EVOLUSI KOMPUTER
2.1 PRA GENERASI
1. TAHAP
MANUAL
The first computers were people!
Computer merupakan suatu profesi bagi seseorang yang pekerjaannya menghitung,
seperti menghitung tabel navigasi untuk pelayaran, pemetaan, posisi planet
untuk menentukan kalender astronomi, perhitungan kalender dan jam, rumus-rumus
dan fungsi-fungsi untuk menghitung suatu nilai, dll. Anda bayangkan bila Anda
bekerja sebagai “computer” yang tiap
jam, tiap hari menghitung suatu perkalian, tentunya timbul rasa bosan, ketidak telitian
sehingga bisa melakukan kesalahan. Oleh karena itu banyak orang yang berusaha
menemukan suatu alat atau mekanisme untuk membantu, mempermudah, atau
menggantikan pekerjaan menghitung tersebut.
Alat
bantu untuk menghitung mulai dari sistem sepuluh jari, kerikil, dll. Gambar –
gambar berikut ini menunjukkan beberapa alat bantu untuk menghitung :
Pengguna
abacus pertama kali bukan orang Cina
tetapi Babylonia ( 4000 SM ) yang disusun dari kerikil / batu koral. Istilah “calculus” berasal dari kata “calculi” ( bahasa latin untuk batu
koral ). Di tangan orang trampil, alat ini dapat menghitung secepat kalkulator
modern.
Tahun 1617 John Napier ( Skotlandia ) menemukan
logaritma dan mengimplementasikan pada tangkai gading yaitu Napier's Bones. Mekanisme alat ini
adalah melakukan perkalian dan pembagian melalui penambahan dan pengurangan
yang berulang.
Modern Napier's Bones
Napier's Bones modern dibuat dalam bentuk Slide Rule di Inggris tahun 1632 dan
masih digunakan hingga tahun 1960-an oleh pekerja NASA untuk misi Mercury,
Gemini, dan Apollo ( manusia di bulan ).
2. TAHAP MEKANIKAL
Leonardo da Vinci ( 1452 - 1519 )
merancang mesin hitung yang dijalankan dari roda bergerigi ( gear ), tetapi
alat tersebut tidak dibuatnya.
Mesin hitung yang dijalankan dari
roda bergerigi pertama kali dibuat oleh professor Jerman, Wilhelm Schickard
tahun 1623. Alat tersebut diberi nama Calculating
Clock.
Tahun 1642 Blaise Pascal pada usia 19
tahun membuat Pascaline dan digunakan
ayahnya untuk menghitung pajak. Pascaline dibuat dari 50 roda bergerigi dan
hanya untuk operasi penjumlahan hingga angka 6 digit dan 8 digit. Pascal salah
satu penemu hebat, karena di usia sangat muda sudah menemukan banyak hal, salah
satu penemuannya adalah teori probabilitas, tekanan hidraulik, alat penyemprot.
Teknologi spedometer pada mobil/motor meniru cara kerja Pascaline.
Pascaline
6 digit dalam posisi terbuka sehingga silinder dan roda bergerigi saat berputar
dan urutan angkanya terlihat.
Pascaline 8 digit
Beberapa tahun setelah Pascal, Gottfried Wilhelm
Leibniz ( Jerman ) membuat Stepped
Reckoner untuk penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Alat ini
sekaligus berupa drum dari logam panjang dan masing-masing drum terdapat 10
logam panjang yang melingkarinya. Alat ini menggunakan sistem bilangan desimal.
Leibniz juga memberikan konsep untuk menggunakan sistem bilangan biner yang
menjadi dasar operasi komputer modern.
Tahun 1728 Falcon dari Perancis merancang alat tenun
yang menggunakan punched cards ( kartu yang berlubang-lubang ) untuk
membuat variasi pola tenun secara otomatis. Tahun 1741 seorang pembuat jam,
Jacques de Vaucanson, membuat alat tenun otomatis. Polanya dibentuk oleh
susunan lubang - lubang yang dipukulkan pada metal drum. Lubang - lubang
tersebut mengontrol benang-benang pilihan dengan menaikkan dan menurunkan
tapak-tapaknya.
