Komputer modern yang kita gunakan
pada saat ini telah mengalami perubahan yang sangat panjang. Dari awal
terciptanya ide dibuatnya komputer, komputer telah melalui banyak kemajuan yang
amat mempengaruhi perkembangan manusia. Perkembangan komputer sangat pesat sejak
akhir tahun 1940-an, ketika John Atanasoff dari Iowa State University
menciptakan komputer digital elektronik yang digunakan secara khusus, yaitu ABC
(Burks and Burks, 1988: Mollenhoff, 1988).
Komputer generasi pertama adalah
komputer jenis mesin laboratorium dan diantaranya adalah ENIAC (Burks and
Burks, 1981), EDV AC, EDSAC (Samuel, 1957), dan Mark-I. J. Presper Eckert dan
John Mauchly merancang dan membuat ENIAC, yang bukan merupakan komputer
penyimpan program, dan mereka juga mengerjakan perancangan EDSAC, yang semuanya
dikerjakan di Moore School of the University of Pennsylvania. John von Neumann
adalah konsultan untuk proyek ENIAC tersebut dan ia juga memberikan kontribusi
pada rancangan EDV AC. Maurice Wilkes, yang juga bekerja pada proyek EDV AC
ini, kembali ke Inggris dan merancang EDSAC, yang ia bangun di Mathematical
Laboratory pada University of Cambridge (Wilkes, et aI., 1951). Sementara itu,
Howard Aiken mengembangkan Mark-I dan turunannya, yaitu Mark-II, Mark-III, dan
Mark-IV di Harvard University. Pada pertengahan tahun 1940-an, von Neumann dan
para koleganya (Burks, et aI., 1946), dengan mengikuti proyek ENIAC, menemukan
berbagai inovasi arsitektur dan para perancang segera mengambil ide darinya
tersebut untuk diterapkan pada mesin mereka yang bam, seperti IAS pada
Princeton’s Institute of Advanced Studies.
Perkembangan yang terjadi biasanya arsitektur
komputernya itu sendiri yang banyak mengalami perubahan. Dan beberapa faktor
yang menentukan keberhasilan suatu perkembangan arsitektur komputer adalah :
a)
Manfaat arsitektural
b)
Kinerja sistem
c)
Biaya produksi sistem
Arsitektur komputer itu sendiri
merupakan rancangan desain komputer yang meliputi set instruksi, komponen
hardware, dan organisasi atau susunan sistemnya. Terdapat dua bagian pokok dalam
arsitektur komputer yaitu instruction-set architecture (ISA) / arsitektur set
instruksi dan hardware-system architecture (HSA)/ arsitektur sistem hardware.
ISA meliputi spesifikasi yang
menentukan bagaimana programmer bahasa mesin akan berinteraksi dengan komputer.
HSA berkaitan dengan subsistem hardware utama komputer seperti Central
Processing Unit (CPU), sistem penyimpananan, dan Input/Output (I/O).
Klasifikasi Arsitektur Komputer
1.
Arsitektur Von Neumann
Merupakan komputer
stored-program (program tersimpan). Sistem memori utama menyimpan program yang
mengontrol operasinya, dan komputer dapat mengubah programnya sendiri untuk
menambah atau mengurangi data lain yang ada di dalam memori. Sebagian besar
komputer menggunakan arsitektur ini. Arsitektur Von Neumann menggambarkan
komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit
kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O).
Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.
2.
Arsitektur RISC
RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computer. Merupakan bagian dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi untuk negeset istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya. Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau “Komputasi set instruksi yang disederhanakan” pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson,pengajar pada University of California di Berkely.
RISC, yang jika
diterjemahkan berarti “Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan”,
merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan
instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini
digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor.
Selain digunakan
dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer
lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel
Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan
Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga
umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di
antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems,
serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.
3.
Arsitektur CISC
Complex instruction-set computing atau Complex Instruction-Set Computer (CISC) “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) adalah sebuah arsitektur dari set instruksi dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memory, operasi aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan RISC.
