Sejarah Komputer
Sejarah Komputer
Perkembangan Komputer dari Awal hingga Sekarang
Pada artikel ini, Jejak Waktu akan membahas tuntas tentang sejarah komputer mulai dari awal pertamakali diciptakan hingga berkembang menjadi komputer yang kita kenal saat ini.
Sekarang ini, kita hidup di era komputer dan sebagian besar aktivitas harian kita tidak dapat dilakukan tanpa menggunakan komputer. Terkadang kita sadar dan terkadang juga tanpa sadar kita menggunakan komputer. Komputer telah menjadi alat yang sangat penting dan serbaguna. Kita bernapas di era komputer dan secara bertahap komputer telah menjadi kebutuhan hidup yang sulit untuk dibayangkan hidup tanpanya.
Jika kita melihat kebelakang, bagaimana perangkat komputer awal yang diciptakan oleh para ilmuan, baik dari segi bentuk, ukuran, cara beroperasi, dan beberapa hal lainnya, maka bisa dikatakan bahwa teknologi komputer telah mengalami banyak perkembangan dan perubahan, mulai dari cara komputer beroperasi, ukuran komputer yang menjadi semakin kecil, bentuk komputer yang bervariasi, harga komputer yang semakin murah dan kinerja komputer yang semakin kuat dan efisien.
Sejarah Komputer
Dalam catatan sejarah komputer, beginilah tahapan perkembangan komputer dari awal pertamakali diciptakan hingga menjadi seperti sekarang ini.
Perangkat Komputer untuk tujuan umum (general purpose Computer) Pertama di Dunia
sejarah komputer, analytic engine
Dalam sejarah komputer disebutkab bahwa Charles Babbage, seorang insinyur mekanik dan cendekiawan Inggris, memulai konsep komputer yang bisa diprogram. Dianggap sebagai “bapak komputer”, Dia membuat konsep dan menciptakan komputer mekanis pertama pada awal abad ke-19. Setelah menciptakan Difference Engine, sebuah mesin yang dirancang untuk membantu dalam perhitungan, pada tahun 1833 Dia menyadari bahwa mesin dengan desain yang jauh lebih umum yang akan mampu menyelesaikan tidak hanya satu jenis namun berbagai jenis operasi aritmatika, sebuah Mesin Analitis (Analytical Engine), dapat diciptakan.
Input program dan data akan diberikan ke mesin melalui punched card, metode yang digunakan pada saat itu adalah mengarahkan loom mekanis seperti Jacquard loom. Untuk output, mesin akan memiliki printer, plotter kurva dan lonceng. Mesin juga akan mampu memencet nomor ke kartu untuk dibaca nantinya.
Mesin menggabungkan arithmetic logic unit (unit logika aritmatika), control flow (aliran kontrol) dalam bentuk conditional branching (percabangan bersyarat) dan loop, dan memory yang terintegrasi, sehingga desain pertama komputer untuk tujuan umum dapat digambarkan dalam istilah modern adalah sebagai Turing-complete.
Harus ada memory yang mampu menampung 1000 angka dari setiap 40 digit desimal (ca. 16.7 kB). Sebuah arithmetical unit yang disebut “mill” akan mampu melakukan semua empat operasi aritmatika, serta persamaan dan akar kuadrat.
Seperti central processing unit (CPU) dalam komputer modern, mill akan mengandalkan prosedur internalnya sendiri, kira-kira setara dengan microcode pada CPU modern, untuk disimpan dalam bentuk pasak disisipkan ke dalam drum yang berputar disebut “barrel”, untuk melakukan beberapa instruksi-instruksi yang lebih kompleks dari user program mungkin tetapkan.
Bahasa pemrograman yang akan digunakan oleh user mirip dengan bahasa assembly modern. Loop dan kondisional bercabang yang dapat dilakukan, dan begitu juga bahasa yang dikandung akan menjadi Turing-complete karena nantinya ditetapkan oleh Alan Turing.
Tiga jenis punched card yang berbeda digunakan: satu untuk operasi aritmatika, satu untuk konstanta numerik, dan satu untuk operasi memuat (load) dan menyimpan (store), mentransfer angka dari penyimpanan ke unit aritmatika atau sebaliknya. Ada tiga pembaca terpisah untuk tiga jenis kartu ini.
Mesin ini akan menjadi mesin yang sangat canggih untuk masa itu. Namun, proyek ini berjalan lamban karena berbagai masalah termasuk perselisihan dengan Kepala bangunan ahli mesin. Semua bagian/komponen untuk mesin Charles Babbage harus dibuat dengan tangan, hal ini merupakan masalah besar bagi perangkat yang memiliki ribuan komponen. Akhirnya, proyek dibubarkan bersama dengan keputusan Pemerintah Inggris untuk menghentikan pendanaan.
Penyebab utama kegagalan Babbage dalam menyelesaikan mesin analitisnya tidak hanya karena masalah politik dan pembiayaan, tetapi juga karena keinginannya dalam mengembangkan komputer yang semakin canggih dan bergerak maju lebih cepat dari siapa pun yang tidak bisa diikuti orang lain.
Ada Lovelace, putri Lord Byron, menerjemahkan dan menambah catatan ke “Sketch of the Analytical Engine” menurut Luigi Federico Menabrea. Hal ini tampaknya menjadi deskripsi pemrograman pertama yang diterbitkan, sehingga Ada Lovelace secara luas dianggap sebagai programmer komputer pertama.
Setelah Babbage, walaupun tidak menyadari karyanya sebelumnya, adalah Percy Ludgate, seorang akuntan dari Dublin, Irlandia. Dia secara independen merancang komputer mekanik bisa diprogram, yang dia gambarkan dalam sebuah karya yang diterbitkan pada tahun 1909.
Komputer Analog
Menurut catatan sejarah komputer dikatakan bahwa selama pertengahan awal abad ke-20, komputer analog dianggap oleh banyak orang sebagai komputasi masa depan. Perangkat ini menggunakan aspek fenomena fisik yang dapat berubah secara terus-menerus seperti besaran listrik, mekanik, atau hidrolik untuk menunjukkan masalah yang dipecahkan, berbeda dengan komputer digital yang menunjukkan jumlah yang bervariasi secara simbolis, ketika nilai-nilai numeriknya berubah. komputer analog tidak menggunakan nilai-nilai diskrit, tetapi lebih ke nilai-nilai yang berkelanjutan, proses tidak dapat diulang dengan kesetaraan yang pasti, seperti yang dapat dilakukan dengan Turing machine.
Komputer analog modern pertama tide-predicting machine, ditemukan oleh Sir William Thomson pada tahun 1872. Mesin ini menggunakan sistem katrol dan kabel untuk menghitung secara otomatis tingkat air pasang yang diperkirakan untuk jangka waktu tertentu di lokasi tertentu dan utilitas besar ke navigasi di perairan dangkal. Perangkatnya merupakan dasar untuk perkembangan dalam komputasi analog lebih lanjut.
Differential Analyser, sebuah komputer analog mekanik yang dirancang untuk memecahkan persamaan diferensial dengan integrasi menggunakan mekanisme wheel-and-disc, dikonsepkan pada tahun 1876 oleh James Thomson, saudara dari Lord Kelvin. Dia menjelajahi kemungkinan pembangunan kalkulator tersebut, namun terhalang oleh output torsi ball-and-disk integrator yang terbatas. Dalam suatu Differential Analyser, output dari satu integrator mendorong input dari integrator berikutnya, atau output grafik.
Kemajuan penting dalam komputasi analog adalah pengembangan fire-control systems pertama untuk gunlaying kapal jarak jauh. Ketika jarak meriam meningkat secara drastis pada akhir abad ke-19, hal itu bukan lagi masalah sederhana dalam menghitung titik tujuan yang tepat, mengingat waktu penerbangan dari shell.