Di
tahun 1801 Joseph Marie Jacquard ( Perancis ) membuat mesin tenun yang
menghasilkan pola tenun secara otomatis. Ini merupakan satu langkah
pengembangan maju dari instruksi yang terprogram sejak alat tenun dikontrol
oleh serangkaian punched cards. Kartu-kartu itu mempunyai lubang-lubang dan
berfungsi seperti program, dengan menyediakan serangkaian instruksi yang
terbaca oleh mesin ketika melewati beberapa susunan tangkai. Pada tahun 1812
lebih dari 11000 mesin tenun ini diproduksi di Perancis.
Punched card Jacquard dari kayu
dan potret Jacquard
Tahun
1833 ditemukan konsep pemrosesan data yang menjadi dasar kerja dan prototipe
dari komputer sekarang yaitu mesin Babbage’s
Analytical Engine yang dibuat oleh Charles Babbage.
Mesin
tersebut menggunakan 2 macam kartu yaitu operating cards yang menyatakan fungsi
tertentu yang akan dilakukan dan variabel cards yang menyatakan data
aktual. Mesin juga mempunyai media
penyimpanan ( store, suatu tempat dimana instruksi-instruksi dan variabel-variabel disimpan ) dan arithmatic unit ( mill/CPU ) yang
melakukan operasi. Instruksi dan data dimasukkan ke dalam mesin tersebut dengan
menggunakan punched card ( dibaca oleh punched card reader /
input section ) dan outputnya dihasilkan secara otomatis pada punched card juga
( output sectio n ).
Tahun 1842, Countes Augusta Ada
Lovelace usia 19 tahun mempelajari hasil kerja Babbage ketika mengunjungi
London Mechanic Institute dan bekerja untuk Babbage mengembangkan beberapa ide
untuk mesin analitik dan menulis program dengan bahasa assembly sederhana untuk
alat itu. Ada menjadi programmer dunia pertama. Tahun 1854, teori Aljabar
Booelan ditemukan oleh George S.Boole dari Inggris. Teori tersebut pada
akhirnya mendasari cara kerja sirkuit di komputer
3. TAHAP
MEKANIK ELEKTRONIK
Tahun 1887 Dr. Herman Hollerith
membuat mesin sensus disebut Hollerith
Desk dengan konsep machine - readable card dan menggunakan punched card.
Hasil perhitungan dengan mesin tersebut ditunjukkan pada dinding mesin, mirip
dengan spedometer di jaman sekarang, dengan cara kerja seperti mekanisme
Pascaline.
Sensus di US yang diambil tahun
1880 membutuhkan waktu 7,5 tahun kalkulasi manual untuk tabulasi. Waktu
tabulasi dengan metode Hollerith lebih cepat, sehingga tahun 1890 perhitungan
sensus US menggunakan mesin Hollerith dan selesai kurang dari 3 tahun. Setelah
sensus, Hollerith mengubah mesinnya untuk penggunaan komersial dan pada tahun
1896 mendirikan Tabulating Machine
Company ( cikal
bakal IBM / International Business Machine Corporation ) untuk memproduksi dan menjual
penemuannya. Gambar sebelah kanan atas menunjukkan persiapan punched card untuk
sensus di US yaitu pencatatan data input dengan kode berbentuk lubang-lubang
pada kartu dan gambar dibawah ini menunjukkan beberapa contoh bentuk punch
card.
4. TAHAP ELEKTRONIK
Komputer mekanik mempunyai dua
kekurangan utama yaitu kecepatan komputer dibatasi kelambanan gerak
bagian-bagiannya dan transmisi informasi oleh alat mekanik ( gir, pengungkit, dsb ) yang tidak praktis. Pada
elektronik komputer, bagian yang berpindah merupakan elektron dan suatu
informasi dapat ditransmisikan dengan arus listrik dengan kecepatan mendekati
kecepatan cahaya ( 300.000
km/detik ).
Perkembangan komputer pada
peralihan dari mekanik ke elektronik diawali dengan perubahan komponen dasar
dari komponen mekanik menjadi tabung hampa. Berawal dari ditemukannya bola
lampu pijar oleh Thomas Alva Edison tahun 1879 dan Edison Effect tentang elektron dalam ruang hampa pada tahun 1883.
John Ambrose Fleming menemukan
Efek Edison dapat menangkap gelombang radio dan mengubahnya menjadi listrik.
Fleming membuat tabung hampa 2 elemen yang disebut dioda. Tahun 1906 Lee de
Forest membuat trioda yang dapat berfungsi sebagai penguat sekaligus switch.
Penemuan trioda ini berdampak pada perkembangan komputer digital.
