Struktur Fungsi dan Generasi Komputer :
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...!!!