EVOLUSI KOMPUTER DAN PERFORMA
Computer and Performance Evolution
I.
Pengertian Komputer
Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima dan menyimpan informasi masukan digital dan mengolah informasi menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Dalam bentuk yang paling sederhana komputer terdiri dari lima bagian utama yang mempunyai fungsi sendirisendiri. Unit-unit tersebut adalah: masukan, memori, aritmatika dan logika, keluaran dan kontrol.
II.
Komputer Generasi Pertama
Komputer pertama kali dibuat oleh ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) dengan Prosesor dalam bentuk tabung vakum pada tahun 1942 yang dirancang oleh John Mauchly dan John Presper di Enkert, Universitas Pennsylvania dengan berat puluhan ton, sangat lebar dan membutuhkan daya listrik yang sangat besar.
A.
ENIAC Computer
Komputer pertama atau disebut juga komputer ENIAC ini secara garis besar memanfaatkan teknologi sebagai berikut:
1. Menggunakan vacuum tube untuk pemrosesan (prosesor) dan penyimpanan.
2. Memori kecepatan tinggi bersama untuk program dan data. 3. Menggunakan main memory cepat dan secondary memory
lambat.
4. Menggunakan instruksi input-output.
5. Pertama meperkenalkan ferrite core memory.
6. Menggunakan electromechanical magnetic drum sebagai secondary memory.
7. Menggunakan register untuk penyimpanan operand dan hasil dari instruksi di dalam CPU.
8. Menggunakan peripheral device seperti magnetic tape, magnetic drum, paper tape dan card punch.
Juga perlu diketahui bahwa Komputer ini murni mesin hardware yang tidak mempunyai sistem operasi, bahkan pemrogramannya dilakukan dalam bahasa mesin yang berbeda setiap komputer. Pada komputer ini, User bekerja pada sejumlah switch/saklar pada panel depan baik untuk start, run dan halt komputer. Internal status ditampilkan pada sejumlah lampu pada panel depan. Umumnya hanya dapat dioperasikan oleh desainer atau programmer karena kompleks (rumit).
Gambar 1 Pemrograman dengan Komputer Pertama
Berikut beberapa tambahan detail spesifikasi dari komputer ENIAC pertama, yakni:
Menggunakan sistem Decimal (bukan binary)
Memiliki 20 accumulator untuk 10 digits
Diprogram secara manual melalui sakelar
Berisi 18,000 vacuum tubes
Berat 30 tons
Luas 15,0002 feet
Daya 140 kW
Kecepatan: 5,000 penambahan per detik
B.
IAS Computer (von Neumann Machine) dan Stored
Program Concept.
hampir semua komputer setelahnya. Proyek yang dipimpin oleh
John Von Neumann mampu mengevolusi komputer dari yang semula membutuhkan tempat dan daya yang besar kini lebih sederhana, dengan physical structure yang tetap dan dapat mengeksekusi berbagai komputasi menggunakan kontrol pemrograman yang tepat tanpa modifikasi unit. Komputer ini merupakan komputer pertama yang menggunakan strored program concept. Pada hakekatnya stored program concept yakni:
1. Komputer mempunyai 5 unit utama: memory, ALU (Aritmatic Logic Unit), control unit, input unit, dan output unit.
2. Program dan data disimpan bersama di dalam memori.
3. Pertama kali program berada di memori, kemudian komputer dapat mengeksekusinya secara otomatis tanpa intervensi manual.
4. Control unit mengambil (fetch) dan mengeksekusi instruksi satu per satu secara sekuensial (berurut). Eksekusi sekuensial tersebut dapat dimodifikasi oleh jenis instruksi tertentu.
5. Suatu instruksi dapat memodifikasi isi dari suatu lokasi memori. Karena itu sebuah program dapat memodifikasi dirinya sendiri.
Gambar 2 Struktur Komputer IAS
Kelebihan Komputer IAS:
a. Merupakan single address machine.
b. Instruction length pendek sehingga menghasilkan program yang ukurannya kecil dan karenanya keperluan memorinya kecil. Hal ini menyebabkan pengurangan biaya sistem (System Cost Reduction).
c. Pengambilan (fetch) instruksi dilakukan dua buah sekaligus dan membawanya ke memori. Sehingga satu instruksi selalu pre-fetched. Hal ini mengurangi access time untuk instruksi yg kedua, sehingga mempercepat waktu siklus instruksi
d. Penggunaan instruksi “address modify” , menghasilkan perubahan address field instruksi yang lain dalam memori.