Gambar tabung hampa udara yang
dipakai antara lain sebagai berikut.
Komputer digital elektronik
pertama dibuat tahun 1942, yaitu komputer ABC ( Atanasoff – Berry Computer ) menggunakan tabung hampa udara.
Komputer ini mengimplementasikan perhitungan sistem biner untuk menyelesaikan
persamaan linear dan menggunakan capasitor untuk proses penyimpanan data.
Teknologi penyimpanan data ini sekarang dikenal dengan DRAM ( Dynamic RAM ). Pembuatnya adalah Prof.John
V.Atanasoof dan Clifford Berry di Iowa US. Berikut merupakan contoh komputer
ABC.
Komputer Z3 dibuat di Jerman oleh
Konrad Zuse tahun 1941 hampir bersamaan dengan komputer ABC.
Gambar dibawah adalah Z1 (dibuat
tahun 1936-1938) karena Z3 hancur terkena bom PD II. Z3 merupakan komputer
elektrik-mekanik serbaguna yang dapat diprogram ( general purpose program
controlled ) yang pertama.
Di Inggris tahun 1944 Tommy
Flowers membuat Colossus untuk
memecahkan kode-kode rahasia Jerman di masa PD II.
Tahun 1944 di US, Howard Aiken bekerja sama dengan IBM
sejak tahun 1939 membuat Harvard Mark I
atau IBM ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator) yang merupakan
komputer digital otomatis pertama. Mark I berukuran raksasa dengan berat 5 ton
tinggi 8 feet dan panjang 51 feet, berisi 760000 sparepart dan 5000 mil
kabel.
Mesin menggunakan program untuk
menuntun ke serangkaian kalkulasi. Mesin dapat menambahkan, mengalikan,
membagi, menghitung fungsi
trigonometri dan melakukan kalkulasi kompleks lainnya dalam 23 digit angka.
Penambahan dan pengurangan membutuhkan waktu 0,3 detik ( komputer sekarang dalam 1 detik
bisa melakukan lebih dari 1 milyar kali operasi penjumlahan ), perkalian kurang dari 6 detik,
pembagian kurang dari 16 detik, dan hanya bisa menyimpan 72 angka ( komputer sekarang bisa menyimpan
lebih dari 30 juta angka di RAM ).
Gambar di bawah ini menunjukkan
seorang pekerja di suatu “lorong” Mark I dan gambar dari salah satu empat paper tape readers Mark I. Salah satu programmer utama Mark
I yaitu Grace Hopper menemukan “bug” (serangga
kecil) yaitu seekor ngengat mati yang masuk ke dalam Mark I dan sayapnya
menghalangipembacaan lubang pada paper tape. Kata "bug" kemudian
digunakan untuk mendefinisikan kerusakan / kesalahan dan kata “debugging” berarti suatu kegiatan / pekerjaan meniadakan kesalahan
program.
2.2 GENERASI
PERTAMA ( 1945 – 1959 )
ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Calculator ) dibuat tahun 1943 - 1945 oleh John Mauchly dan J. Presper Eckert. Merupakan komputer raksasa dengan berat 30 ton, 18000 tabung vakum, 70000 resistor, 10000 kapasitor, membutuhkan daya listrik 140 KW sehingga membutuhkan ruang khusus dengan AC seluas 1500 kaki persegi. Kecepatan melalukan operasi penjumlahan adalah 5000 kali per detik, 300 perkalian per detik. Menggunakan sistem desimal, diprogram secara manual melalui saklar.
Gambar diatas bagian atas menunjukkan programmer
memberikan instruksi dengan cara menghubungkan antar komponen dengan saklar.
Gambar diatas bagian bawah menunjukkan seorang teknisi mencari dan mengganti
sebuah tabung hampa yang rusak dari 18000 tabung hampa. Tahun 1955 ENIAC tidak
digunakan lagi.
Tahun 1946 John
Von Neuman ( konsultan ENIAC ) membuat makalah yang menyarankan pembuatan
komputer stored program concept menggunakan angka binary yaitu disajikan dengan
2 digit yaitu 0 dan 1, dengan struktur sebagai berikut :
Main memory untuk menyimpan data dan instruksi, ALU
mengerjakan operasi data biner( +, -, x, : ), Control Unit menginterpretasikan
instruksi dari memory dan mengeksekusi, peralatan I/O dikendalikan control
unit. Konsep tersebut menjadi tonggak sejarah terciptanya komputer digital
modern. Mesin dengan konsep tersebut selesai dibuat tahun 1952, diberi nama IAS
dan menjadi prototipe bagi komputer modern selanjutnya. Komputer jaman sekarang
masih menggunakan arsitektur IAS.