Berbagai spotter di atas kapal akan menyampaikan ukuran jarak dan pengamatan ke stasiun perencanaan pusat. Di sana fire direction team (tim yang bertugas mengarahkan tembakan) akan diberi lokasi, kecepatan dan arah kapal dan targetnya, serta berbagai pengaturan untuk efek coriolis, efek cuaca di udara, dan penyesuaian lainnya; komputer kemudian akan mengeluarkan sebuah solusi tembak, yang akan diumpankan ke bagian menara untuk dieksekusi.
Pada tahun 1912, insinyur Inggris Arthur Pollen mengembangkan komputer analog mekanik bertenaga listrik pertama (pada saat itu disebut Argo Clock). Mesin ini digunakan oleh Kekaisaran Angkatan Laut Rusia dalam Perang Dunia I. Sistem pengendalian kebakaran Dreyer Tabel alternatif dipaskan dengan kapal-kapal ibukota Inggris pada pertengahan 1916.
Perangkat-perangkat mekanik juga digunakan untuk membantu accuracy of aerial bombing (perangkat untuk membantu akurasi pemboman udara). Drift Sight merupakan bantuan accuracy of aerial bombing pertama yang dikembangkan oleh Harry Wimperis pada tahun 1916 untuk Royal Naval Air Service. Perangkat ini mengukur wind speed (kuantitas atmosfer dasar) dari udara, dan menggunakan pengukuran tersebut untuk menghitung efek angin pada lintasan bom. Sistem ini kemudian diperbarui dengan Course Setting Bomb Sight, dan mencapai klimaks pada bomb sight Perang Dunia II, Mark XIV bomb sight (RAF Bomber Command) dan Norden (United States Army Air Forces).
Seni komputasi analog mekanik mencapai puncaknya pada differential analyzer, dibuat oleh H. L. Hazen dan Vannevar Bush di MIT awal tahun 1927. Differential analyzer dibangun berdasarkan integrator mekanik James Thomson dan torque amplifiers yang diciptakan oleh H. W. Nieman. Puluhan dari perangkat ini dibuat sebelum ditinggalkan karena diaggap sudah kuno. Yang terkuat dari perangkat ini dibangun di Moore School of Electrical Engineering milik University of Pennsylvania, dimana ENIAC dibangun.
Sebuah komputer analog tujuan umum elektronik (electronic general-purpose analog computer) secara lengkap dibangun oleh Helmut Hölzer pada tahun 1941 di Peenemünde Army Research Center.
Pada tahun 1950, suksesnya komputer elektronik digital menjadi akhir bagi kebanyakan mesin komputasi analog, namun hybrid analog computer (komputer analog hybrid) masih banyak digunakan selama tahun 1950-an dan 1960-an, dan kemudian di beberapa aplikasi khusus seperti pendidikan (control systems) dan pesawat (slide rule).
Munculnya Komputer Digital
Dalam catatan sejarah komputer, Prinsip komputer modern pertama kali dijelaskan oleh ilmuwan komputer Alan Turing dalam paper-nya, On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (1936). Turing merumuskan ulang hasil yang diperoleh Kurt Gödel pada tahun 1931 mengenai keterbatasan bukti dan perhitungan, mengganti bahasa formal berbasis aritmatika universal milik Gödel dengan perangkat hipotetis yang sederhana dan formal yang dikenal sebagai Turing Machine.
Dia membuktikan bahwa mesin tersebut akan mampu melakukan perhitungan matematis apapun yang dapat dipikirkan jika itu dapat digambarkan sebagai sebuah algoritma. Dia melanjunjutkan untuk membuktikan bahwa tidak ada solusi untuk Entscheidungsproblem dengan terlebih dahulu menunjukkan bahwa halting problem untuk turing machine dapat ditentukan. Umumnya, itu tidak mungkin untuk menentukan secara algoritma apakah sebuah Turing machine yang disepakati akan berhenti/mati.
Dia juga memperkenalkan gagasan tentang “Universal Machine” (sekarang dikenal sebagai Turing Machine Universal), dengan ide bahwa mesin tersebut bisa melakukan tugas-tugas mesin lain mana pun, atau dengan kata lain, mesit tersebut mampu menghitung apapun yang dapat dihitung dengan cara menjalankan instruksi (program) yang tersimpan pada tape, yang memungkinkan mesin untuk diprogram. Konsep dasar desain Turing adalah stored-program, dimana semua instruksi untuk komputasi disimpan dalam memory.
Von Neumann mengakui bahwa konsep utama dari komputer modern berawal dari paper ini. Turing machine yang sampai hari ini merupakan sebuah objek utama penelitian dalam theory of computation (teori komputasi). Kecuali keterbatasan yang ditetapkan oleh toko memory yang membatasinya, komputer modern disebut sebagai Turing-complete, yang berarti, mereka memiliki kemampuan eksekusi algoritma yang setara dengan sebuah Turing machine universal.
1. Komputer Elektromekanik
Era komputasi modern dimulai dengan sebuah kesibukan yang tiba-tiba dari pengembangan sebelum dan selama Perang Dunia II. Sebagian besar komputer digital yang dibangun pada periode ini adalah elektromekanik, switch elektrik mendorong pergantian mekanik dalam melakukan perhitungan. Perangkat ini memiliki kecepatan operasional yang rendah dan akhirnya digantikan oleh komputer yang sepenuhnya elektrik yang jauh lebih cepat, yang pada awalnya menggunakan tabung vakum.
Z2 merupakan salah satu contoh paling awal komputer Relay elektromekanik, yang diciptakan oleh insinyur Jerman Konrad Zuse pada tahun 1939. Mesin ini merupakan penyempurnaan mesin Z1 sebelumnya, meskipun menggunakan memory mekanik yang sama, mesin ini menggantikan aritmatika dan logika kontrol dengan sirkuit Relay elektrik.
Pada tahun yang sama, perangkat elektro-mekanik yang disebut Bombe dibangun oleh ahli kriptologi Inggris untuk membantu memecahkan pesan rahasia Jerman yang dienkripsi menggunakan mesin Enigma selama Perang Dunia II. Desain awal dari bombe diproduksi pada tahun 1939 di Government Code and Cypher School (GC&CS) Inggris di Bletchley Park oleh Alan Turing, dengan sebuah perbaikan penting yang dirancang pada tahun 1940 oleh Gordon Welchman.
Desain teknik dan konstruksi merupakan karya Harold Keen dari British Tabulating Machine Company. Ini merupakan perkembangan penting dari perangkat yang telah dirancang pada tahun 1938 oleh Polish Cipher Bureau kriptolog Marian Rejewski, dan dikenal sebagai “cryptologic bomb” (Polandia: “bomba kryptologiczna“).
Pada tahun 1941, Zuse mengembangkan versi terbaru dari mesin sebelumnya yang disebut Z3, elektromekanik yang dapat diprogram pertama di dunia , komputer digital yang sepenuhnya otomatis. Z3 dibangun dengan 2.000 relay, menerapkan 22 bit word length yang beroperasi pada frekuensi clock sekitar 5-10 Hz.
Kode program dan data disimpan pada punched film. Ini cukup mirip dengan mesin modern dalam beberapa hal, menerapkan banyak kemajuan seperti floating point numbers. Penggantian sistem desimal yang sulit diterapkan (yang digunakan dalam rancangan Charles Babbage sebelumnya) dengan sistem biner yang lebih sederhana yang berarti mesin Zuse lebih mudah dibangun dan berpotensi lebih handal, mengingat teknologi yang tersedia pada saat itu. Z3 mungkin sebuah Turing machine lengkap.
Dalam dua aplikasi paten pada tahun 1936, Zuse juga memperkirakan bahwa instruksi-instruksi mesin dapat disimpan dalam penyimpanan yang sama dengan yang digunakan untuk data, pemahaman kunci dari apa yang dikenal sebagai von Neumann architecture, pertama kali diimplementasikan pada Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM) Inggris tahun 1948.
