Kod yazarken matematikle düşünüyorum

Bölümler kabaca zaman sırasıyla ilerliyor: uzay uçuşlarına duyduğum ilk meraktan bugün geliştirdiğim yazılımlara kadar. Şekiller her bölümün ana fikrini basitçe gösteriyor. Çoğunu elle çizmedim, anlattıkları fikrin küçük bir modelinden hesapladım.

1. 01/Çocukluk – 2015

   Gökyüzüne bakmak: uzay araştırmaları

   Uzay merakım çok küçükken “Contact” filmiyle başladı. Filmden sonra durmadan okuyup araştırdım. Ay görevleri beni derinden etkiledi; onlarla ilgili ne bulursam okuyordum. Sonra sıra Mars görevlerine geldi. Uzayda kaybolan ya da arızalanan sondalar da çok ilgimi çekti.

   Sovyetler Birliği ile ABD arasındaki uzay yarışını baştan sona araştırdım; bu yarışı anlatan bütün filmleri de izledim. 2015’te de uzayla ilgili kendimce küçük projeler geliştirmeye başladım.

   Eski bir projeye de hayran kalmıştım: Titan’a gönderilmesi düşünülen bir denizaltı. Titan, Satürn’ün en büyük uydusu; yüzeyinde sıvı metan ve etandan oluşan denizler var. 2014–2015’te NASA için hazırlanan bu çalışma, denizlerin en büyüğü olan Kraken Mare’yi bir denizaltıyla keşfetmeyi öneriyordu.

   Bu merak hiç geçmedi. İzlerini aşağıdaki roketçilik bölümlerinde ve Apollo 11 mürettebatının 1969’daki Anıtkabir ziyaretini anlattığım “Ay’dan Anıtkabir’e Yolculuk” yazısında görebilirsiniz.

2. 02/2016 – 20192016 – 2019·C# · MS SQL

   Programlamanın temelleri

   Programlamaya 2016’da meslek lisesinde, C# ile başladım. Önce temelleri öğrendim, sonra veri yapılarına ve algoritmik problem çözmeye geçtim. Bu arada küçük matematik hesaplama motorları da yazdım. 2019’da artık Microsoft SQL Server (MS SQL) kullanan eksiksiz veri tabanı uygulamaları geliştiriyordum.

   Lise bitirme projelerim XOX ve Amiral Battı oyunlarının masaüstü sürümleriydi. Amiral Battı, çocukken babamla oynadığım oyundu; kendi sürümümü tasarlamak istememin nedeni de bu. O ilk sürümün C# kaynak kodu GitHub’da duruyor. Av ve hedef (Hunt & Target) algoritmasını ise sonradan geliştirdim. Bugün Amiral Battı’da bilgisayarın nereye ateş edeceğine bu algoritma karar veriyor: Önce tahtada gemi arıyor, bir gemiyi vurduğunda da atışlarını o noktanın çevresine topluyor.

   İki oyunun tarayıcı sürümleri de artık bu sitede. Bilgisayar rakip ikisinde de bir algoritmayla oynuyor: Amiral Battı’da av ve hedef, XOX’te ise alfa–beta budamalı minimax araması. Buradan Amiral Battı ya da XOX oynayabilirsiniz.

3. 03/2019 · TÜBİTAK

   Kriptografi ve görsel programlama üzerine bir araştırma

   2019’da bir TÜBİTAK lise araştırma projesi yaptım. Projede kriptografiyi ve görsel programlamanın mantığını inceledim.

   Projenin bir parçası, akış şemalarıyla çalışan görsel bir kodlama aracının erken bir prototipiydi. Bu araçta programı satır satır yazmak yerine akış şemasını çizerek oluşturuyorsunuz.

4. 04/2019 – 20222019 – 2022·Roket ve Uzay Kulübü

   Roketçilik ve uçuş aviyoniği

   Kasım 2019’da üniversiteye başladım ve İstanbul Üniversitesi Roket ve Uzay Kulübüne katıldım. 2022’ye kadar kulübün başkan yardımcısıydım. Ekip olarak üç roket tasarlayıp ürettik. Biri, hedef irtifası 5.000 ft olan alçak irtifa roketiydi; diğer ikisi ise hedef irtifası 10.000 ft olan yüksek irtifa roketleriydi.

   Uçuş aviyoniğinin gömülü yazılımı ve paraşüt açma kontrol sistemi tamamen benim sorumluluğumdaydı. İki sistem de sensör füzyonuna dayanıyordu; yani roketteki sensörlerden gelen yönelim, jiroskop ve altimetre verilerini birleştirerek çalışıyordu. Bu gürültülü veriden Kalman filtresiyle nasıl iyi bir tahmin çıkardığımızı ve PID kontrolcülerini nerede kullandığımızı sonraki bölümdeanlatıyorum.

