fonksiyonel alan veya bölüm tarafından sadece bir bölüm açısından hizmet vermek amacıyla kullanılan yazılımlara özel amaçlı uygulama yazılımları denir. Tek bir fonksiyonel alanın kullandığı uygulama yazılım koleksiyonuna genellikle fonksiyonel alan bilgi sistemi (FABS) denir. İşletmenin, farklı yönetim seviyelerinde ve fonksiyonel alanlarında farklı bilgi sistemlerinin kullanılmaktadır (s:28, Şekil 2.3).

İşletmelerdeki günlük hareketler olan; satış, satın alma, ödeme, stok girişi, işe alma ve benzeri tüm işlemleri toplayan, depolayan, düzenleyen ve sorgulayan bilgi sistemleri ise kayıt işleme sistemleri olarak ifade edilmektedir.

Geçmişte sorun haline gelmiş olan içe dönük sistemlerin iletişim ve bütünleşme sorunlarını çözmek adına günümüzde işletme kaynak planlaması (ERP) sistemleri geliştirilmiştir.

Sistem Yazılımları

Bilgisayar sistemini ve onun enformasyon işleme faaliyetlerini desteklemek ve yönetmek için geliştirilmiş programlara sistem yazılımları denir. Temel görevi donanımın işletilmesi ve uygulama yazılımlarının işletilmesi için uygun bir ortam sağlamak olan sistem yazılımları işlevleri açısından;

• Sistem yönetim programları ve
• Sistem geliştirme programları olarak iki kategoride incelenmektedir (s:30, Şekil 2.4).

En önemli sistem yazılımı olan işletim sisteminin performansı, üzerinde çalıştığı donanımın ve son kullanıcının çalıştırdığı uygulamaların performansını doğrudan etkilemektedir. İşletim sistemlerinin yerine getirdiği temel görevler şunlardır:

• Kullanıcı arayüzü sağlama,
• Bellek yönetimi,
• Tak ve çalıştır
• Çoklu görev

Günümüzde farklı görevler için farklı donanımlar üzerinde çalışan birçok işletim sistemi yazılımları bulunmaktadır (s:31, Tablo 2.1). Bilgisayar sistemlerinin yönetilmesinde işletim sistemleri dışında birçok sistem yazılımı bulunmaktadır. Bilgisayarların bakımının yapılması, güvenliğinin sağlanması, iyileştirilmesi ve yedeklenmesi gibi amaçlar için tasarlanmış yazılımlara sistem araçları ya da yardımcı yazılımlar denir. Anti virüs programları, sistem yedekleme yazılımları, veri sıkıştırma araçları, disk yardımcıları, dosya yöneticileri, internet ve ağ güvenlik araçları, bellek testi araçları, ekran koruyucular, bilgisayar sistemlerini verimli kullanmamızı sağlayan sistem yönetim yazılımlarıdır.

Uygulama sunucuları, uygulama yazılımlarıyla işletim sistemi arasında ara katman görevi yapan yardımcı sistem yazılımlarıdır. En sık kullanılan uygulama sunucuları arasında “Java Application Server”, “.NET Framework”, “PHP Application Server” yer almaktadır.

Bilgisayarlar programlar aracılığıyla kullanıcının ihtiyaçlarını karşılamak için komutlar iletirler. Komutların donanım tarafından doğru anlaşılmasının sağlanması için yapay programlama dilleri oluşturulmuştur. Programlama dilleri (s:33, Şekil 2.5) tarihsel süreçlerde kullanımının kolaylaşması açısından ilerlemiştir.

• İlk nesil (makine dilleri),
• İkinci nesil (çevirici/assembly dilleri),
• Üçüncü nesil ve
• Günümüzde kullanılan dördüncü nesil şeklinde ifade edilen diller, gelecekte insan dili olarak tanımlanmak istenmektedir.

1940’lı yıllarda ilk bilgisayarın programlanmasında kullanılan makine dilleri , sayılarıyla ifade edilen uzun komutlardan oluşmakta ve her makine için farklı komut yapısını gerektirmekteydi. 1950’lerde kullanımı oldukça zor olan bu dillerin yerini ikinci nesil olan çevirici diller almıştır. Çevirici diller , sembolleri makine dillerine çeviren mekanizmalar sayesinde daha kısa kodlamalarla programlamayı sağlamışlardır.

Üçüncü nesil programlama dillerinde programcının çok daha az vakit harcayarak komutları iletmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla uygulama yazılımlarının fonksiyon, alt yordam, alt program, metot gibi program parçaları şeklinde tasarlanmasına olanak sağlayan bir programlama dili olan yordamsal programlama dili oluşturulmuştur. Fortran, Cobol, Basic, Pascal, RPG, C programlama dilleri üçüncü nesil yordamsal programlama dillerinin en bilinen örnekleridir.

