Bilgisayar Bilimciler İçin Okuma Listesi

Feynman, nobel ödüllü bir fizikçi. Kuantum fiziğinin öncülerinden, kuantum bilgisayar, nanoteknoloji kavramlarını ortaya atmış, ilk büyük paralel hesaplama bilgisayarının yapılmasında çok önemli rol oynamış, bu bilgisayarla fiziksel simülasyon ve yapay sinir ağları çalışmalarına öncülük etmiş.

Yaptıkları saymakla bitmeyen Feynman'ı, bilim adamları arasında idol kılan asıl şey ise, en karmaşık konuları bile, değişik açılardan yaklaşarak ve çok anlaşılır bir şekilde anlatabilmesi.

Bu kitap, 1983 ile 1986 arasında CalTech de verdiği bilişim derslerinden derlenmiş anlatımları içeriyor. Elektronların hareketinden, transistörlere, oradan mantık kapılarına, toplama devrelerine, mikroişlemcilere, bilgisayar mimarisine, programlara, en sonunda ise hesaplanabilirlik ve enformasyon teorisi gibi en soyut konulara geçerek, matematik ve fizik arasında bilgisayar biliminin kapsayıcı bir haritasını sunuyor.

Hesaplamanın termodinamiği ve geri çevrilebilen hesaplamalar, kitabın en ilgi çekici konuları.

Feynman, bu dersleri verirken, her konuda, o konuyu en iyi bilen bilim adamlarını çağırarak güncel bilgilerini öğrencilere aktarmalarını sağlamış. Derslere katılan bazı isimler: Marvin Minsky, Charles Bennett, John Hopfield. Malesef onların kattığı içerik bu kitaba alınmamış. Bu kişilerin yazılarını ve Feynman'ın konuyla ilgili iki makalesini içeren, Feynman and Computation adında başka bir kitap var.

Knuth'un bu şimdilik üç ciltlik, dördüncüsü yazılmakta, daha fazlası da planlanmakta olan dev serisi, programlama algoritmaları üzerine yazılmış en kapsayıcı kitaplar olsa gerek. Knuth'un en ufak ayrıntılara bile dikkat etmesi, ve okuyucuların kitaplarda bulduğu her hata için, 2.56$ lık bir çek yazması, bu kapsayıcılığın ve doğruluğun en büyük nedenleri.

Peşin söyleyeyim, oldukça zor kitaplar. Bir seferde başına geçip sıralı okumayı hayal etmeyin. Faydasını görmek istiyorsanız, kağıt kalemi ele alıp tozlanmış matematik bilgilerinizi hatırlamalı, her bölümdeki, basitten başlayıp halen çözülememiş araştırma problemlerine giden egzersizleri yapmalısınız.

Kitaptaki örnekler pseudo-code yerine, ilk üç kitapta MIX, yeni serilerde MMIX adlı, Knuth'un tasarladığı hayali bir işlemci ve onun makine dili ile verilmiş. Gerçek bir mimaride assembler tecrübeniz varsa MIX kodlarında yalnızca teknikleri incelemenizi, çok detaylara girmemenizi tavsiye ederim.

Sakın bir "algoritmalara giriş" kitabı beklemeyin! Zaten Wikipedia ve benzerleri varken, öyle bir kitaba da ihtiyacınız yok. O aşamayı geçip "giriş"ten öte bir şeyler aradığınız zaman ilacınız bu seri olacak :)

Bol miktarda espri de içeriyor bu kitaplar.

Aaronson'ın MIT de verdiği, bilgisayar biliminin temel fikirleri üzerine bir dersin notları.

Bu fikirler programlamadan çok matematik teoriler olarak işlenmiş, ama temel bir matematik bilgisiyle kolayca takip edilebiliyor. Ders notları biçinde olmasına rağmen, okunaklı ve düzgün. Derslerde işlenen mantık, hesapsal karmaşıklık, rastgelelik, kriptoloji, kuantum hesaplama ve hesaplamanın fiziksel limitleri gibi konular, bu listedeki diğer kitaplarda da kısmen ele alınmakta. Ancak Aaronson'ın bakış açısı ve esprili anlatımı bu notları önemli kılıyor.

Özellikle kuantum hesaplama ile ilgiliyseniz, Quantum Computing Since Democritus notlarını ve blogunu da takip edebilirsiniz.

Bir çok üniversitede okutulan yaygın bir ders kitabı bu aslında. Üstelik çok geniş bir alanı kapsamaya çalıştığı için bazı konular göreceli olarak giriş düzeyinde kalmış. Yine de özel olarak tavsiye ediyorum, çünkü bu kitabı diğerlerinin arasında öne çıkaran çok önemli avantajları var.

Kitap yapay zeka alanının kapsamlı bir tarihçesiyle başlıyor. Takip eden içerik bölümleri ise, basit yöntemlerden daha karmaşıklarına doğru düzenlenmiş. Problem çözme, oyun teorisi, bilgi tabanı ve mantık, mantıksal çıkarım, ontoloji, olasılıksal çıkarımlar, öğrenme, sinir ağları, pekiştirmeli öğrenme, iletişim, doğal dil işleme, algı, görüntü ve ses işleme konularını ele alıyor. Son bölümde ise felsefi tartışmalar var.

Kavramlar çok açık örneklerle ve okunaklı bir dille anlatılmış. Her bölümünde sonunda tarihsel notlar ve daha fazla bilgi için bakılabilecek kaynaklar var. Verilen çalışma problemleri de çok zevkli ve öğretici.

Brooks'un bu kitabı, Genghis robotunun tasarımı ve subsumption mimarisi kısımlarını saymazsak teknik bir kitap değil. Fakat bu konudaki en ilham verici ve ufuk açıcı kitaplardan biri.