Kekurangan Komputer IAS:
a. Lemah dalam pelaksanaan operasi I/O.
b. Instruksi input atau instruksi output menghasilkan transfer data antara input device dan memori atau antara memori dan output device. Pada kedua kasus, data harus melalui CPU, karena itu tidak ada “direct memory access” antara memori dan subsistem I/O.
Berikut beberapa detail spesifikasi Komputer IAS:
a. Kapasitas memori: 1000 x 40 bit words
Menggunakan sistem bilangan Biner
Panjang instruksi 20 bit ( 1 word = 2 instruksi )
b. Register-register dalam CPU
MBR (Memory Buffer Register)
MAR (Memory Address Register)
IR (Instruction Register)
IBR (Instruction Buffer Register)
PC (Program Counter)
AC (Accumulator)
MQ (Multiplier Quotient)
C.
Komputer Komersial
Selanjutnya muncul beberapa komputer setelah ditemukannya Stored Program Concept itu. Sebagai berikut:
Universal Automatic Computer (UNIVAC I) dikembangkan oleh Eckert—Mauchy Corporotion. Komputer ini cocok untuk aplikasi saintifik dan komersial.
Berikutnya diikuti oleh UNIVAC II yang menawarkan
performa tinggi dan mempunyai kapasitas memori yang besar.
Berikutnya seri komputer UNIVAC 1100 dengan
kompatibilitas antara berbagai model yang telah dikeluarkan.
III.
Komputer Generasi Kedua
komputer. Pada komputer jenis ini, sudah mulai digunakan Printed Circuit Board (PCB) sebagai pengganti wiring circuit yang bersifat lebih modular yang mudah dilakukan penggantian sehingga produksi dan pemeliaharaan nya lebih mudah. Hal yang menarik adalah pemrogramannya menggunakan bahasa tingkat tinggi yang merupakan lompatan yang besar untuk komputer generasi kedua ini.
Pembuat komputer generasi ini juga telah mengembangkan compiler yang bervariasi seperti FORTRAN dan COBOL. Mempunyai berbagai macam peripheral seperti console typewriter, card reader, line printer, CRT display, graphic device dan lainnya. Pada generasi ini juga sudah mulai bermunculan program aplikasi dan dapat digunakan untuk menyelesaikan pekerjaan akuntansi, pajak, inventory control, purchase order generation, invoicing dan lainnya. Tentu saja di masa ini Organisasi besar yang menggunakan komputer juga membentuk tim programmer untuk pengembngan host program mereka.
A.
Tabel Fitur Komputer Generasi Kedua
No
.
Nama Fitur Tipe Keterangan
1 Opeating
system System software Me ‘manage” sumberdaya sistem dan penanganan keperluan user yang berasal dari program aplikasi user
2 Batch
processing System usage Multi programmer/user sharing dengan sistem besar yang tersentral yaitu dengan mengirimkan
programnya untuk batch dan mengambil hasilnya kemudian.
3 Multiprogramm
ing Peningkatan throughput sistem
Eksekusi concurrent pada multi program; multiplex CPU menghindari waktu kosong selama operasi I/O.
4 Timesharing System usage Multiple remote user shairng pada sebuah komputer melalui terminal-terminal; sistem mengalokasikan potongan-potongan waktu ke terminal user yg menawarkan respons yg cepat
5 High level
language.com
piler pengetahuan hardware atau bahasa mesin untuk membuat program; produktivitas programmer meningkat
6 Magnetic hard
disk Auxiliary storage Lebih cepat dan lebih andal dari magnetic drum; read/write head melayang
7 Index register Programmer
aid Digunakan untuk pengalamatan operand pada iterasi; menawarkan efisiensi pemrograman
8 Instruksi CALL
dan RETURN Peningkatan throughput sistem
Menawarkan fasilitas subrutin; menghidari pemrograman yg repetitif; meningkatkan
produktivitas programmer serta utilisasi ruang memori.
9 Floating point
arithmetic Untuk operasi floating point pada ALU
Untuk aplikasi scientific yang memerlukan presisi tinggi.
10 Data channel /
DMA transfer Untuk transfer data pada hardware
Mendukung device kecepatan tinggi dan juga mengizinkan parallelism antara CPU dan I/O
11 Minicomputer Low cost
computer Menghasilkan komputer untuk organisasi dan institusi kecil;
IV.