Zuse mengalami kemunduran selama Perang Dunia II ketika beberapa mesinnya hancur dalam perjalanan kampanye serangan bom Sekutu. Rupanya karyanya sebagian besar tetap tidak diketahui oleh para insinyur di Inggris dan AS sampai jauh di kemudian hari, meskipun setidaknya IBM menyadari hal itu karena IBM yang membiayai perusahaan startupnya setelah perang tahun 1946 dengan imbalan pilihan pada paten Zuse.
Pada tahun 1944, Harvard Mark I dibangun di laboratorium Endicott IBM, mesin ini merupakan komputer elektro-mekanis untuk tujuan umum yang mirip dengan Z3, namun tidak sepenuhnya Turing-complete.
2. Komputasi Digital
Dasar matematika komputasi digital adalah Boolean algebra (aljabar Boolean), yang dikembangkan oleh matematikawan Inggris George Boole dalam karyanya The Laws of Thought, diterbitkan pada tahun 1854. Aljabar Boolean-nya kemudian lebih dirinci pada 1860-an oleh William Jevons dan Charles Sanders Peirce, dan pertama kali disampaikan secara sistematis oleh Ernst Schröder dan A. N. Whitehead.
Di tahun 1930-an dan bekerja secara independen, insinyur elektronik Amerika Claude Shannon dan ahli logika Soviet Victor Shestakov keduanya menunjukkan one-to-one correspondence antara konsep logika Boolean dan sirkuit listrik tertentu, sekarang disebut logic gate (gerbang logika), yang sekarang dapat ditemukan di setiap komputer digital.
Mereka menunjukkan bahwa relay elektronik dan switch dapat merealisasikan expression aljabar Boolean. Tesis ini pada dasarnya menemukan praktis desain digital circui (sirkuit digital).
3. Pengolahan Data Elektronik
Elemen-elemen sirkuit elektronik dalam waktu yang singkat menggantikan ekivalen mekanik dan elektrik-nya, pada saat yang sama perhitungan digital menggantikan analog. Mesin seperti Z3, Komputer Atanasoff-Berry, komputer Colossus, dan ENIAC dibangun secara manual menggunakan sirkuit yang berisi relay atau katup (tabung vakum), dan seringkali menggunakan punched card atau punched paper tape untuk input dan sebagai media penyimpanan utama (non-volatile).
Insinyur Tommy Flowers, bergabung dengan cabang telekomunikasi di General Post Office pada tahun 1926. Saat bekerja di research station di Dollis Hill di tahun 1930-an, Dia mulai mengeksplorasi kemungkinan penggunaan elektronik untuk Telephone Exchange. Peralatan eksperimen yang dia bangun pada tahun 1934 mulai beroperasi lima tahun kemudian, mengkonversi bagian jaringan telephone exchange ke sistem pengolahan data elektronik menggunakan ribuan tabung vakum.
Di Amerika Serikat, John Vincent Atanasoff dan Clifford E. Berry dari Lowa State University mengembangkan dan menguji Atanasoff-Berry Computer (ABC) pada tahun 1942, yang merupakan perangkat penghitung digital elektronik pertama. Desain ini juga all-electronic dan menggunakan sekitar 300 tabung vakum, dengan kapasitor yang disesuaikan dalam drum berputar (rotating drum) mekanis untuk memory. Namun paper card writer/reader-nya tidak dapat diandalkan, dan pengerjaan pada mesin ini dihentikan. Sifat special-purpose mesin ini dan kekurangannya yang berubah-ubah, stored program membedakannya dari komputer modern.
4. Komputer Elektronik yang dapat Diprogram
Selama Perang Dunia II, Inggris di Bletchley Park (40 mil utara London) mencapai sejumlah keberhasilan dengan memecah komunikasi militer Jerman yang dienkripsi. Mesin enkripsi Jerman (Enigma) diserang pertama kali dengan bantuan dari elektromekanik Bombe.
Mereka menyingkirkan kemungkinan pengaturan Enigma dengan cara melakukan rantai pemotongan logis yang diimplementasikan secara elektrik. Kebanyakan kemungkinan menyebabkan kontradiksi, dan beberapa yang tersisa dapat diuji secara manual.
Jerman juga mengembangkan serangkaian sistem enkripsi teleprinter yang sangat berbeda dari Enigma. Mesin Lorenz SZ 40/42 digunakan untuk komunikasi tentara tingkat tinggi yang disebut “Tunny” oleh Inggris. Penyadapan pertama pesan Lorenz dimulai pada 1941. Sebagai bagian dari serangan terhadap Tunny, Max Newman dan rekan-rekannya membantu dalam pembuatan Colossus.
Tommy Flowers, yang merupakan seorang insinyur senior di Post Office Research Station direkomendasikan kepada Max Newman oleh Alan Turing dan menghabiskan sebelas bulan dari awal Februari 1943 merancang dan membangun Colossus pertama. Setelah uji fungsional pada bulan Desember tahun 1943, Colossus dikirim ke Bletchley Park pada tanggal 18 Januari tahun 1944 dan menyerang pesan pertama pada tanggal 5 Februari.
Colossus merupakan komputer digital elektronik pertama yang dapat diprogram. Mesin ini menggunakan sejumlah besar katup (tabung vakum). Colossus memiliki input paper-tape (kertas tape) dan bisa dikonfigurasi untuk melakukan berbagai operasi logis boolean pada data, Namun mesin ini bukan Turing-complete.
Sembilan Mk II Colossi dibangun (Mk I dikonversi menjadi Mk II sehingga membuat total mesin menjadi sepuluh). Colossus Mark I mengandung 1.500 katup termionik (Tubes), sedangkan Mark II mengandung 2400 katup, keduanya 5 kali lebih cepat dan lebih mudah untuk dioperasikan dibandingkan dengan Mark 1, dan sangat mempercepat proses decoding. Mark 2 dirancang selagi Markus 1 sedang dibangun. Allen Coombs mengambil alih kepemimpinan proyek Colossus Mark 2 ketika Tommy Flowers beralih ke proyek lainnya.
Colossus dapat memproses 5.000 karakter per detik dengan pita kertas yang bergerak pada 40 ft/s (12,2 m/s; 27,3 mph). Terkadang, dua atau lebih komputer Colossus mencoba kemungkinan yang berbeda secara bersamaan dengan apa yang sekarang disebut parallel computing (komputasi paralel), mempercepat proses decoding dengan kemungkinan tingkat perbandingan sebanyak dua kali lipat.
Colossus termasuk penggunaan pertama dari shift registers dan systolic arrays, memungkinkan lima tes simultan, masing-masing melibatkan hingga 100 perhitungan Boolean, di masing-masing kelima channel pada punched tape (meskipun dalam operasi normal hanya satu atau dua channel yang diperiksa dalam setiap run).
Pada awalnya Colossus hanya digunakan untuk menentukan posisi roda awal yang digunakan untuk pesan tertentu (disebut wheel setting). Mark 2 termasuk peralatan yang bertujuan untuk membantu menentukan pola pin (wheel breaking). Kedua model diprogram menggunakan switch dan panel konektor dengan cara yang berbeda dengan pendahulunya.
Tanpa menggunakan mesin ini, Sekutu akan kehilangan Intelijen yang sangat berharga yang diperoleh dari membaca pesan telegraf tingkat tinggi yang terenkripsi antara German High Command (OKW) dan komando tentara mereka diseluruh Eropa yang saat itu sedang dikuasai.
Rincian keberadaan, desain, dan penggunaannya dirahasiakan dengan baik sampai tahun 1970-an. Winston Churchill secara pribadi mengeluarkan perintah untuk menghancurkan mesin ini menjadi potongan-potongan yang sangat kecil untuk menjaga rahasia bahwa Inggris mampu memecahkan Lorenz SZ cypher (stream cipher rotor german) saat Perang Dingin mendekat.