Sebelum proses
RISC didesain untuk pertama kalinya, banyak arsitek komputer mencoba menjembatani
celah semantik”, yaitu bagaimana cara untuk membuat set-set instruksi untuk
mempermudah pemrograman level tinggi dengan menyediakan instruksi “level
tinggi” seperti pemanggilan procedure, proses pengulangan dan mode-mode
pengalamatan kompleks sehingga struktur data dan akses array dapat
dikombinasikan dengan sebuah instruksi. Karakteristik CISC yg “sarat informasi”
ini memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang dihasilkan akan
menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang.
Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi
jauh lebih hemat.
Istilah RISC dan
CISC saat ini kurang dikenal, setelah melihat perkembangan lebih lanjut dari
desain dan implementasi baik CISC dan CISC. Implementasi CISC paralel untuk
pertama kalinya, seperti 486 dari Intel, AMD, Cyrix, dan IBM telah mendukung
setiap instruksi yang digunakan oleh prosesor prosesor sebelumnya, meskipun
efisiensi tertingginya hanya saat digunakan pada subset x86 yang sederhana
(mirip dengan set instruksi RISC, tetapi tanpa batasan penyimpanan/pengambilan
data dari RISC).
4.
Arsitektur Blue – Gene
Blue Gene adalah
sebuah arsitektur komputer yang dirancang untuk menciptakan beberapa
superkomputer generasi berikut, yang dirancang untuk mencapai kecepatan operasi
petaflop (1 peta = 10 pangkat 15), dan pada 2005 telah mencapai kecepatan lebih
dari 100 teraflop (1 tera = 10 pangkat 12). Blue Gene merupakan proyek antara
Departemen Energi Amerika Serikat (yang membiayai projek ini), industri
(terutama IBM), dan kalangan akademi. Ada lima projek Blue Gene dalam
pengembangan saat ini, di antaranya adalah Blue Gene/L, Blue Gene/C, dan Blue
Gene/P.
Komputer pertama
dalam seri Blue Gene. Blue Gene/L dikembangkan melalui sebuah “partnership”
dengan Lawrence Livermore National Laboratory menghabiskan biaya AS$100 juta
dan direncanakan dapat mencapai kecepatan ratusan TFLOPS, dengan kecepatan
puncak teoritis 360 TFLOPS. Ini hampir sepuluh kali lebih cepat dari Earth
Simulator, superkomputer tercepat di dunia sebelum Blue Gene. Pada Juni 2004,
dua prototipe Blue Gene/L masuk dalam peringkat 500 besar superkomputer berada
dalam posisi ke-4 dan ke-8.
Evolusi Generasi Komputer
1.
Generasi Pertama ( 1943 – 1956 )
Komputer generasi
pertama menggunakan Vacuum Tube (tabung vakum) untuk sirkuit dan drum magnetik
untuk memori, dan sering kali berukuran sangat besar mencapai seluruh ruang
bagunan. Komputer generasi ini membutuhkan biaya yang sangat mahal untuk dibeli
dan dioperasikan. Selain itu, komputer generasi pertama juga menggunakan banyak
listrik dan menimbulkan panas berlebihan yang sering menjadi penyebab
kerusakan.
Untuk melakukan
operasi, komputer mengandalkan bahasa mesin, bahasa pemrograman tingkat
terendah yang dipahami oleh komputer dan hanya bisa memecahkan satu masalah
pada satu waktu, dan bisa membutuhkan beberapa hari atau beberapa minggu untuk
set-up masalah baru. Input berdasarkan pada punched card (kartu punch) dan
paper tape (pita kertas), dan Output ditampilkan pada printout (cetakan).
Contoh generasi
komputer yang pertama adalah UNIVAC dan ENIAC. UNIVAC merupakan komputer
komersial pertama yang dikirim ke klien bisnis, AS Biro Sensus pada tahun 1951.
2.
Generasi Kedua ( 1956 – 1963 )
Transistor
menggantikan Vacuum Tube dan mengantar generasi komputer ke generasi kedua.
