Blok Kodlama Nedir? Blok Program Gerçek Koda Nasıl Dönüşür

Blok kodlama, programı klavyeyle satır satır yazmak yerine yapboz parçasına benzeyen renkli blokları alt alta dizerek kurma yöntemidir. Her blok tek bir komuttur: "pini çıkış yap", "LED'i yak", "100 ms bekle" gibi. Bloklar birbirine yalnızca uyduğu yerden geçtiği için noktalı virgül unutmak, parantezi kapatmamak ya da komutu yanlış harfle yazmak gibi hatalar baştan ortadan kalkar; sen yalnızca programın mantığına odaklanırsın. Bu yüzden blok tabanlı kodlama, çocuklar ve yeni başlayanlar için programlamaya en yumuşak giriş olarak görülür.

Ama blok kodlama oyuncak bir dil değildir. Bir Arduino'ya ya da Raspberry Pi Pico'ya giden her blok programın arkasında gerçek bir kod vardır ve kart her zaman o kodu çalıştırır. Bu yazıda blokların ne olduğunu, renklerinin ne anlattığını ve bir blok programın gerçek C++ ya da MicroPython koduna nasıl dönüştüğünü BlueGrays'teki ücretsiz projeler üzerinden adım adım göreceksin. Sonunda blok kodlamanın avantajlarını, sınırlarını ve Scratch, mBlock, Tinkercad gibi araçlarla nasıl birlikte kullanılabileceğini de bulacaksın.

Blok kodlama nedir, neden "blok" deniyor?

Blok kodlamada her komut, kenarlarında girinti ve çıkıntı olan bir parçadır. Üstteki bloğun alt çıkıntısı alttaki bloğun girintisine oturur, böylece komutlar yukarıdan aşağıya sırayla çalışır. Bazı blokların içinde ağız gibi açık bir boşluk vardır: bunlar başka blokları içine alan kapsayıcı bloklardır. Bazılarının üzerinde de beyaz oval yuvalar bulunur ve oraya sayı ya da başka bir değer bloğu takılır. Parçaların şekli neyin nereye takılabileceğini belirlediği için kurallara aykırı bir program kurmak neredeyse imkânsızdır. Bugünkü blok editörlerinin çoğu MIT'nin geliştirdiği Scratch'in ve Google'ın açık kaynak Blockly kütüphanesinin açtığı yoldan gider. BlueGrays'teki bloklar da Blockly tabanlıdır; blok setini elektronik projeleri için kendimiz hazırladık ve uygulamanın dilinde gösteriyoruz. Unutma: bloklar yeni bir programlama dili değildir. Komut, sıra, koşul, döngü ve değişken metin kodla birebir aynı kavramlardır, bloklar yalnızca onları görünür hâle getirir.

Blokla yazılan program gerçek koda nasıl dönüşür?

Blok editörleri arka planda bir kod üreticisi kullanır: her blok türünün metin kodda bir kalıbı vardır ve bloklar dizildikçe bu kalıplar sırayla birleştirilir. BlueGrays'te iş biraz daha sıkıdır: her projenin blokları, karta yüklenen gerçek kodla birebir eşlenerek hazırlanır. Bloklardaki her satırın kodda bir karşılığı, koddaki her satırın da bloklarda bir karşılığı vardır. Arduino ve ESP32 projelerinde bu kod C++, Raspberry Pi Pico projelerinde MicroPython'dur. Bir blok programı okurken şu beş parçayı tanıman yeterli:

• kurulum (bir kez çalışır): kart açıldığında ya da resetlendiğinde yalnız bir kez çalışan bölüm. Arduino'da setup() fonksiyonuna karşılık gelir; pinlerin GİRİŞ ya da ÇIKIŞ yapılması genelde burada olur.
• sürekli tekrarla: kart çalıştığı sürece baştan sona tekrar tekrar dönen bölüm. Arduino'da loop() fonksiyonudur, MicroPython'da while True: döngüsü.
• Komut blokları: "9 numaralı pine YÜKSEK yaz" ya da "100 ms bekle" gibi kapsayıcıların içine dizilen, her biri tek bir iş yapan bloklar. Çoğu metin kodda tek bir satırdır.
• Değer blokları: beyaz ovaldeki 9 ya da 100 gibi sayılar ve "13 numaralı pini oku" gibi bir sonuç veren yuvarlak bloklar. Komut bloklarının yuvalarına takılır, kodda parantez içindeki değere dönüşür.
• Açılır menüler: ÇIKIŞ / GİRİŞ ya da YÜKSEK / DÜŞÜK gibi seçenekler. Koddaki OUTPUT / INPUT ve HIGH / LOW sabitlerinin karşılığıdır; menüde yalnız geçerli seçenekler olduğu için yanlış yazılamazlar.