Dua dari mesin ini dipindahkan ke Government Communications Headquarters (GCHQ) yang saat itu baru dibentuk dan yang lainnya dihancurkan. Akibatnya, mesin ini tidak dicantumkan dalam berbagai sejarah komputasi. Salinan yang telah direkonstruksi dari salah satu mesin Colossus sekarang dipamerkan di Bletchley Park.
Pada tahun 1943, Amerika Serikat mulai membangun ENIAC (Electronic Numerical Integrator dan Computer), yang merupakan komputer elektronik pertama yang bisa diprogram di Amerika Serikat. Meskipun ENIAC mirip dengan Colossus namun jauh lebih cepat dan lebih fleksibel. Mesin ini merupakan perangkat Turing-complete dan bisa menghitung setiap masalah yang akan masuk ke dalam memory.
Seperti Colossus, sebuah “program” pada ENIAC didefinisikan oleh kondisi dari kabel patch dan switch, jauh berbeda dari program yang tersimpan pada mesin elektronik yang akan datang nantinya. Setelah program ditulis, program harus diatur ke dalam mesin secara mekanik dengan mengatur ulang colokan dan switch secara manual. ENIAC menggabungkan kecepatan tinggi elektronik dengan kemampuan untuk bisa diprogram untuk menangani berbagai masalah yang kompleks. ENIAC bisa menambah atau mengurangkan 5000 kali per detik, seribu kali lebih cepat dari mesin lain.
ENIAC juga memiliki modul untuk mengalikan, membagi, dan akar kuadrat. Memory kecepatan tinggi dibatasi hingga 20 kata (sekitar 80 bytes). Dibangun di bawah arahan John Mauchly dan J. Presper Eckert di Universitas Pennsylvania, pengembangan dan pembangunan ENIAC berlangsung dari 1943 sampai beroperasi sepenuhnya pada akhir 1945.
Mesin berukuran besar, dengan berat 30 ton, menggunakan 200 kilowatt tenaga listrik dan berisi lebih dari 18.000 tabung vakum, 1.500 relay, dan ratusan ribu resistor, kapasitor, dan induktor. Salah satu prestasi keahlian utamanya adalah untuk meminimalkan efek tabung burnout, yang merupakan masalah umum dalam kehandalan mesin pada waktu itu. Mesin ini hampir terus-menerus digunakan selama sepuluh tahun ke depan.
Stored-Program Computer (Komputer yang menyimpan instruksi-instruksi program di memory elektronik)
Menurut catatan sejarah komputer, mesin-mesin komputasi awal memiliki program yang konstan. Misalnya, sebuah meja calculator merupakan program komputer yang konstan. Program ini dapat melakukan matematika dasar, tetapi tidak dapat digunakan sebagai pengolah kata atau konsol game. Mengubah program dari sebuah mesin program konstran (fixed-program) membutuhkan pengkabelan ulang (re-wiring), penataan ulang (re-structuring), atau perancangan ulang mesin.
Komputer diawal-awal penciptaannya tidak begitu banyak yang “diprogram” saat mereka sedang “dirancang”. “Pemrograman Ulang” merupakan proses yang melelahkan, dimulai dengan flowchart dan paper notes, diikuti dengan rancangan mesin yang rinci, dan kemudian proses pengkabelan ulang secara fisik yang cukup sulit dan pembangunan ulang mesin.
Dengan adanya usulan tentang stored-program computer hal ini berubah, sebuah stored-program computer berisi rancangan sebuah instruction set dan dapat menyimpan sebuah set instruksi (program) yang merinci perhitungan di memory.
1. Teori
Teori dasar komputer stored program dibuat oleh Alan Turing dalam paper-nya, On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (1936). Pada tahun 1945 Turing bergabung dengan National Physical Laboratory dan mulai bekerja untuk mengembangkan sebuah komputer digital stored-program elektronik. Laporannya pada tahun 1945 “Proposed Electronic Calculator” merupakan spesifikasi pertama untuk perangkat tersebut.
Sementara itu, John von Neumann di University of Pennsylvania juga mengedarkan First Draft of a Report on the EDVAC-nya pada tahun 1945. Meskipun secara substansial mirip dengan rancangan Turing dan mengandung rincian mesin yang agak sedikit, arsitektur komputer yang diuraikan dikenal sebagai “von Neumann architecture“.
Turing mempresentasikan sebuah makalah yang lebih rinci kepada Komite Eksekutif National Physical Laboratory (NPL) pada tahun 1946, memberikan rancangan yang cukup lengkap pertama dari sebuah stored-program computer, sebuah perangkat yang dia disebut Automatic Computing Engine (ACE).
Namun, rancangan John von Neumann EDVAC lebih terkenal, yang telah mengetahui pekerjaan teoritis Turing, menerima publisitas yang lebih, meskipun dasarnya tidak lengkap dan kurang dipertanyakan dari atribusi sumber dari beberapa ide.
Turing merasa bahwa kecepatan dan ukuran memory sangat penting dan dia mengusulkan memory berkecepatan tinggi yang saat ini disebut 25 KB, diakses pada kecepatan 1 MHz. ACE menerapkan panggilan subroutine , sedangkan EDVAC tidak, dan ACE juga menggunakan Abbreviated Computer Instructions, yang merupakan bentuk awal dari bahasa pemrograman.
2. Manchester “Baby”
sejarah komputer, manchester small-scale experimental machine
Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM), disebut Baby adalah stored-program computer pertama. Menurut sejarah komputer, Baby dibangun di Victoria University of Manchester oleh Frederic C. Williams, Tom Kilburn dan Geoff Tootill, dan menjalankan program pertamanya pada 21 Juni 1948.
Mesin ini tidak dimaksudkan sebagai komputer praktis tapi malah dirancang sebagai testbed untuk Williams tube, Perangkat penyimpanan digital random-access pertama. Diciptakan oleh Freddie Williams dan Tom Kilburn di University of Manchester pada tahun 1946 dan 1947, ini merupakan sebuah cathode ray tube yang menggunakan efek yang disebut secondary emission untuk menyimpan data biner elektronik untuk sementara, dan telah berhasil digunakan di beberapa komputer awal.
Meskipun komputer ini dianggap “kecil dan primitif” menurut standar zamannya, baby adalah mesin pertama yang mengandung semua elemen penting untuk komputer elektronik modern. Begitu SSEM menunjukkan kelayakan rancangannya, sebuah proyek dimulai di universitas untuk mengembangkannya menjadi komputer yang lebih bermanfaat, Manchester Mark 1. Mark 1 pada akhirnya menjadi prototipe untuk Ferranti Mark 1, komputer untuk tujuan umum pertama di dunia yang tersedia secara komersial.
SSEM memiliki panjang kata 32-bit dan memory 32 kata. Karena dirancang untuk menjadi stored-program computer sesederhana mungkin, satu-satunya operasi aritmatika yang diimplementasikan dalam perangkat keras adalah subtraction (pengurangan) dan negation (negasi), operasi aritmatika lainnya diimplementasikan dalam perangkat lunak.
Tiga program yang pertama ditulis untuk mesin ini menemukan proper divisor pembagi yang tepat dari 218 (262.144), sebuah perhitungan yang dikenal akan memakan waktu lama untuk dijalankan, dan membuktikan kehandalam komputer, dengan menguji setiap bilangan bulat 218 – 1 kebawah, adalah pembagian yang dilaksanakan oleh pengurangan berulang dari pembagi.
Program ini terdiri dari 17 instruksi dan berjalan selama 52 menit sebelum mencapai jawaban yang benar dari 131.072, setelah itu SSEM telah melakukan 3,5 juta operasi (untuk sebuah kecepatan CPU yang efektif 1.1 kIPS).
3. Manchester Mark 1
Mesin percobaan dikirim untuk pengembangan Manchester Mark 1 di Universitas Manchester. Pekerjaan dimulai pada bulan Agustus tahun 1948, dan versi pertama beroperasi pada bulan April 1949; sebuah program yang ditulis untuk mencari bilangan prima Mersenne berjalan tanpa error selama sembilan jam pada malam 16/17 Juni 1949. Operasi sukses mesin ini secara luas dilaporkan dalam pers Inggris, menggunakan istilah “electronic brain” dalam menggambarkannya kepada pembacanya.
Komputer ini sangat penting secara historis karena termasuk perintis index registers, sebuah inovasi yang memberikan kemudahan bagi sebuah program untuk membaca secara berurutan melalui susunan (array) kata-kata dalam memory. Tiga puluh empat paten yang dihasilkan dari pengembangan mesin ini, dan banyak ide-ide di balik perancangannya telah dimasukkan dalam produk komersial berikutnya seperti IBM 701 dan 702 serta Ferranti Mark 1.
Pimpinan Desainer, Frederic C. Williams dan Tom Kilburn, menyimpulkan dari pengalaman mereka dengan Mark 1 bahwa komputer akan digunakan lebih banyak dalam peranan ilmiah dibanding dalam matematika murni. Pada tahun 1951 mereka mulai mengerjakan pembangunan pada Meg, penerus Mark 1, yang akan menyertakan sebuah floating point unit.
4. EDSAC
Pesaing lainnya untuk menjadi yang pertama dikenali sebagai stored-program computer digital modern dalam sejarah komputer adalah EDSAC, dirancang dan dibangun oleh Maurice Wilkes dan timnya di University of Cambridge Mathematical Laboratory di Inggris University of Cambridge pada tahun 1949. Mesin ini terinspirasi oleh First Draft of a Report on the EDVAC milik John von Neumann dan merupakan salah satu penggunaan stored-program computer digital elektronik pertama yang beroperasi secara penuh.
EDSAC menjalankan program pertamanya pada tanggal 6 Mei 1949, ketika menghitung tabel kuadrat dan daftar bilangan prima. EDSAC juga dijadikan sebagai dasar untuk komputer pertama yang digunakan secara komersial, LEO I, yang digunakan oleh perusahaan manufaktur makanan J. Lyons & Co. Ltd. EDSAC 1 dan akhirnya ditutup pada tanggal 11 Juli tahun 1958, yang telah digantikan oleh EDSAC 2 yang tetap digunakan sampai tahun 1965.
The “brain” [computer] may one day come down to our level [of the common people] and help with our income-tax and book-keeping calculations. But this is speculation and there is no sign of it so far.
– Koran Inggris The Star dalam sebuah artikel berita Juni 1949 tentang komputer EDSAC, jauh sebelum era personal computer.
5. EDVAC
Penemu ENIAC John Mauchly dan J. Presper Eckert mengusulkan pembangunan EDVAC pada bulan Agustus tahun 1944, dan desain pengerjaan untuk EDVAC dimulai di Moore School of Electrical Engineering milik University of Pennsylvania, sebelum ENIAC beroperasi secara penuh.
Desain ini menerapkan sejumlah perbaikan arsitektur dan logis penting yang disusun selama pembangunan ENIAC, dan kecepatan tinggi serial access memory. Namun, Eckert dan Mauchly meninggalkan proyek dan pembangunannya menggelepar.
Mesin ini akhirnya dikirim ke Ballistics Research Laboratory Tentara Amerika di Aberdeen Proving Ground pada bulan Agustus 1949, namun karena sejumlah masalah, komputer baru mulai beroperasi pada tahun 1951, dan kemudian hanya secara terbatas.
6. Komputer Komersial
sejarah komputer, Ferranti Mark 1
Tercatat dalam sejarah komputer bahwa komputer komersial pertama adalah Ferranti Mark 1, dibangun oleh Ferranti dan dikirim ke University of Manchester pada bulan Februari 1951. Mesin ini dibagun berdasarkan pada Manchester Mark 1. Perbaikan utama pada Manchester Mark 1 berada di ukuran primary storage (menggunakan random access Williams tube), secondary storage (menggunakan magnetic drum), penggandaan kecepatan, dan instruksi-instruksi tambahan. Waktu siklus dasar adalah 1.2 milidetik, dan perkalian dapat diselesaikan dalam waktu sekitar 02.16 milidetik.
Pengali menggunakan hampir seperempat dari 4.050 tabung vakum mesin (katup). Mesin kedua dibeli oleh University of Toronto, sebelum desain direvisi menjadi Mark 1 Star. Setidaknya tujuh mesin ini kemudian dikirim antara tahun 1953 dan 1957, salah satunya dikirim ke laboratorium Shell di Amsterdam.
Pada bulan Oktober 1947, direktur J. Lyons & Company, sebuah perusahaan katering terkenal Inggris untuk kedai teh, dengan ketertarikan yang kuat dalam teknik manajemen kantor barunya, memutuskan untuk mengambil peran aktif dalam mempromosikan pengembangan komputer komersial. Komputer LEO I mulai beroperasi pada bulan April 1951 dan menjalankan rutinitas pekerjaan komputer kantor pertama di dunia. Pada tanggal 17 November 1951, perusahaan J. Lyons memulai operasi mingguan dari sebuah toko roti menggunakan LEO (Lyons Electronic Office).
Pada bulan Juni 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer) dikirimkan ke U.S. Census Bureau (Biro Sensus Amerika Serikat). Remington Rand akhirnya menjual 46 mesin dengan masing-masing lebih dari US $ 1 juta ($ 9.230.000 pada 2017). UNIVAC merupakan komputer yang “diproduksi secara masal” pertama. Mesin ini menggunakan 5.200 tabung vakum dan mengkonsumsi 125 kW daya. Penyimpanan utamanya adalah serial-access mercury delay lines mampu menyimpan 1.000 kata dari 11 digit desimal tanda plus (72-bit kata).
IBM memperkenalkan komputer yang lebih kecil dan lebih terjangkau pada tahun 1954 yang terbukti sangat populer. IBM 650 beratnya lebih dari 900 kg, power supply yang terpasang berat sekitar 1.350 kg dan keduanya disimpan di lemari terpisah sekitar 1,5 meter dengan 0,9 meter dengan 1,8 meter. Harganya US $ 500.000 ($ 4.460.000 pada 2017) atau dapat disewa untuk US $ 3.500 per bulan ($ 30 ribu pada 2017).
Memory drumnya semula 2.000 kata sepuluh digit, kemudian dikembangkan ke 4.000 kata. keterbatasan memory seperti ini bertujuan untuk mendominasi pemrograman selama beberapa dekade sesudahnya. Instruksi-instruksi program yang dikirim dari drum berputar (spinning drum) sebagai kode yang dijalankan.
Eksekusi Efisien menggunakan memory drum yang disediakan oleh kombinasi arsitektur perangkat keras: format instruksi termasuk alamat dari instruksi berikutnya; dan software: Symbolic Optimal Assembly Program, SOAP, instruksi yang ditugaskan ke alamat optimal (sebisa mungkin dengan analisis dari statis sumber (source) program). Akibatnya banyak Instruksi yang, bila diperlukan, yang terletak di baris berikutnya dari drum untuk dibaca dan menunggu waktu tambahan untuk rotasi drum tidak diperlukan.
7. Microprogramming
Pada tahun 1951, ilmuwan Inggris Maurice Wilkes mengembangkan konsep microprogramming dari suatu kesadaran bahwa central processing unit komputer dapat dikendalikan oleh sebuah program komputer yang sangat khusus dan kecil dalam ROM yang berkecepatan tinggi. Microprogramming memungkinkan instruksi dasar diatur untuk dibatasi atau dikembangkan dengan built-in program (sekarang disebut firmware atau microcode).