   Telemetrinin SD karta nasıl kaydedileceğini belirleyen protokolleri de ben tasarladım. SD karttaki kayıt, telemetriyi RF ile ileten modüllerle birlikte çalışıyordu. Ayrıca bir masaüstü telemetri paneli geliştirdim. Bu panel uçuş verisini ayrıştırıp uçuştan sonra yörünge grafiklerini çiziyordu.

5. 05/Roket ve Uzay Kulübü · Kalman · PID

   Gürültülü veriden doğru tahmine: Kalman filtresi ve PID

   Roketteki sensörlerin verisi hiçbir zaman tertemiz değildir: Altimetre her an biraz farklı bir değer okur, ivmeölçer motorun titreşimini de yakalar. Bu yüzden roketleri geliştirirken ölçülen veriyi bir Kalman filtresinden geçirmeyi araştırdık. Algoritmalarını yazdık ve defalarca test ettik.

   Kalman filtresi her adımda önce roketin nerede olması gerektiğini tahmin eder, sonra bu tahmini yeni ölçümle düzeltir. Hangisine ne kadar güveneceğine de ikisinin ne kadar belirsiz olduğuna bakarak karar verir. Karanlık bir odada adımlarınızı sayarak yürüdüğünüzü, bir duvara dokununca da yerinizi düzelttiğinizi düşünün; filtre de aynısını yapar.

   Dikey iniş gibi deneylerde ise PID kontrolcüleri kullandık. PID, hedefle ölçülen değer arasındaki farka üç açıdan bakar: Şu an ne kadar uzaktayız (P), ne zamandır uzaktayız (I) ve fark ne kadar hızlı değişiyor (D). Duşta suyun sıcaklığını ayarlarken biz de farkında olmadan aynı şeyi yaparız.

6. 06/Araştırma

   Otonom paraşüt güdümü ve hassas iniş

   Otonom paraşüt, üniversitede arkadaşlarımızla yaptığımız, tamamen deneysel ve çok keyifli bir projeydi. Soru basitti: Paraşüt açıldıktan sonra yük, kendini yerde seçilen bir noktaya yönlendirebilir mi?

   Mekanik kısmı arkadaşlarımızdan biri çözmüştü. Yazılım tarafı bendeydi: Lineer cebire dayanan bir karar algoritması yazdım. Bir de simülasyon ortamı kurdum. Birkaç arkadaşımız algoritmayı güzelce test etti.

   Bu konuda daha önce yazılmış birçok makale okuduk ve çok şey öğrendik. Açı hesaplarında kosinüs teoremini ve birçok trigonometrik özdeşliği kullandık. Karar mekanizmasını da atan2 gibi fonksiyonlarla sağlamlaştırdık: atan2(Δy, Δx), sıradan arktanjanttan farklı olarak açının hangi çeyrekte olduğunu da bulur ve Δx sıfır olduğunda bile çalışır.

   Python kodu GitHub’da herkese açık: AutonomousParachute.

7. 07/Python (2020) → C++ (bugün)

   Uçuş simülasyonu: prototipten Rocket-Up’a

   Uçuş simülasyonu aslında tek bir proje; yalnızca yıllar içinde biçim değiştirdi. 2020’de Python ile yazdığım bir prototip olarak başladı. Roket yörüngelerini üç boyutta, sayısal olarak hesaplayan bir simülasyondu. Kapsamı dardı ve tek bir amaç için tasarlanmıştı.

   Şimdi projeyi Rocket-Up adıyla, modern C++ ile baştan yazıyorum. Rocket-Up dinamik ve açık kaynak bir aerodinamik simülasyon motoru. Hedefim daha yüksek performans ve temiz bir mimari.

8. 08/Roket ve Uzay Kulübü · CubeSat

   CubeSat: bitiremediğimiz uydu

   Roket ve Uzay Kulübünün son döneminde bir CubeSat, yani küçük bir küp uydu geliştirmeye karar verdik. Uydumuz CubeSat standardının bütün kurallarına uyacaktı. NASA’nın CubeSat geliştirenler için hazırladığı bir PDF rehber vardı ve ondan çok şey öğrendik: nasıl lehim yapılacağını, fırlatmaya hazır bir CubeSat’ın nasıl tasarlanacağını.

   Çok araştırdık. Güneş panellerini, uydunun içinde çalışacak yazılımı, hatta yer istasyonu yazılımını tek tek düşünüp tasarladık. Uydunun içindeki kartları ben programlayacaktım. Bir de yer istasyonu yazılımını, yani bir bilgisayarda çalışacak bir kontrol panelini (dashboard) ben yazacaktım.

   Ama bütçe kesintileri ve kulübün dağılması yüzünden proje yarım kaldı. Çok güzel bir projeydi; ne yazık ki bitiremedik.