Berikut ini struktur dari IAS :
Memori IAS :
- 1000 lokasi penyimpan ( word ) masing-masing
terdiri 40 binary digit ( bit )
- Data dan instruksi disimpan di memori sehingga
bilangan dalam bentuk biner dan instruksi dalam kode biner.
- Setiap bilangan dinyatakan sebuah bit tanda dan
39 bit nilai.
Sebuah word dapat juga terdiri dari 20 bit instruksi,
masing-masing instruksi terdiri dari 8 bit kode operasi ( op code ) yang
menspesifikasikan operasi yang akan dibentuk dan sebuah 12 bit alamat yang menandai
salah satu word di dalam memori ( bilangan dari 0 sampai 999 )
CU dan ALU
berisi lokasi-lokasi penyimpan yang disebut register, yaitu :
- MBR ( Memory Buffer Register )
Berisi
sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima
word dari memori.
- MAR ( Memory Address Register )
Menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari
MBR atau dibaca ke MBR.
- IR ( Instruction Register )
Berisi instruksi 8 bit op code yang akan dieksekusi
- IBR ( Instruction Buffer Register )
Digunakan untuk menyimpan sementara instruksi sebelah
kanan word di dalam memori
- PC ( Program Counter )
Berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan
diambil dari memori
- AC ( Akumulator ) dan MQ ( Multiplier-Quetient )
Digunakan
untuk menyimpan sementara operand dan hasil operasi ALU, misal hasil
perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah
sebuah bilangan 80 bit, maka 40 bit yang paling berarti ( most significant bit
) disimpan di AC dan 40 bit yang kurang berarti ( least significant bit )
disimpan di MQ
Von Newman diakui seorang jenius, usia 6 tahun bisa
menceritakan lelucon dalam bahasa Yunani klasik,usia 8 tahun bisa menyelesaikan
soal-soal kalkulus. Bisa menceritakan kembali isi dari suatu buku kata per kata
yang pernah dibacanya bertahun-tahun yang lalu,dapat membaca halaman buku telepon
dan menyebutkannya kembali.
Pernah menyelesaikan suatu permasalahan perhitungan
dengan hanya berpikir (menghitung dengan pikiran) dalam waktu 6 menit,
sedangkan profesor lainnya menyelesaikannya dengan bantuan kalkulator mekanik
butuh waktu berjam-jam.
Tahun 1947 John
Mauchly dan J. Presper Eckert membuat
EDVAC yang merupakan kelanjutan ENIAC dan bekerjasama dengan von Newman untuk
menggunakan konsep von Newman yaitu program disimpan dalam memori komputer.
Komputer ini dirancang untuk memenuhi kebutuhan Laboratorium Riset Balistik
milik departemen pertahanan US. Aplikasi yang dapat diselesaikan adalah
penghitungan besar sudut rudal balistik sehingga rudal tepat mengenai sasaran.
Tahun 1951 John
Mauchly dan J. Presper Eckert membuat
komputer komersial pertama yang digunakan untuk aplikasi bisnis dan
administrasi yaitu UNIVAC I. Terjual sebanyak 46 buah dan digunakan untuk
berbagai kepentingan diantaranya Biro Sensus Dept. Perdagangan US, Universitas
New York, perusahaan asuransi Prudential, General Electric.
Tahun 1953 IBM yang merupakan pabrik peralatan
punchcard membuat IBM seri 701 yaitu komputer pertama IBM dengan konsep stored
program digunakan untuk keperluan
aplikasi scintific. Tahun 1955 seri IBM 702 untuk aplikasi bisnis. Merupakan
awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan.