Transistor ditemukan pada tahun 1947, namun tidak digunakan secara luas pada
komputer hingga akhir tahun 1950-an.Transistor jauh lebih unggul dibandingkan
dengan Vacuum Tube, dengan menggunakan transistor, komputer menjadi lebih
kecil, lebih cepat, lebih murah, lebih hemat energi dan lebih handal dari
generasi pendahulunya.
Meskipun
transistor masih menghasilkan banyak panas yang dapat merusak komputer, namun
hal itu merupakan kemajuan besar bila dibandingkan dengan Vacuum Tube. Komputer
generasi kedua masih mengandalkan punched card untuk input dan printout untuk
output.
Komputer generasi
kedua bergeser dari sandi bahasa mesin biner (binary machine language) ke
bahasa simbolik atau rakitan (assembly language), yang memungkinkan programmer
untuk menentukan instruksi dalam kata-kata. Bahasa pemrograman tingkat tinggi
juga sedang berkembang saat itu, seperti versi awal COBOL dan FORTRAN. Komputer
generasi ini juga merupakan komputer pertama yang menyimpan instruksi-intruksi
pada memorinya, yang mana penggunaan memori juga berubah dari drum magnetik ke teknologi inti
magnetik.
Komputer pertama
pada generasi komputer yang kedua dikembangkan untuk industri energi atom.Contoh
komputer generasi kedua diantaranya IBM 7094 series, IBM 1400 series and CDC
164, dll.
3.
Generasi Ketiga ( 1964 – 1971 )
Perkembangan
integrated circuit merupaka ciri khas dari komputer generasi ketiga. Ukuran
transistor dibuat lebih kecil dan diletakkan pada chip silikon (disebut
semikonduktor), yang secara drastis meningkatkan kecepatan dan efisiensi
komputer.
Bukannya punched card dan printout, tetapi pengguna berinteraksi dengan komputer generasi ketiga melalui keyboard dan monitor dan dihubungkan dengan sistem operasi, yang memungkinkan perangkat untuk menjalankan berbagai aplikasi yang berbeda pada satu waktu dengan sebuah program utama yang memonitor memori.
Pada generasi
komputer yang ketiga ini, Komputer untuk pertama kalinya bisa diakses oleh
masyarakat karena memiliki ukuran yang lebih kecil dan harga yang lebih murah
dari generasi pendahulunya. Contoh komputer generasi ketiga adalah IBM 370, IBM
System/360, UNIVAC 1108 dan UNIVAC AC 9000.
4.
Generasi Empat ( 1971 – Sekarang )
Komputer generasi
keempat dimulai dengan penemuan Microprocessor. Microprocessor berisi ribuan IC
(integrated circuit). Ted Hoff memproduksi microprocessor pertama pada tahun
1971 untuk Intel yang dikenal sebagai Intel 4004. Dengan diciptakannya
microprocessor, ukuran komputer menjadi jauh lebih kecil dibandingkan dengan
tiga generasi komputer sebelumnya.
Pada tahun 1981 IBM memperkenalkan komputer pertama untuk pengguna rumah, dan pada tahun 1984 Apple memperkenalkan Macintosh.
Karena
komputer-komputer yang berukuran kecil ini menjadi lebih kuat, mereka bisa
dihubungkan bersama untuk membentuk sebuah jaringan, yang akhirnya menuntun ke
perkembangan Internet. Generasi komputer yang keempat juga menjumpai
perkembangan GUI (Graphical User Interface), mouse dan perangkat genggam. Contoh
komputer generasi keempat adalah Apple Macintosh dan Personal Computer IBM.
Referensi :
- Suryadi,
HS., Seri Diktat Kuliah : Pengantar Arsitektur Komputer, Gunadarma, 1994
- https://www.jejakwaktu.com/generasi-komputer/ (diakses pada 18 Oktober 2018)
- Oky
Dwi Nurhayati, ST, MT, Organisasi Komputer dan Perkembangannya,
Universitas Diponegoro, 2010
Tidak ada komentar:
Posting Komentar