Blok ve kod yan yana: Led Yakma projesi

Teoriyi bırakıp gerçek bir örneğe bakalım. Led Yakma projesinde 9 numaralı pine bir LED ve direnç bağlanır, LED saniyede beş kez yanıp söner. Yukarıdaki görseldeki blokları aşağıdaki tabloda tek tek koda çeviriyoruz. Tablonun her satırı bir blok, her blok da kodda bir satır:

1void setup() {
2  pinMode(9,OUTPUT);     // LED pini çıkış / LED pin as output
3}
4
5void loop() {
6  digitalWrite(9,HIGH);  // LED'i yak / Turn the LED on
7  delay(100);            // 100 ms bekle (1000 ms = 1 sn) / Wait 100 ms (1000 ms = 1 s)
8  digitalWrite(9,LOW);   // LED'i söndür / Turn the LED off
9  delay(100);            // 100 ms bekle / Wait 100 ms
10}

Kodda bloklarda görmediğin birkaç şey var: void kelimesi, süslü parantezler ve noktalı virgüller. Bunlar C++'ın yazım kurallarıdır ve bloklarda şeklin kendisi tarafından karşılanır. Kapsayıcı bloğun ağzı süslü parantezlerin, blokların alt alta oturması da satır sırasının yerini tutar. Değer yuvasındaki 100'ü 1000 yapsaydın kodda delay(1000) yazacaktı ve LED saniyede bir yanıp sönecekti. Menüden YÜKSEK yerine DÜŞÜK seçseydin HIGH, LOW'a dönecekti. Bu birebir eşleşme sayesinde birkaç projeden sonra kodu bloklara bakmadan da okumaya başlarsın. Aynı projenin devresini ve adım adım kurulumunu serinin ikinci bölümünde, blok kodlamayla LED yakma yazısında bulacaksın.

Blok renkleri ne anlatır?

Blok editörlerinde renk süs değildir; bloğun hangi kategoriden geldiğini gösterir. Bir programa ilk baktığında renklere göre "burada değişken tanımlanıyor, burada bir karar veriliyor, burada döngü var" diye okuyabilirsin. BlueGrays projelerinin blok görsellerinde gördüğün kategoriler şunlar:

Şekiller de ipucu verir. Koşul ve karşılaştırma blokları iki ucu sivri, altıgene benzer bir biçimdedir ve "eğer" bloğunun koşul yuvasına oturur; sayı ve değişken blokları ise yuvarlak uçludur. Tabloda dikkat etmen gereken bir ayrıntı var: "i değişkeniyle say: 0 ile 5 arası, adım 1" bloğunda üst sınır dahildir, yani i sırasıyla 0, 1, 2, 3, 4 ve 5 olur. Kodda bu, i < 6 koşuluyla yazılır ve döngü altı tur döner. Yürüyen Led projesi altı LED'i tam bu blokla sırayla yakar; döngü ve dizi bloklarını serinin döngüler ve değişkenler bölümünde ayrıntılı anlatıyoruz.

Bu görseldeki iç içe "eğer" blokları kodda iç içe if satırlarına dönüşür. "eğer button ≠ lastButton" bloğu if (button != lastButton) satırıdır ve butonun durumu değiştiğinde çalışır. İçindeki "eğer button = 1" yalnız basış anını yakalar. "ledState değişkenine ledState değil ata" bloğu ledState = !ledState; satırıdır: değer 0 ise 1, 1 ise 0 olur. Ardından gelen "7 numaralı pine ledState yaz" bloğu da digitalWrite(7, ledState); satırıdır. Projenin tamamına Buton İle Led Yakma (On Off) sayfasından bakabilirsin; "eğer" bloğu ile if/else arasındaki bağı serinin buton ve koşullar bölümünde açıyoruz.