Dördüncü nesil programlama dillerindeki gelişmeler ve yenilikler, uzmanlar dışındaki bireylerin bilgisayar programı geliştirebilmesine olanak sağlamıştır. Visual Basic, Borland Delphi, Micro Focus Cobol, Visual C++ gibi programlama dilleri, programcıların, menüler, düğmeler, kaydırma çubukları gibi görsel araçları kullanmalarını ve kullanıcı dostu ara yüzler sağlayacak uygulamalar, geliştirmelerini sağlamıştır. 1990’ların ortalarından günümüze web geliştirme, dünyadaki en hızlı büyüyen endüstrilerden biri olmuştur. Internet kullanımının artması, web sayfası geliştirmek için kullanılan yazılımların gelişimini ivmelendirmiş ve hatta bu ihtiyacın giderilmesi için özel yazılım dilleri ve araçlarının geliştirilmesine yol açmıştır. Java, javascript ve PHP gibi programlama dilleri web sayfalarını statik yapıdan dinamik bir uygulama ortamına taşımıştır. LAMP, J2EE ve .NET teknolojileri, uygulama yazılımlarının internet üzerinden çalıştırılabilmesine olanak sağlamıştır.

Veri Kaynakları Yönetimi

Kullanıcının belirlediği ve çeşitli kısıtlayıcı koşullarında belli bir veri kaynağından almak istediği zengin içerikleri, kısa sürede hizmet olarak alabildiği bilgi sistemi bileşenine veritabanı yönetim sistemleri denir.

Bilgisayarlardan önce veriler fiziksel dosyalarda saklanırdı. Bilgisayar teknolojisinin kullanılmaya başlanmasıyla birlikte verinin saklanması ve yönetimi için birçok farklı yöntem ve teknoloji geliştirilmiştir.

Bilgisayarlarda en temel veri saklama yöntemi geleneksel dosya işleme sistemleridir. Geleneksel dosya işleme sistemi her uygulama yazılımının kendi verilerini saklaması prensibine dayanan ve günümüzde, daha çok kişisel bilgisayarlarda yaygın olarak kullanılan bir veri depolama yöntemidir. Günümüzde de küçük ölçekli işletmelerde kullanılan geleneksel dosya işleme sistemleri, veri tekrarı, program-veri bağımlılığı, verinin soyutlanması ve diğer başka işletme sorunlarına yol açmıştır. Bu gibi sorunların etkin veri yönetimine talep oluşturması, veri tabanı yönetim yaklaşımının geliştirilmesini sağlamıştır.

Veritabanı yönetim sistemi, mantıksal olarak ilişkilendirilmiş veri topluluğu anlamına gelen veri tabanını oluşturan ve yöneten yazılım olarak ifade edilebilir. Veritabanı yönetim sistemi; veri tekrarının ve tutarsızlığın kontrol edilmesi, yetkisiz erişimin sınırlandırılması, sonuç çıkarmaya elverişli olması, çok kullanıcılı arayüz olması, programlama dilleriyle etkili iletişim ortamı oluşturması, veriler arasındaki karmaşık ilişkileri tanımlaması, yedekleme ve kurtarma fonksiyonlarını gerçekleştirebilmesi açısından üstünlükler sağlamaktadır.

Veritabanı yönetim yazılımlarından ilişkisel veri modeli , gerçek dünya varlıklarını ve ilişkilerini sayısal ortamda saklamak için iki boyutlu olarak tabloları kullanmaktadır (s:35, Şekil 2.6). İlişkisel veri modeli sistemlerinde verinin yönetimi için kullanılan bir standart olan yapılandırılmış sorgulama dili (SQL), veri yapılarını yönetmek, veri eklemek, silmek, güncellemek ve sorgulamak gibi işlevleri yerine getirir. Veritabanı yönetim sistemlerinde işletmelerin farklı yönetim düzeylerindeki ihtiyaç duyulan enformasyon ve verinin kullanıcıya iletilmesi için veri sözlüğü, kullanıcı yetkilendirme, yedekleme ve kurtarma, eşzamanlı işlem kontrolü ve rapor üreteçleri gibi araç ve modülleri kullanmaktadır.

Veritabanı tasarımı, detaylı veri modeli oluşturmak için kavramsal ve fiziksel olarak iki evrede gerçekleşen bir süreçtir. Tasarımda, verinin kavramsal gösteriminde ve özetlenmesinde kullanılan ve varlıkların ilişkilerinin temsil edilerek gösterildiği varlık ilişki diyagramları yer almaktadır. Bu diyagramlar işletme veritabanını yaratmak için mantıksal yapıyı ortaya koymaktadır. Ayrıca işletmeler arasında, pazardaki değişmelere ve fırsatlara esnek ve hızlı olarak cevap verebilen şirketler başarılı olarak tanımlanmaktadır. Başarılı şirketlerin çoğunda bu işlevleri gerçekleştirebilmek için her düzeydeki karar vericinin karar vermede ihtiyaç duyabileceği iç ve dış kaynaklarını birleştiren geniş veritabanları olan veri ambarları kullanmaktadır. İç ve dış veri kaynaklarından toplanan verilerin veri ambarı oluşturabilmesi için verilerin toplanması, temizlenmesi, dönüştürülmesi, yüklenmesi ve yenilenmesi gereksinimleri için ayrı ayrı işlevlerinin bulunması gerekmektedir. Veri ambarlarından bir diğer yapı olan OLAP (Online Analytical Processing – Çevrimiçi Analitik İşleme) sistemleri de karar vermeye yönelik enformasyon üretilmesi için kullanılmaktadır. OLAP kullanıcılara, problemin gerçek boyutunu yansıtan ve ham veriden dönüştürülmüş enformasyonun çeşitli açıdan görüşlerine hızlı ve etkileşimli ulaşımı sağlayan bir yazılımdır.