Ciri umum komputer generasi pertama :
- Teknologi dasar menggunakan tabung hampa udara ( vaccum
tube )
- Program dibuat dengan bahasa mesin
- Memori utama menggunakan teknologi magnetic core
storage
- Ukuran fisik komputer besar
- Fisik komputer cepat panas, butuh ruangan ber-AC
- Membutuhkan daya listrik besar
John Mauchly dan
J. Presper Eckert dan sebagian konsol UNIVAC
2.3 GENERASI KEDUA ( 1959 – 1963 )
Ditemukannya transistor sebagai semikonduktor yang
berfungsi sebagai penguat, switch, modulasi sinyal, dll. Fungsi tabung hampa
trioda Fleming tercakup didalamnya. Ukuran lebih kecil, murah, disipasi panas
sedikit, terbuat dari silicon. Dibuat tahun 1947 oleh William Shockley, John
Bardeen, Walter Brattain dari Bell
Telephone Laboratories. Komputer Generasi II diantaranya DEC PDP-1, UNIVAC
III, IBM 7000, NRC 300 untuk menangani sistem penjualan cash register.
Ciri komputer Generasi II :
- teknologi dasar rangkaiannya transistor.
- menggunakan bahasa pemrograman Fortran, Cobol,
Algol, dll.
- kapasitas memori utama lebih besar dengan
kemampuan menyimpan puluhan ribu karakter.
- menggunakan memori sekunder berupa magnetic tape
dan magnetic disk untuk menambah kapasitas penyimpanan.
- aplikasi yang dijalankan bisnis dan teknik.
- ukuran fisik lebih kecil dibandingkan komputer generasi
pertama.
- membutuhkan lebih sedikit daya listrik.
2.4 GENERASI KETIGA ( 1963 – 1970 )
Jack S Kilby seorang karyawan Texas Instrument yang pertama memiliki ide untuk menyatukan seluruh
komponen dalam satu blok ( monolith ) semikonduktor dan diwujudkannya tahun
1958 membuat IC pertama. Komputer yang mewakili generasi ini IBM S/360 tahun
1964, DG-NOVA, dll
Ciri komputer Generasi III :
- teknologi dasar pembangun rangkaian yang
digunakan adalah IC ( integrated circuit )
- penggunaan sistem operasi lebih bervariasi
disesuaikan keperluan, muncul DOS,
- piranti keluaran layar terminal yang dapat
menampilkan gambar dan grafik. Kemampuan membaca tinta magnetic dengan
MICR ( Magnetic Ink Caracters Recognation ) reader.
- menggunakan memori sekunder dengan kapasitas yang
lebih besar yaitu magnetic disk yang dapat menyimpan jutaan karakter.
- memiliki fitur multiprocessing dan
multiprogramming yaitu dapat memproses sejumlah data dari berbagai sumber
yang berbeda dan dapat mengerjakan begerapa program secara bersamaan.
- memiliki fitur jaringan, satu komputer dapat
berkomunikasi dengan komputer lain. Kecepatan proses yang lebih baik.
Satuan nanoseconds per detik
- kapasitas memori lebih besar, dapat menyimpan
ratusan ribu karakter
- penggunaan daya listrik lebih hemat.
2.5 GENERASI KEEMPAT ( 1963 – Sekarang )
LSI dan VLSI adalah teknologi pemampatan komponen
elektronik dalam 1 chip ( IC ). Jadi
merupakan pemadatan beribu - ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah
lempengan pesegi empat yang memuat rangkaian-rangkaian terpadu didalamnya.
Klasifikasi chip IC berdasarkan jumlah komponen lektronik di dalamnya :
- SSI ( Small
Scale Integration ) : sampai 100
komponen elektronik per chip
- MSI ( Medium Scale Integration ) :
100 – 3000 komponen elektronik per chip
- LSI ( Large Scale Integration ) :
3000 – 100000 komponen elektronik per chip
- VLSI ( Very Large Scale Integration ) : 100000 – 1 juta komponen elektronik per
chip
- ULSI ( Ultra Large Scale Integration ) : lebih dari 1 juta komponen elektronik
per chip
Pemampatan komponen merupakan hal yang logis untu
alasan ekonomis dan kecepatan. Semakin mampat maka biaya untuk membangunnya
semakin sedikit dan kecepatannya semakin tinggi karena jarak antar komponen
semakin dekat. Ide pemampatan berikutnya adalah WSI ( Wafer Scale Integration )
yaitu menyatukan seluruh bagian fungsional komputer dalam 1 chip.
Komputer
generasi ini dimulai dari IBM S/370, komputer pribadi seperti IBM untuk
PowerPC, Intel, Sun dengan SuperSPARC, AMD, Hawlet Packard,dll.
2.6 GENERASI KELIMA ( Sekarang - … )
Berbagai usaha untuk menemukan teknologi baru, salah
satu pelopor adalah Jepang dengan proyek ICOT (Institute for New Computer
Technology).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar