Evolusi Arsitektur Komputer

Nama  : Rizky Setiadi

Kelas   : 4IB02

NPM   : 19414724

Evolusi Arsitektur Komputer

A. Pengertian Arsitektur Komputer

Arsitektur komputer merujuk pada atribut sistem yang visible untuk programmer atau, dengan kata lain, atribut-atribut yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis suatu program. Contoh dari atribut meliputi set instruksi, jumlah bit yang digunakan untuk mewakili berbagai jenis data (misal : angka, karakter), mekanisme I/O(Input/output), dan teknik untuk pengalamatan memori.

B.  Evolusi Komputer

Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat.

Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik.

Saat ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan. Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar perhitungan matematik biasa.

Berikut adalah sejarah tentang evolusi komputer

a.       Alat Hitung Tradisional dan Kalkulator Mekanik

b.      Perkembanngan Awal  Komputer

c.       Komputer Generasi Pertama

d.      Komputer Generasi Kedua

e.       Komputer Generasi Ketiga

f.       Komputer Generasi Keempat

g.      Komputer Generasi Kelima

a.     Alat Hitung Tradisional dan Mekanik

Abakus merupakan ’Komputer Otomatis Pertama’ hadir 5000 tahun lalu di Cina dan masih digunakan hingga sekarang dan dipercaya sebagai awal mula mesin komputasi. Abakus berupa bijian geser yang diatur dalam sebuah rak. Digunakan untuk melakukan perhitungan perdagangan. Seiring dengan hadirnya kertas dan alat tulis menulis di eropa, sehingga abakus mulai kurang popular.

Gambar 1.1 Mesin komputasi untuk melakukan peritungan

Pada tahun 1642, Blaise Pascal yang baru berumur 19 tahun menemukan apa yang disebut Kalkulator Roda Numerik (numerical wheel calculator) untuk membantu ayahnya melakukan perhitungan pajak. Kotak persegi kuningan dinamakan Pascaline (Gambar 1.2), menggunakan 8 roda putar bergerigi untuk menjumlahkan bilangan hingga 8 digit. Alat ini merupakan penghitung berbasis 10 (desimal). Kelemahan alat ini hanya terbatas pada penjumlahan saja.

Gambar 1.2 Pascaline

b.     Perkembangan Awal Komputer

Awal mula komputer sebenarnya dibentuk oleh seorang professor matematika Inggris Charles Babbage di tahun 1822. Dia memperhatikan kesuaian antara mesin mekanik dan matematika : mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan; sedang matematika membutuhkan repetisi sederhana dari suatu langkah-langkah tertentu.

Ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan persamaan differensil. Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial (Gambar 1.3). Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan kalkulasi serta mencetak hasilnya secara otomatis.

Gambar 1.3 Mesin Differensial

Howard H. Aiken (1900-1973), seorang insinyur Harvard yang bekerja dengan IBM, berhasil memproduksi kalkulator elektronik untuk US Navy. Kalkulator tersebut berukuran panjang setengah lapangan bola kaki dan memiliki rentang kabel sepanjang 500 mil. The Harvd-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, atau Mark I, merupakan komputer relai elektronik. Ia menggunakan sinyal elektromagnetik untuk menggerakkan komponen mekanik

Gambar 1.4 Mark I

c.     Komputer Generasi Pertama (1946 – 1959 )

Perkembangan komputer dari masa kemasa terus mengalami peningkatan yang sangat pesat. Penciptaan perangkat elektronik ini dimulai pada tahun 1940an dengan memanfaatkan tabung hampa udara. Salah satu hasil nyata computer generasi pertama ini adalah ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Pada tahun 1943 John Mauchly, seorang Profesor teknik elektro dari University of Pennsylvania beserta mahasiswanya, John Eckert mengusulkan untuk membangun satu komputer general-purpose menggunakan vacuum tubes (tabung hampa udara). Ide tersebut selanjutnya diterima oleh angkatan darat pemerintah setempat. Mesin yang dihasilkan memiliki bobot 30 ton dengan luas 1500 meter persegi dan terdiri atas lebih dari 18.000 vacuum tubes. Komputer ini direncanakan sebagai alat pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru. Komputer ENIAC bekerja menggunakan sistem bilangan desimal, bukan biner . Mesin ini memiliki memori yang terdiri atas 20 akumulator dan setiap akumulator menampung 10 digit desimal. ENIAC diprogram secara manual dengan switch, membutuhkan konsumsi daya sebesar 140Kw serta mampu melakukan 5000 operasi penjumlahan per detik.

Gambar 1.5 ENIAC

Komputer-komputer generasi pertama ditandai dengan :

·         Instruksi yang dibuat hanya untuk satu tugas tertentu saja.

·     Setiap komputer memiliki bahasa mesin yang berbeda sehingga komputer lebih sulit diprogram.

·         Teknologi Tube Vakum yang berukuran besar membuat computer generasi pertama juga memiliki ukuran yang ekstra besar

·         Penggunaan pita magnetik.  

d.   Komputer Generasi Kedua (1959 -1964)

Pada tahun 1948, penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum ditelevisi, radio, dan komputer. Akibatnya ukuran mesin – mesin elektrik berkurang drastic.

Transistor mulai digunakan dalam komputer pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu perkembangan komputer henerasi kedua yang lebih kecil, cepat, dapat diandalkan dan lebih hemat energy dibanding pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah super komputer. IBM membuat super komputer bernama Stretch, dan Spray-Rand membuat komputer bernama LARC . Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan – singkatan untuk menggantikan kode biner.

Pada awal 1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses dibidang bisnis, universitas, dan dipemerintahan. Komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki komponen – komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket,memory, system operasi, dan program.

Gambar 1.7 Komputer generasi ke dua

e.   Komputer Generasi Ketiga (1964-1970)

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vacuum, namun transistor menghasilkan panas yang sangat besar, yang dapat berpotensi merusak bagian – bagian internal komputer. Batu kuarsa (Quartz rock) menghilagkan masalah ini. Jack Kilby. Seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintregrasi (IC:Integrated Circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan 3 komponen elektronik dalam sebuah piringan silicon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa.

ilmuwan akhirnya berhasil memasukkan lebih banyak koponen – komponen chip tunggal yang disebut semi konduktor. Hasilnya komputer menjadi semakin lebih kecil karena komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah, penggunaan system operasi yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

Gambar 1.8 contoh komputer generasi ketiga (IBM S/360)

f.   Komputer Generasi Keempat ( 1970- 1982 )

Setelah IC,tujuan pengembangan menjadi lebih jelas yaitu mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen- komponen elektrik.Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa.Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaanperusahaan besar atau lembaga pemerintah.

Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486,Pentium,Pentium II,Pentium III,Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6,Athlon, dsb.Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat. Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja,cara-cara baru untuk menggali potensi 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.

Gambar 1.9  Komputer generasi ke empat ( IBM PC -1981)

g.   Komputer Generasi Ke lima (1982-sekarang)

Teknologi nano menandai komputer generasi kelima. Prosesor berkembang dari single core menjadi dual core bahkan sixth core dengan teknologi 32nm. Dalam prosesor yang sama ditanamkan juga GPU (Graphical Processing Unit). Dari 32-bit pengalamatan kini telah dimulai era 64-bit baik hardware maupun softwarenya.

Kabel optik sedang dikembangkan untuk menggantikan kabel konvensional dengan kecepatan hingga 10 Gb/s bahkan 100 Gb/s dan dengan satu kabel dapat menjalankan beberapa protokol sehingga mampu melewatkan data, video dan audio dalam satu kabel. Beberapa topik yang menjadi penelitian untuk masa mendatang adalah Quantum Computer, Chemical Computer, DNA Computing, Optical Computer dan lain-lain.