Ağ ve Telekomünikasyon Teknolojileri

Verinin ve enformasyonun bir noktadan diğerine taşınması olan telekomünikasyon , iki ya da daha fazla bilgisayarın birbirine bağlanmasıyla oluşturulan bir iletişim, veri değişim ve kaynak paylaşım sistemi olan bilgisayar ağı aracılığıyla gerçekleştirilir. Bilgisayar ağlarını tiplerine göre;

• Yerel Alan Ağı (LAN-Local Area Network),
• Metropol Alan Ağı (MAN-Metropolitan Area Network),
• Geniş Alan Ağı (WAN-Wide Area Network) olarak üçe ayrılır (s:40, Şekil 2.9).

Yerel alan ağları, bir bina ya da bir grup bina ile sınırlı alanlarda iki ya da daha fazla bilgisayarı bağlamak için kablolu ya da kablosuz sinyallerin kullanıldığı bilgisayar ağlarıdır. Metropol alan ağları, yerel alan ağlarına göre daha büyük, geniş alan ağlarına göreyse daha küçük bir bölge ya da coğrafi alanın veri iletişimini sağlayan ağlardır. Geniş alan ağları ise coğrafi olarak dağınık (bir ülke ya da kıtalar gibi) olan bölgelerde veri iletişimini sağlayan bilgisayar ağlarıdır. İnternet, bütün dünyaya yayılan bir geniş alan ağıdır.

Ayrıca işletme bilgi sistemlerinde kullanılan bir diğer ağ türü de sanal özel ağlardır (VPN-Virtual Private Network). VPN teknolojisi, bir işletmenin coğrafi olarak farklı noktadaki birim ya da paydaşlarına internet gibi geniş bir alan ağı üzerinden güvenli olarak işletme ağına bağlanabilmesine olanak verir.

Ağlar mimarilerine, topolojilerine, protokollerine ve bağlanma ortamlarına bağlı olarak farklılık göstermektedir. Ağ mimarisinde, bir sunucu desteği olmadan, her bilgisayarın ağda aynı görevde bulunduğu ve genellikle dosya paylaşımının gerçekleştiği ağlar uçtan uca ağlar olarak tanımlanırken; istemci ve sunucu adında iki farklı türde görevli bilgisayarlardan, istemcinin veri ve enformasyon talep etmesi, sunucunun da dış ortamlardan enformasyon ihtiyacını karşılaması ise istemci sunucu ağlar olarak tanımlanmaktadır.

Ağ topolojisi , ağı oluşturan bilgisayarların fiziksel organizasyonun geometrik planlanmasını ifade eder (s:41, Şekil 2.10).

Protokol, ağ üzerinden iletişim kuran bilgisayarların aynı dili kullanmasıdır. Bu konudaki en yaygın protokol İletişim Kontrol Protokolü ve İnternet Protokolü (TCP/IP)’ dür. TCP/IP aslında tek bir iletişim kuralı değil 100’den fazla protokolü ve programı içeren bir protokol kümesi olarak düşünülmelidir. TCP/IP protokol kümesinde veriler, farklı katmanlarda işlemler gerçekleştirilerek paketlenir.

Paketleme sürecini dört katmanda açıklamak mümkündür;

• Uygulama katmanı,
• Taşıma katmanı,
• İnternet katmanı,
• Ağ arayüz katmanı.

Bilgisayarlar arasında iletişimin sağlanması için gerekli olan sinyallerin taşınmasında kullanılan ortamlar açısından ağ iletişim ortamı çeşitlilik göstermektedir. Sarmal kablo, eş eksenli kablo, fiber optik kablo ve farklı dalga boylarının kullanıldığı kablosuz iletişim ortamları bulunmaktadır. Kablosuz aygıtlar için iletim ortamlarını ifade eden kablosuz teknolojiler, iletişim cihazları arasında sinyal ortamı olarak kablo yerine elektromanyetik dalgaların kullanılmasıyla iletişim sağlamaktadır. Günümüzde kablosuz teknolojiler taşıma, iletişim, verimlilik kolaylıkları sayesinde mobil teknolojilerin gelişmesinde önemli rol oynamıştır. Kablosuz ağlar, iletim ortamlarının etki alanına göre; Bluetooth, UWB, NFC gibi ağlar kısa mesafe, kablosuz yerel alan ağları (WLAN) orta mesafe ve hücresel radyo şebekeleri, kablosuz geniş bant ağları da geniş mesafe kablosuz ağlar olarak tanımlanmaktadır.