Uygarlık tarihindeki teknolojik gelişimi, çağlar boyu yapay yaratık arayışlarını, John McCarthy tarafından Dartmouth'da düzenlenen ve alanın öncüsü olan yapay zeka çalıştayını, MIT de geliştirilen robotların tarihçesini, NASA'daki robot çalışmalarını, robotların gelecekteki evrimini, onlarla nasıl bir ilişkimiz olacağını, kendi hayat hikayesi ile zenginleştirerek anlatıyor.

Bilgisayarla yada robotikle alakanız yoksa bile, Brooks'un, bir alandaki herkesin hiç düşünmeden kabul ettiği temel varsayımı ortaya çıkarmak, ve acaba bu gerçekten böyle mi diye kurcalamak şeklinde özetlenebilecek özgün çalışma tekniğini ve Avusturalya'dan başlayıp MIT AI labın başkanlığına ve iRobot firmasının kuruculuğuna uzanan hikayesini okumalısınız.

Programlamaya başlayınca ilk karşılaşılan sayılar tam sayılardır. İkili ve onaltılı sayı sistemlerini, bit işlemlerini öğrendikten sonra pek bir sorunla karşılaşmazsınız, ve başka sayılara gerek duymadan programlama hayatınızı geçirebilirsiniz. En fazla başınıza gelen, ondalıklı sayıları belli bir sabit ile çarpıp tam sayı olarak işlemek olur. Bazı gömülü işlemciler tamsayı dışında destek bile vermez.

Gerçek sayılara ihtiyacınız olacak bir işle karşılaşırsanız ise bu basit model yıkılıp gider. Bilgisayarın kısıtlı ifade gücü ile soyut matematik işlemler arasındaki fark en çok gerçek sayılarla yapılan işlemlerde ortaya çıkıyor.

İşte bu makale, kayar noktalı sayıları, hata kavramını, yuvarlamaları, IEEE kayar nokta biçimlerini, duyarlık ve işlem problemlerini detaylıca anlatıyor.

Knuth, yaptığı işe değer veren, en ufak bir ayrıntıyı bile atlamayan bir bilim adamı. Kitap yazmaya, bu kitabı dizebileceği bir sistem (TeX) geliştirmekle başlıyor, dönemin font teknolojisinin yetersizliği üzerine bir font altyapısı (metafont) geliştiriyor. Daha sonra da çeşitli matematikçilerin elyazmalarından, sanatçıların çizimlerine kadar büyük bir tarama yapıp, bir font ailesi (computer modern) oluşturuyor.

Bu kitap, bu sistemlerin kendisini değil de, Knuth'un onları geliştirirken karşılaştığı problemleri anlatan, çeşitli makalelerden oluşmakta. Bir paragrafı satırlara bölmek, soldan sağa ve sağdan sola metinleri bir arada kullanmak, bir harfi farklı büyüklüklerde görünüşünden kaybetmeyecek biçimde çizebilmek, en basit ve esnek biçimde sayfa alanına nesneleri yerleştirmek, bunu yaparken farklı sayfa boyutları ve çıktı biçimlerini destekleyebilmek gibi bir çok büyük problem var bu alanda.

Bu konularla direk ilgili değilseniz bile, Knuth'un çeşitli programlama tekniklerini ne kadar etkili biçimde bu problemlere uyguladığını görmek açısından öğretici bir kitap. Metin çizen veya dizen programlar yazıyorsanız ise başucu kitabınız olabilir.

Herhangi bir ağ sunucusu yada istemcisi yazacaksanız, mutlaka okumanız gereken ilk kitap Unix Network Programming'in ilk cildi olacaktır.

Kitabın adında geçen Unix sözcüğüne aldanmayın. Hem IP ve TCP/UDP gibi protokolleri anlatan oldukça genel bölümleri var. Hem de kitabın ana temasını oluşturan ağ API leri, hemen her işletim sisteminde aynı modeli temel alıyor. Değişik sunucu süreç modelleriyle ilgili tartışmalar da oldukça genel ve kitabın en faydalı kısımlarını oluşturuyor.

Süreçler arası iletişimi anlatan ikinci cilt ise, doğal olarak daha Unix'e özel konuları işliyor.

Kitabın güzel tarafı, detayları işlerken, sadece ne olduklarını değil, nerede ne işe yarayacaklarını da anlatması. Bu yönüyle basit bir referans kitabından ayrılıyor.

Giampaolo, bir ara etkileyici özelliklerle ortaya çıkmış, ama ticari hayatını sürdürememiş olan BeOS işletim sisteminin programcılarından. Geliştirmiş olduğu BeFS, 64 bitlik, B+ ağaç yapısıyla dizinleri tutan, jurnal ve indeksli metadata destekleyen bir dosya sistemi.

Bu kitapta, dosya sistemlerinin temel kavramlarını, yerleşim stratejilerini, jurnal yöntemlerini, metadata tutma ve indeksleme yollarını, performans sorunlarını, BeFS örneği üzerinde, ve diğer dosya sistemleriyle de karşılaştırarak anlatıyor.

Perlis'in, 1982'de SIGPLAN dergisinde yayınladığı bu vecizeler, eğlenceli gözükse de, aslında çok büyük bilgelikler içeriyor.

Mesela şu: "30. Programlamada yaptığımız herşey, daha genel bir şeyin özel halidir -- ve genellikle bunu çok erken farkederiz.". Bir sürü projeyi batıran bu fenomen ancak bu kadar kısa ve güzel özetlenebilirdi.

Eski olmasına rağmen eskimiş hiç bir şeyi yok. Programlamanın Zen kitabı bu olsa gerek.