#2. Struktur dan Fungsi komputer
Fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur di atas adalah sebagai berikut:
Input Device (Alat Masukan) adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer.
Output Device (Alat Keluaran) adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), softcopy (ke monitor), ataupun berupa suara.
- I/O Ports ,Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini.
- CPU (Central Processing Unit) ,CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.
- Memori ( Penyimpanan ),Memori terbagi menjadi dua bagian yaitu memori internal dan memori eksternal. Memori internal berupa RAM (Random Access Memory) yang berfungsi untuk menyimpan program yang kita olah untuk sementara waktu, dan ROM (Read Only Memory) yaitu memori yang hanya bisa dibaca dan berguna sebagai penyedia informasi pada saat komputer pertama kali dinyalakan.
- Data Bus, adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini.
- Address Bus, Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas.
- Control Bus, Digunakan untuk mengontrol atau mengendalikan penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus.
#
3. Evolusi Komputer
- Komputer Generasi Pertama
Dikarakteristik dengan fakta bahwa instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu.Setiap komputer memiliki program kode-biner yang berbeda yang disebut bahasa mesin (machine language). Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.
Beberapa komputer generasi pertama :
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator ), Dirancang oleh Dr John Mauchly dan Presper Eckert pada tahun 1946.Terdiri dari 18.000 tabung vakum,70.000 resistor,dan 5 juta titik solder.
Komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengkonsumsi daya sebesar 160kW. Komputer generasi ini sudah mulai menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.
EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), Pada pertengahan tahun 1940-an, John von Neumann bergabung dengan Tim University of Pennsylvania dalam usaha membangun konsep desain komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuah memori untuk menampung baik program ataupun data. Kunci utama arsitektur von Neumann adalah Unit Pemrosesan Sentral (CPU),yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal. Penggunaan tabung vakum juga telah dikurangi di dalam perancangan komputer EDVAC .
EDSAC (Electonic Delay Storage Automatic Calculator), EDSAC memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung untuk menyimpan data.
UNIVAC (Universal Automatic Calculator ), Pada tahun 1951 Dr Mauchly dan Eckert mencipta UNIVAC 1,komputer pertama yang digunakan untuk memproses data perdagangan. UNIVAC I menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan model arsitektur von Neumann tersebut. Baik Badan Sensus Amerika Serikat dan General Electric memiliki UNIVAC. Salah satu hasil mengesankan yang dicapai oleh UNIVAC dalah keberhasilannya dalam memprediksi kemenangan Dwilight D. Eisenhower dalam pemilihan presiden tahun 1952.
Pada tahun 1948,penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum yang ada pada televisi,radio,dan komputer.Akibatnya,ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis.Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai sejak tahun 1956.Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil,lebih cepat,lebih dapat diandalkan,dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya.
Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch,dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly.Bahasa Assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singkatan untuk menggantikan kode biner.Pada awal tahun 1960-an,mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis,di Universitas,dan di pemerintahan.Komputer-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,sistem operasi,dan program.Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang diterima secara luas di kalangan industri.Pada tahun 1965,hampir seluruh bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi keuangan.
Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum,namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar,yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer.Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini.Jack Kilby,seorang insinyur di Texas Instrument,mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC:integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa.
Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor.Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang berfungsi untuk memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.
- Komputer Generasi Ke-empat
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.Pada tahun 1980-an,Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal.Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. .Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit,memori,dan kendali input/output) dalam sebuah chip yangsangat kecil.
Pada tahun 1981,IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor,dan sekolah.Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit pada tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit pada tahun 1982.Sepuluh tahun kemudian,65 juta PC digunakan.Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil,dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop),atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop).
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.Komputer jaringan memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas.Dengan menggunakan perkabelan langsung,yang disebut juga Local Area Network(LAN),atau kabel telepon,jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar
Banyak kemajuan di bidang disain komputer dan teknologi semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel,yang akan menggantikan model von Neumann.
Model von 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.
Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya.Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal,namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia
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), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia,menggunakan masukan visual,dan belajar dari pengalamannya sendiri.
#4. Moore’s Law adalah hukum yang menggambarkan trend perkembangan hardware komputer dalam jangka waktu panjang.
Menurut Moore’s Law :
- Jumlah transistor akan bertambah 2 kali lipat setiap 18 bulan atau 1,5 tahun
- Meningkatnya kepadatan komponen dalam sebuah chip
- Harga chip hampir tidak ada perubahan
- Ukuran yang kecil meningkatkan fleksibilitas
- Interkoneksi yang sedikit meningkatkan kehandalan
Salah satu contoh pembuktian Moore’s Law pernah di jelaskan oleh salah seorang Dosen UGM, Prof. Adhi Susanto. Beliau mengambil contoh pada tahun 1968, UGM mendapatkan komputer dengan memory 4 KB. Dan pada tahun 1998, kita sudah mengenal komputer dengan memory 4 GB. Pak Prof Adhi Susanto lalu mencoba untuk menerapkan Moore’s Law pada contoh di atas.
1998-1968 = 30 tahun = (20 x 1,5 tahun).
sesuai dengan moore’s law berarti dalam 30 tahun, terjadi 20 kali peningkatan kapasitas memory komputer. Dengan demikian, kita dapatkan 2 pangkat 20 = 2 pangkat 10 x 2 pangkat 10 = 1024 x 1024 = + 1 juta. Terbukti pada tahun 1998, kita dapatkan memory yang berkapasitas 1 juta kali dibandingkan dengan kapasitas memory pada tahun 1968.
Moore’s Law memang terbukti tepat meramalkan tren perkembangan hardware komputer. Namun Moore’s Law tidak bisa mengukur berapa kali lipat kegunaan dari komputer pada tahun 2031 nanti dibandingkan dengan tahun 2011 sekarang.
#5. Usaha-usaha untuk meningkatkan kinerja Komputer antara lain :
- Pipelining yaitu meningkatkan kinerja komputer dengan membuat waktu idler proses lebih cepat atau lebih kecil
- On Board Cache yaitu memperhatikan cache-nya, jika semakin besar cache-nya maka semakin cepat dan baik juga kinerja komputer
- On Board L1 & L2 Cache , semakin besar kapasitasnya maka semakin baik kinerja komputer
- Branch Prediction
- Data Flow Analysis
- Speculative Execution
Semoga Bermanfaat...!!!