Arduino ve ESP32'de C++, Pico'da MicroPython

Aynı blok mantığı farklı kartlarda farklı dillere çevrilir. Arduino ve ESP32 projelerinde bloklar C++ koduna karşılık gelir; kurulum ve sürekli tekrarla blokları setup() ve loop() olur. Örneğin ESP32 ile LED Yakma projesinin blokları Led Yakma'dakilerle aynı yapıdadır, yalnız pin 5 ve bekleme 500 ms'dir. Raspberry Pi Pico projelerinde ise bloklar MicroPython'a dönüşür. Burada setup() diye bir fonksiyon yoktur: kurulum bloğunun içindekiler dosyanın başında bir kez çalışan satırlar olur, sürekli tekrarla bloğu da while True: döngüsüne dönüşür.

1from machine import Pin
2import time
3
4# ============ PIN ============
5LED_PIN = 14                    # Boştaki herhangi bir GPIO / Any free GPIO
6led = Pin(LED_PIN, Pin.OUT)     # led adlı pin, ÇIKIŞ / pin named led, OUTPUT
7
8print("== BlueGrays: Pico Harici LED Blink ==")
9print("LED pin: GP" + str(LED_PIN))
10print("500ms yakip 500ms sonduruyor / 500ms on 500ms off")
11
12# ============ ANA DÖNGÜ / MAIN LOOP ============
13while True:
14    led.on()                    # LED'i yak / Turn the LED on
15    print("[LED] ACIK / ON")
16    time.sleep(0.5)             # 0.5 saniye bekle / Wait 0.5 s
17
18    led.off()                   # LED'i söndür / Turn the LED off
19    print("[LED] KAPALI / OFF")
20    time.sleep(0.5)             # 0.5 saniye bekle / Wait 0.5 s

Eşleşmeyi satır satır takip edebilirsin. "genel değişkenler (en başta)" içindeki "tanımla: tam sayı (int) LED_PIN = 14" bloğu LED_PIN = 14 satırıdır; Python'da tür yazılmadığı için (int) kısmı koda geçmez. "led adlı pin: GP LED_PIN, ÇIKIŞ" bloğu led = Pin(LED_PIN, Pin.OUT) olur. "led pinini aç (on)" led.on(), "0.5 saniye bekle" time.sleep(0.5), "seri porta yaz" ise print() satırıdır. "metinleri birleştir" bloğu da "LED pin: GP" metniyle LED_PIN değerini + ile yan yana koyar. Dikkat et: Arduino'da bekleme milisaniye (100 ms), MicroPython'da saniye (0.5) cinsindendir ve bloklarda bu fark "ms bekle" ile "saniye bekle" diye ayrı bloklarla gösterilir. Devre için Raspberry Pi Pico Harici LED Yakma sayfasına bakabilirsin; Pico'ya yeniysen önce Raspberry Pi Pico nedir yazısını okumak işini kolaylaştırır.

Blok kodlamanın avantajları ve sınırları

Blok kodlama her şeyin cevabı değil, bir köprüdür. İlk haftalarda programın mantığını kavramak için çok güçlü bir araçtır; asıl hedef ise bir noktada o köprüden geçip metin koda rahatça bakabilmektir. Blokları ve kodu yan yana görmek bu geçişi hızlandırır, çünkü her yeni projede aynı blokların aynı satırlara dönüştüğünü tekrar tekrar görürsün. "sürekli tekrarla" bloğunu on projede gördükten sonra loop() kelimesi sana yabancı gelmez. Metin koda geçmeye hazır olduğunda Arduino programlama temelleri yazısı değişkenden fonksiyona kadar her şeyi örneklerle anlatıyor.

Blok kodlama kimler için?

• Çocuklar ve aileler: okumayı rahat söken 9-10 yaş ve üstü çocuklar bir yetişkinle birlikte başlayabilir. Bloklar ekranda dururken breadboard üzerinde yanan bir LED, kodlamayı soyut olmaktan çıkarır.
• Öğretmenler ve robotik kulüpleri: aynı projeyi önce bloklarla anlatıp sonra koduna geçmek, sınıftaki farklı seviyeleri aynı derste buluşturur. Bunun için hazırladığımız ders planı serinin son bölümünde: blok kodlamayla robotik kodlama ders planı.
• Arduino'ya yeni başlayanlar: kartı yeni aldıysan ve ilk kodlar karışık geliyorsa, bloklar hangi satırın ne işe yaradığını görmenin en hızlı yoludur. Kartın kendisini tanımak için Arduino nedir yazısıyla başlayabilirsin.
• Kod okumakta zorlanan herkes: başkasının yazdığı bir programı anlamak da bir beceridir. Hazır bir projenin bloklarına bakıp yapıyı kavramak, uzun bir kodun nerede ne yaptığını görmeyi kolaylaştırır.