Konsep ini sangat menyederhanakan pengembangan CPU. Dia pertama kali menggambarkannya di Konferensi Pelantikan Komputer University of Manchester pada tahun 1955. Konsep ini secara luas digunakan dalam CPU dan floating-point unit mainframe dan komputer lain, konsep ini sudah diimplementasi untuk pertama kalinya dalam EDSAC 2, yang juga menggunakan beberapa “bit slices” yang identik untuk menyederhanakan desain. Dapat saling dipertukarkan, tabung rakitan yang dapat diganti ini digunakan untuk setiap bit dari prosesor.
8. Penyimpanan Magnetik
sejarah komputer, Magnetic core memory
Pada tahun 1954, magnetic core memory (memory inti magnetik) dengan cepat menggeser sebagian besar bentuk lain dari penyimpanan sementara, termasuk Williams tube. Penyimpanan magnetik mendominasi bidangnya selama pertengahan tahun 1970-an. Fitur utama dari sistem UNIVAC I Amerika tahun 1951 adalah implementasi jenis baru yang diciptakan dari pita magnetik logam, dan unit pita berkecepatan tinggi, untuk penyimpanan non-volatile. pita magnetik masih digunakan di banyak komputer.
Pada tahun 1952, IBM mengumumkan mesin pengolah data elektronik IBM 701, kesuksesan yang pertama seri 700/7000 dan komputer mainframe IBM yang pertama. IBM 704, diperkenalkan pada tahun 1954, menggunakan memory inti magnetik, yang menjadi standar untuk mesin besar. IBM memperkenalkan unit penyimpanan disk pertama, IBM 350 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control) pada tahun 1956. Menggunakan lima puluh 24-inch (610 mm) disk metal, dengan 100 track per sisi, penyimpanan disk ini mampu menyimpan 5 megabyte Data dengan biaya US $10.000 per megabyte ($90 ribu pada tahun 2017).
Komputer Transistor (Komputer yang menggunakan Transistor)
sejarah komputer, bipolar junction transistor
Salah satu peristiwa penting dalam sejarah komputer adalah dengan ditemukannya Transistor. Transistor bipolar ditemukan pada tahun 1947. Dari tahun 1955 dan seterusnya transistor menggantikan vacuum tube dalam rancangan komputer, sehingga mengantar komputer ke “generasi kedua”. Awalnya perangkat yang tersedia hanya germanium point-contact transistors.
Dibandingkan dengan vacuum tube, transistor memiliki banyak keunggulan diantaranya lebih kecil, dan membutuhkan daya yang lebih sedikit dibandingkan dengan vacuum tube sehingga menimbulkan lebih sedikit panas. Transistor junction silikon jauh lebih dapat diandalkan dibandingkan vacuum tube dan tahan lama. Komputer transistor bisa berisi puluhan ribu sirkuit logika biner dalam ruang yang relatif rapat.
Transistor sangat mengurangi ukuran komputer, biaya awal, dan biaya operasi. Biasanya, komputer generasi kedua yang terdiri dari sejumlah besar printed circuit boards (papan sirkuit cetak) seperti IBM Standard Modular System yang masing-masing membawa satu hingga empat logic gates atau flip-flops.
Di Universitas Manchester, sebuah tim di bawah kepemimpinan Tom Kilburn merancang dan membangun mesin yang tidak lagi menggunakan valves tetapi transistor yang baru saja dikembangkan. Awalnya perangkat yang tersedia hanya germanium point-contact transistors, kurang bisa diandalkan dibandingkan dengan valves yang telah diganti namun mengkonsumsi daya yang jauh lebih sedikit.
Komputer transistor (transistorised computer) mereka yang juga merupakan yang pertama di dunia, mulai beroperasi pada tahun 1953 dan versi kedua selesai pada bulan April 1955. Versi tahun 1955 menggunakan 200 transistor, 1.300 dioda solid-state , dan memiliki konsumsi daya 150 watt. Namun, mesin menggunakan valves untuk menghasilkan bentuk gelombang 125 kHz clock dan di sirkuit-nya untuk membaca dan menulis pada memory magnetik drum-nya (drum memory), jadi komputer ini bukanlah komputer pertama yang sepenuhnya menggunakan transistor. Berbeda dengan yang masuk ke Harwell CADET pada tahun 1955, dibangun oleh divisi elektronik Atomic Energy Research Establishment di Harwell.
Desain ini menampilkan sebuah penyimpanan drum memory (memory drum) magnetik 64-kilobyte dengan beberapa kepala yang bergerak yang telah dirancang di National Physical Laboratory, UK. Pada tahun 1953, tim ini memiliki operasi sirkuit transistor untuk membaca dan menulis pada drum magnetik yang lebih kecil dari Royal Radar Establishment. Mesin ini menggunakan clock speed yang rendah, hanya 58 kHz agar tidak perlu menggunakan katup apapun untuk menghasilkan bentuk gelombang clock.
CADET menggunakan 324 point-contact transistor yang disediakan oleh perusahaan Inggris Standard Telephones and Cables, 76 transistor junction digunakan untuk amplifier tahap pertama untuk data yang dibaca dari drum, karena point-contact transistor terlalu bising. Dimana selama ini sering dilakukan menjalankan komputer terus-menerus selama 80 jam atau lebih. Masalah dengan kehandalan batch awal titik kontak dan paduan transistor junction berarti bahwa mean time between failure (waktu rata-rata mesin antara timbulnya kerusakan) adalah sekitar 90 menit, namun hal ini membaik setelah bipolar junction transistor yang lebih handal tersedia.
Desain Komputer transistor diadopsi oleh perusahaan engineering lokal Metropolitan-Vickers pada Metrovick 950 mereka, komputer transistor komersial pertama. Enam Metrovick 950 dibangun, yang pertama selesai pada tahun 1956. Mesin ini berhasil menyebar dalam berbagai departemen perusahaan dan digunakan selama sekitar lima tahun.
Sebuah komputer generasi kedua, IBM 1401, merebut sekitar sepertiga dari pasar dunia. IBM 1401 diinstal lebih dari sepuluh ribu antara tahun 1960 dan 1964.
1. Peripheral Transistor
Elektronik bertransistor yang ditingkatkan tidak hanya CPU (Central Processing Unit), tetapi juga perangkat periferal. Disk data storage unit generasi kedua mampu menyimpan puluhan juta huruf dan angka. Disamping itu unit penyimpanan fixed disk, terhubung ke CPU melalui transmisi data berkecepatan tinggi, yang merupakan unit penyimpanan data removable disk. Satu pak removable disk dapat dengan mudah ditukar dengan pak lain dalam beberapa detik. Bahkan jika kapasitas removable disk lebih kecil dari fixed disk, pertukarannya menjamin kuantitas data yang hampir tak terbatas. Pita magnetik menyediakan kemampuan arsip untuk data, dengan biaya yang lebih rendah daripada disk.
Banyak CPU generasi kedua mendelegasikan komunikasi perangkat periferal untuk prosesor sekunder. Misalnya, saat komunikasi prosesor mengendalikan card reading and punching, CPU utama mengeksekusi perhitungan dan branch instructions biner. Satu databus akan menanggung data antara CPU utama dan memory inti pada fetch-execute cycle CPU, dan databus lainnya biasanya akan melayani perangkat periferal.
Pada PDP-1, waktu siklus memory inti adalah 5 mikrodetik; karenanya intruksi-intruksi yang paling aritmatika mengambil 10 mikrodetik (100.000 operasi per detik) karena sebagian besar operasi mengambil setidaknya dua siklus memory; satu untuk instruksi, satu untuk mengambil data operand.
Pada waktu unit remote terminal generasi kedua (sering dalam bentuk Teleprinter seperti Friden Flexowriter) terlihat penggunaan yang sangat meningkat. Koneksi telepon menyediakan kecepatan yang cukup untuk terminal jarak jauh awal dan memungkinkan pemisahan ratusan kilometer antara remote terminal dan pusat komputasi. Pada akhirnya jaringan komputer yang berdiri sendiri ini akan digeneralisasi ke dalam sebuah jaringan interkoneksi jaringan, Internet.