9. 09/2021 – 20242021 – 2024·crowd.inc

   crowd.inc’te yazılım geliştirici

   crowd.inc, insanların fikirlerini paylaşıp bu fikirler için yardım bulduğu bir web sitesiydi. Yüzlerce kullanıcısı vardı; birçok projeye ev sahipliği yaptı, sitede bir sürü fikir ve hedef paylaşıldı. Sonraları da herkese açık olmayan, özel fikirlere yöneldik.

   Temmuz 2021’den Mart 2024’e kadar orada yazılım geliştirici olarak çalıştım. Geliştirme sürecinin her aşamasını üstlendim: PostgreSQL’de ilişkisel veri tabanı şemalarını tasarladım, Python ve Flask ile REST API’ler, jQuery ile de ön yüz geliştirdim, Linux sunucularını kurup yapılandırdım ve otomatik testler yazdım.

   Ayrıntılı yetkilere dayanan bir rol tabanlı erişim kontrolü (RBAC) tasarladım ve herkese açık verilerle özel veriler arasında net bir sınır çizdim. İçerik akışı için ölçeklenebilir sayfalama ve dinamik veri yükleme geliştirdim. Platformun güvenilir çalışması için de kapsamlı birim ve entegrasyon testleri yazdım.

10. 10/GDSC · Matematik Kulübü

    Topluluk: atölyeler, canlı yayınlar ve yarışmalar

    2023’te Google Developer Student Clubs (GDSC) çekirdek ekibindeydim. Flask, HTML ve Git/GitHub üzerine teknik atölyeler ve canlı yayınlar yaptım. Siber Güvenlik Haftası etkinliğini de düzenledim. Etkinlikte CCIE sertifikalı bir ağ güvenliği mühendisiyle canlı yayında teknik bir söyleşi vardı.

    Üniversitenin ilerleyen yıllarında Matematik Kulübü için de akademik etkinlikler düzenleyip yürüttüm: seminerler ile mantık ve matematik yarışmaları.

11. 11/Bugün

    Bugün en çok kullandığım diller: modern C++ ve Go

    Bugünlerde zamanımın çoğunu üç tür yazılıma ayırıyorum: sistem araçları; telemetri ve cihaz yönetimi yazılımları; algoritmaya dayalı uygulamalar. Bunları genellikle modern C++ ve Go ile yazıyorum. Tam listeyi projeler sayfasında bulabilirsiniz. Aşağıda iki örnek var.

    2024’te geliştirmeye başladığım Asion, gizliliği ön planda tutan bir üretkenlik ve bilgisayar etkinliği takip aracı. macOS, Linux ve Windows’ta çalışıyor; onu kendi sunucunuza kurabileceğiniz şekilde tasarladım. Temelinde işletim sisteminin yerel olay kancaları (OS event hooks), arka planda çalışan hafif bir daemon ve bileşenleri arasındaki gRPC iletişimi var. Şu an erken erişimde.

    Novacast’i 2025’te, çalıştığım bir bilgisayar firmasında geliştirmeye başladık. Firmadaki eski yazılım hantaldı ve ihtiyaçlarımıza yetmiyordu; Novacast onun yerine geçti. Farklı modellerdeki birçok ekranı tek bir web panelinden yönetiyor: Windows, macOS ve Linux bilgisayarları; Samsung, LG ve Android TV’leri. Her ekranda Rust ile yazılmış küçük bir oynatıcı çalışıyor. Go ile yazılmış sunucu da bu ekranlara bir MQTT aracısı (broker) üzerinden ulaşıyor. Proje bugün canlıda çalışıyor.

    Bir yandan da İstanbul Üniversitesindeki matematik lisansımı tamamlıyorum. Kodumda reel analizi, soyut cebiri ya da topolojiyi doğrudan pek görmezsiniz. Ama bu derslerin bana kazandırdığı alışkanlıkları olduğu gibi yazılıma taşıyorum: kavramları net tanımlamak ve her adımı kontrol etmek.

12. 12/Bugün · CI/CD

    Otomasyon: tek tıkla test, paketleme ve dağıtım

    Yerel (native) bir yazılımı üç işletim sistemi için birden yayımlamak, tekrarlanan adımlar kendi kendine çalışmazsa pek pratik değil. Bu yüzden GitHub Actions iş akışlarıyla ve çapraz derleme yapan runner’larla çok platformlu CI/CD süreçleri kuruyorum. Adımları da Bash, Batch ve Python ile yazdığım betiklerle birbirine bağlıyorum.

    Asion ekosisteminde bu düzen, tek tıkla çalışan CI/CD süreçlerine dönüştü. Tek bir tetiklemeyle kod test ediliyor, paketleniyor; her platform için derleme çıktıları üretilip dağıtılıyor.