Scratch, mBlock, Tinkercad ve MakeCode ile karşılaştırma

Blok kodlama denince akla gelen araçların çoğu bilgisayarda ya da tarayıcıda çalışan editörlerdir ve her birinin güçlü olduğu bir alan vardır. Ortak noktaları, blokları senin sürükleyip kendi programını kurmandır. BlueGrays'in yaklaşımı başka bir ihtiyaca cevap verir: hazır ve test edilmiş projelerin bloklarını, devre şeması, parça listesi ve gerçek koduyla yan yana gösterir. Uygulamada kendi bloklarını dizip program yazamazsın (şimdilik); onun yerine çalıştığı bilinen bir programın nasıl kurulduğunu okursun. Bu yüzden bu araçlar birbirinin rakibi değil, tamamlayıcısıdır. Örneğin mBlock'ta kendi kurduğun bir trafik lambası dizisini Trafik Lambası projesinin bloklarıyla karşılaştırabilir, elinde kart yoksa devreyi Tinkercad'de simüle edebilirsin. Ayrıntılar için mBlock ile Arduino ve Tinkercad Arduino simülasyonu rehberlerine bakabilirsin.

BlueGrays uygulamasında blok kodlama nasıl kullanılır?

1. Keşfet › Projeler listesinde blok rozeti olan bir proje seç. Filtreden yalnız bloklu projeleri de gösterebilirsin. Uygulamada 100'den fazla projenin blok hâli var; bunların çoğu Arduino, kalanı ESP32 ve Raspberry Pi Pico projesi.
2. Projenin kod bölümünde Bloklarla göster anahtarını aç. Kodun yerine aynı programın blokları gelir; görsele dokunursan tam ekran açılır ve büyütüp rahatça inceleyebilirsin.
3. Blokları anla sekmesine geç. Program adım adım anlatılır: her adımda yalnız o adımın blokları ve ne yaptığı görünür.
4. Bir komutun ne işe yaradığını merak edersen Kod rehberine bak. Oradaki her örnek, Arduino ve MicroPython komutlarıyla birlikte bloklarla da gösteriliyor.
5. Anahtarı kapatıp gerçek koda dön. Kodu kopyala, Arduino IDE'ye (Pico'da Thonny'ye) yapıştır ve kartına yükle.
6. Öğrendiklerini Günün soruları ile pekiştir: her gün A1'den C2'ye seviyelere göre 5 soru, haftalık sıralama ve rozetler var.

31 projenin hem blokları hem kodu tamamen ücretsiz; diğer projelerde bloklar da kod gibi Premium ile açılır. İlk adım için iyi birer başlangıç olan ücretsiz projelerden bazıları: Led Yakma, 2 Adet Led Yakma, Trafik Lambası, Yürüyen Led, ESP32 ile LED Yakma ve Raspberry Pi Pico Dahili LED Yakma. Bloklu projelerin tamamını platforma göre blok kodlama sayfasında görebilir, örnek bir projenin bloklarını ve kodunu orada da yan yana inceleyebilirsin.

Bloktan Koda serisi: yol haritası

1. Blok kodlama nedir ve blok program gerçek koda nasıl dönüşür (bu yazı)
2. İlk program: blok kodlamayla LED yakıp söndürme, bloklar ve C++ yan yana
3. Buton ve koşullar: "eğer" bloğu ve if/else
4. Döngüler ve değişkenler: sürekli tekrarla, say, dizi ve sayaç
5. Bloklarla sensör okuma, seri port ve Pico'da MicroPython
6. Öğretmenler için: blok kodlamayla robotik kodlama ders planı

Serinin bir sonraki bölümünde bu yazıdaki Led Yakma projesini baştan kuruyoruz: devre, bloklar ve C++ kodu yan yana, blok kodlamayla LED yakma yazısında. O zamana kadar BlueGrays uygulamasında burada adı geçen projelere devre şeması ve koduyla bakabilir, Bloklarla göster ile aynı programın blok hâline, Blokları anla ile adım adım açıklamasına tek dokunuşla geçebilirsin.