2. Superkomputer
University of Manchester Atlas pada Januari 1963
Awal tahun 1960-an terlihat munculnya superkomputer. Atlas Computer sebuah pengembangan bersama antara University of Manchester, Ferranti, dan Plessey, dan pertama kali diinstal di Universitas Manchester dan secara resmi beroperasi pada tahun 1962 sebagai salah satu superkomputer pertama di dunia. Dalam sejarah komputer dikatakan bahwa superkomputer ini dianggap sebagai komputer terkuat di dunia pada saat itu. Dikatakan bahwa setiap kali Atlas offline setengah dari kapasitas komputer United Kingdom hilang. Atlas merupakan mesin generasi kedua, menggunakan transistor germanium diskri. Atlas juga mempelopori Atlas Supervisor, “dianggap oleh banyak orang sebagai sistem operasi modern pertama yang dapat dikenal”.
Di Amerika Serikat, sejumlah komputer di Control Data Corporation (CDC) yang dirancang oleh Seymour Cray dengan menggunakan desain inovatif dan paralelisme untuk mencapai kinerja puncak komputasi superior. CDC 6600, dirilis pada tahun 1964, secara umum dianggap sebagai superkomputer pertama. CDC 6600 mengungguli pendahulunya, IBM 7030 Stretch, sekitar faktor tiga. Dengan kinerja sekitar 1 megaFLOPS, CDC 6600 merupakan komputer tercepat di dunia dari tahun 1964 hingga 1969, meskipun melepaskan status tersebut ke penggantinya, CDC 7600.
Sirkuit Terpadu (Integrated Circuit atau IC)
Kemajuan besar berikutnya dalam sejarah perkembangan komputer adalah dengan munculnya Integrated Circuit (IC). Bedasarkan catatan sejarah komputer, Ide tentang integrated circuit pertama kali disusun oleh seorang ilmuwan radar yang bekerja untuk Royal Radar Establishment dari Departemen Pertahanan United Kingdom, Geoffrey W.A. Dummer. Dummer memperkenalkan gambaran umum pertama dari integrated circuit di Simposium (suatu pertemuan untuk membahas topik tertentu) tentang Kemajuan Kualitas Komponen Elektronik di Washington, D.C. pada 7 Mei 1952
IC praktis pertama diciptakan oleh Jack Kilby di Texas Instruments dan Robert Noyce di Fairchild Semiconductor. Kilby mencatat ide awalnya mengenai IC pada bulan Juli tahun 1958, dan berhasil mendemonstrasikan contoh IC pertama pada 12 September 1958.
Dalam aplikasi patennya dari 6 Februari 1959, Kilby menggambarkan perangkat barunya sebagai “sebuah tubuh material semikonduktor dimana semua komponen sirkuit elektronik sepenuhnya terintegrasi”. Pelanggan pertama untuk penemuan ini adalah Angkatan Udara AS. Noyce juga mendapatkan ide sendiri untuk sebuah IC setengah tahun kemudian setelah Kilby. Chip-nya memecahkan banyak masalah praktis yang mana chip milik Kilby tidak bisa pecahkan. Diproduksi di Fairchild Semiconductor, chip ini terbuat dari silikon, sedangkan chip milik Kilby terbuat dari germanium.
Setelah Tahun 1960 (berdasarkan IC)
Menurut catatan sejarah komputer, ledakan dalam penggunaan komputer dimulai dengan komputer “Generasi Ketiga”, memanfaatkan penemuan independen IC (atau microchip) milik Jack St. Clair Kilby dan Robert Noyce. Hal ini menyebabkan penemuan mikroprocessor. Meskipun topik yang pasti tentang perangkat mana yang merupakan mikroprosesor pertama kontroversial, antara lain disebabkan karena kurangnya kesepakatan tentang definisi yang tepat untuk istilah “mikroprosesor”, namun secara luas tidak terbantahkan bahwa chip mikroprosesor tunggal pertama adalah Intel 4004 yang dirancang dan diwujudkan oleh Ted Hoff, Federico Faggin, dan Stanley Mazor di Intel.
Meskipun IC mikroprosesor awal hanya berisi prosesor, yaitu central processing unit komputer, pengembangan progresifnya secara alami menyebabkan chip yang berisi sebagian besar atau semua bagian internal elektronik sebuah komputer.
sejarah komputer, Intel 8742
Sirkuit terpadu pada gambar diatas, misalnya, Intel 8742, merupakan mikrokontroler 8-bit yang mencakup CPU yang berjalan pada 12 MHz, 128 byte RAM, 2048 bytes dari EPROM, dan I/O di chip yang sama.
Selama tahun 1960-an ada tumpang tindih antara teknologi generasi kedua dan ketiga. IBM menginplementasikan modul IBM Solid Logic Technology-nya pada hybrid circuits (sirkuit hibrida) untuk IBM System/360 pada tahun 1964. Sampai akhir tahun 1975 Sperry Univac melanjutkan pembuatan mesin generasi kedua seperti UNIVAC 494. Burroughs large systems seperti B5000 yang merupakan stack machine, yang memungkinkan untuk pemrograman yang lebih sederhana. Pushdown automaton ini juga diterapkan di komputer mini dan kemudian mikroprosesor, yang mempengaruhi desain bahasa pemrograman.
Minikomputer berfungsi sebagai pusat komputer yang murah untuk industri, bisnis dan universitas. Menjadi mungkin untuk mensimulasikan sirkuit analog dengan simulation program with integrated circuit emphasis, atau SPICE (1971) pada minicomputer, salah satu program untuk electronic design automation (EDA). Mikroprosesor membawa perkembangan mikrokomputer, komputer yang kecil dan murah yang bisa dimiliki oleh individu dan usaha kecil. Mikrokomputer yang pertama muncul pada tahun 1970-an, tersebar secara luas pada tahun 1980-an dan seterusnya.
Meskipun sistem tertentu yang dianggap sebagai mikrokomputer pertama diperdebatkan, karena ada beberapa sistem hobbyist unik yang dikembangkan berdasarkan pada Intel 4004 dan penerusnya, Intel 8008. Microcomputer kit pertama yang tersedia secara komersial adalah Intel 8080 berbasis Altair 8800, yang diumumkan di sampul artikel Popular Electronics pada januari 1975.
Namun, ini merupakan sistem yang sangat terbatas pada tahap awalnya, hanya memiliki 256 byte DRAM dalam paket awalnya dan tidak ada input-output kecuali switch pengalih dan LED register display. Meskipun demikian, hal ini pada awalnya secara mengejutkan menjadi populer, dengan beberapa ratus penjualan di tahun pertama, dan permintaan melampaui pasokan dengan cepat. Beberapa vendor pihak ketiga awal seperti Cromemco dan Processor Technology segera mulai memasok tambahan hardware S-100 bus untuk Altair 8800.
Pada bulan April 1975 di Hannover Fair, Olivetti menghadirkan P6060, sistem komputer pribadi lengkap pertama di dunia. Central processing unit terdiri dari dua kartu, dengan kode nama PUCE1 dan PUCE2, dan tidak seperti kebanyakan komputer pribadi lainnya, komputer ini dibangun dengan komponen TTL, bukannya mikroprosesor. Mesin ini memiliki satu atau dua floppy disk drive 8″, 32-karakter plasma display, 80-kolom grafis thermal printer, 48 Kbytes RAM, dan bahasa BASIC. Beratnya 40 kg (88 lb). Sebagai sistem yang lengkap, hal ini merupakan langkah penting dari Altair, meskipun tidak pernah mencapai kesuksesan yang sama dalam persaingan dengan produk sejenis dengan IBM yang memiliki floppy disk drive eksternal.