Komputer Generasi Ketiga
Setelah berhasilnya ditemukan transistor, Komputer generasi ketiga memasuki era microelectronics sebagai pengganti transistor. Microelectronics merupakan dasar penemuan dari integrated-circuit (lintasan yang terintegrasi).
Microelectronics merupakan benar – benar “small-electronics” yang dapat dibuat dengan semikonduktor. Contoh: silicon wafer (wafer silikon). Microelectronics lebih dikenal dengan nama chip.
Beberapa kontribusi dan penemuan di masa ini adalah:
2. IC mempunyai banyak keuntungan dibandingkan komponen diskrit: ukuran kecil, kecepatan lebih tinggi, biaya rendah, meningkatkan keandalan (realibility).
3. Penggunaan komputer dalam suatu pemrosesan kontinyu dan sektor manufaktur seperti penyulingan BBM dan distribusi daya listrik
Kepadatan komponen dalam sebuah chip meningkat
Gordon Moore - cofounder of Intel
o Jumlah transistor dalam chip menjadi dua kali lipat tiap tahun
Sejak 1970 perkembangan agak lambat
Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip berkembang tiap 18 bulan
Harga dari chip rata-rata tetap / tidak berubah
Higher packing density berarti jalur elektronik lebih pendek, kemampuan makin meningkat
Ukuran yang mengecil meningkatkan flexebilitas
Mengurangi daya dan membutuhkan pendinginan
Beberapa Interkoneksi meningkatkan reliabilitas
B.
Tabel Fitur Komputer Generasi Ketiga
N besar yang sedang berjalan melalui kerjasama antara CPU dan sistem operasi
2 Pipelining Parallelism dalam siklus instruksi
Eksekusi secara simultan dari beberapa program dengan CPU yang berbeda.
4 Memori
semikondukto
Memori Teknologi baru pada chip IC
r dibandingkan core memory 5 Memori cache Intermediate
hardware buffer antara CPU dan main memory
Menghemat waktu CPU (dalam pengambilan instruksi/operand dengan mensuplai beberapa instruksi/operand dari memori buffer.
6 Local storage Register internal dalam CPU
Pengambilan operand dan penyimpnan hasil lebih cepat
7 Konsep bus Komunikasi tipe baru antara CPU dan subsistem lainnya
Sharing path; biaya berkurang, komunikasi lebih lambat
8 Komunikasi data
Komunikasi antar komputer
Transfer data jarak jauh melalui saluran telepon
Untuk aplikasi scientific yang memerlukan presisi tinggi.
C.
Komputer Generasi Ketiga
1. IBM 360
IBM 360 diluncurkan pada tahun 1964 dan memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Set Instruksi Mirip atau Identik, dalam kelompok komputer ini berbagai model yang dikeluarkan menggunakan set instruksi yang sama sehingga mendukungkompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya.
Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem operasinya karena sama.
Kecepatan yang meningkat, model – model yang ditawarkan mulai dari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri.
Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan.
2. DEC PDP-8
PDP-8 diluncurkan pada tahun 1964 dan memiliki spesifikasi sebagai berikut:
Minicomputer pertama kali tidak memerlukan ruangan ber-AC. Embedded applications & OEM.
Arsitektur PDP-8 sangat berbeda dengan IBM terutama bagian sistem bus. Pada komputer ini menggunakan omnibus system.
Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang terpisah, yang digunakan untuk membawa sinyal – sinyal kontrol, alamat maupun data.
Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer – komputer modern.
V.
Komputer Generasi Kini
Komputer generasi terakhir ini sudah memanfaatkan mikroprocessors. PERKEMBANGAN MICROPROCESSOR
1.
1971 - 4004
Microprocessor pertama
Semua komponen CPU adalah single chip
4 bit
2.
Diikuti dengan munculnya 8008 tahun 1972
8 bit
Mikroposessor dengan desain applikasi khusus
3.
1974 – 8080
perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram.
Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Jaringan komputer memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas. Dengan menggunakan perkabelan langsung (disebut juga Local Area Network atau LAN), atau kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.
VI.
Komputer Masa Kini
Sudah tentu saat ini perkembangan komputer sangat pesat, seperti bunyi Hukum Moore:
VII.
Komputer Generasi Kelima (Modern Computer)
Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih sangat muda. Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001: Space Odyssey. HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah komputer generasi kelima. Dengan kecerdasan buatan (artificial intelligence atau AI), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri.
Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi yang semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi.