Dari tahun 1975 sampai 1977, sebagian besar mikrokomputer, seperti MOS Technology KIM-1, Altair 8800, dan beberapa versi Apple I, dijual sebagai kit untuk kemudian dirakit sendiri. Sistem pra-dirakit tidak memperoleh banyak peminat hingga tahun 1977, dengan diperkenalkannya Apple II, Tandy TRS-80, dan Commodore PET. Komputasi berevolusi dengan arsitektur mikro, dengan fitur tambahan dari komputer-komputer yang berukuran lebih besar, sekarang mikrokomputer menjadi dominan di sebagian besar pangsa pasar.
NeXT Computer dan tools pengembangan object-oriented nya dan libraries yang digunakan oleh Tim Berners-Lee dan Robert Cailliau di CERN untuk mengembangkan software web server pertama di dunia, CERN httpd, dan juga digunakan untuk menulis web browser pertama, WorldWideWeb. Fakta-fakta ini, bersama dengan hubungan dekat dengan Steve Jobs, menjamin 68030 NeXT sebuah tempat dalam sejarah sebagai salah satu komputer yang paling penting sepanjang sejarah.
Sistem yang rumit seperti komputer yang memerlukan kehandalan yang sangat tinggi. ENIAC tetap berada di atas, terus beroperasi dari 1947 hingga 1955, selama delapan tahun sebelum ditutup. Meskipun tabung vakum bisa gagal, akan diganti tanpa mematikan sistem. Dengan strategi sederhana untuk tidak pernah menutup ENIAC, kegagalan berkurang secara dramatis.
Komputer pertahanan udara vacuum tube SAGE menjadi sangat handal, dipasang secara berpasangan, satu off-line, tabung kemungkinan gagal saat komputer tersebut dengan sengaja dijalankan pada daya rendah untuk menemukannya. Hot-pluggable hard disk, seperti tabung vakum hot-pluggable dari masa lampau, melanjutkan tradisi perbaikan selama operasi kontinyu. Memory semikonduktor tidak memiliki kesalahan secara rutin ketika beroperasi, meskipun sistem operasi seperti Unix telah mengerjakan tes memory pada start-up untuk mendeteksi kegagalan hardware. Sekarang ini, kebutuhan kinerja yang handal dibuat bahkan lebih ketat bila server farms adalah platform pengiriman.
Google telah mengatur hal ini dengan menggunakan software fault-tolerant untuk pulih dari kegagalan hardware, dan bahkan bekerja pada konsep mengganti seluruh server farms dengan cepat, saat service event.
Di abad ke-21, CPU multi-core mulai tersedia secara komersial. Content-addressable memory (CAM) telah menjadi cukup murah untuk digunakan dalam jaringan, dan sering digunakan untuk chip memory cache pada mikroprosesor modern, Meski belum ada sistem komputer yang mengimplementasikan hardware CAM untuk digunakan dalam bahasa pemrograman.
Saat ini, CAMs (atau associative arrays) pada software merupakan pemrograman bahasa tertentu (programming-language-specific). Susunan sel memory semikonduktor merupakan struktur yang sangat teratur, dan produsen membuktikan proses di atasnya, hal ini memungkinkan penurunan harga pada produk memory. Selama tahun 1980, CMOS logic gates berkembang menjadi perangkat yang bisa dibuat secepat jenis sirkuit lainnya, oleh karena itu konsumsi daya komputer dapat diturunkan secara drastis. Berbeda dengan menarik arus terus menerus dari gerbang berdasarkan logika jenis lain, gerbang CMOS hanya menarik arus yang penting selama “transition” antara kondisi logik, kecuali kebocoran.
Hal ini telah memungkinkan komputasi menjadi komoditas yang sekarang ada di mana-mana, tertanam dalam berbagai bentuk, dari greeting card, telephone hingga satellite. Thermal design power yang hilang selama operasi telah menjadi sama pentingnya dengan kecepatan operasi komputasi. Pada tahun 2006 server mengonsumsi 1,5% dari total anggaran energi AS, Konsumsi energi komputer data center diharapkan dua kali lipat menjadi 3% dari konsumsi dunia pada tahun 2011.
SoC (system on a chip) bahkan telah lebih dipadatkan dari IC ke dalam satu chip, SoCs memungkinkan ponsel dan PC untuk menyatu ke perangkat mobile nirkabel genggam. Hardware dan software komputer bahkan telah menjadi metafora untuk eksploitasi alam semesta
Sumber Klik Disini
Perkembangan Komputer dari Awal hingga Sekarang
Pada artikel ini, Jejak Waktu akan membahas tuntas tentang sejarah komputer mulai dari awal pertamakali diciptakan hingga berkembang menjadi komputer yang kita kenal saat ini.
Sekarang ini, kita hidup di era komputer dan sebagian besar aktivitas harian kita tidak dapat dilakukan tanpa menggunakan komputer. Terkadang kita sadar dan terkadang juga tanpa sadar kita menggunakan komputer. Komputer telah menjadi alat yang sangat penting dan serbaguna. Kita bernapas di era komputer dan secara bertahap komputer telah menjadi kebutuhan hidup yang sulit untuk dibayangkan hidup tanpanya.
Jika kita melihat kebelakang, bagaimana perangkat komputer awal yang diciptakan oleh para ilmuan, baik dari segi bentuk, ukuran, cara beroperasi, dan beberapa hal lainnya, maka bisa dikatakan bahwa teknologi komputer telah mengalami banyak perkembangan dan perubahan, mulai dari cara komputer beroperasi, ukuran komputer yang menjadi semakin kecil, bentuk komputer yang bervariasi, harga komputer yang semakin murah dan kinerja komputer yang semakin kuat dan efisien.
Sejarah Komputer
Dalam catatan sejarah komputer, beginilah tahapan perkembangan komputer dari awal pertamakali diciptakan hingga menjadi seperti sekarang ini.
Perangkat Komputer untuk tujuan umum (general purpose Computer) Pertama di Dunia
sejarah komputer, analytic engine
Dalam sejarah komputer disebutkab bahwa Charles Babbage, seorang insinyur mekanik dan cendekiawan Inggris, memulai konsep komputer yang bisa diprogram. Dianggap sebagai “bapak komputer”, Dia membuat konsep dan menciptakan komputer mekanis pertama pada awal abad ke-19. Setelah menciptakan Difference Engine, sebuah mesin yang dirancang untuk membantu dalam perhitungan, pada tahun 1833 Dia menyadari bahwa mesin dengan desain yang jauh lebih umum yang akan mampu menyelesaikan tidak hanya satu jenis namun berbagai jenis operasi aritmatika, sebuah Mesin Analitis (Analytical Engine), dapat diciptakan.
Input program dan data akan diberikan ke mesin melalui punched card, metode yang digunakan pada saat itu adalah mengarahkan loom mekanis seperti Jacquard loom. Untuk output, mesin akan memiliki printer, plotter kurva dan lonceng. Mesin juga akan mampu memencet nomor ke kartu untuk dibaca nantinya.
Mesin menggabungkan arithmetic logic unit (unit logika aritmatika), control flow (aliran kontrol) dalam bentuk conditional branching (percabangan bersyarat) dan loop, dan memory yang terintegrasi, sehingga desain pertama komputer untuk tujuan umum dapat digambarkan dalam istilah modern adalah sebagai Turing-complete.
Harus ada memory yang mampu menampung 1000 angka dari setiap 40 digit desimal (ca. 16.7 kB). Sebuah arithmetical unit yang disebut “mill” akan mampu melakukan semua empat operasi aritmatika, serta persamaan dan akar kuadrat.
Seperti central processing unit (CPU) dalam komputer modern, mill akan mengandalkan prosedur internalnya sendiri, kira-kira setara dengan microcode pada CPU modern, untuk disimpan dalam bentuk pasak disisipkan ke dalam drum yang berputar disebut “barrel”, untuk melakukan beberapa instruksi-instruksi yang lebih kompleks dari user program mungkin tetapkan.
Bahasa pemrograman yang akan digunakan oleh user mirip dengan bahasa assembly modern. Loop dan kondisional bercabang yang dapat dilakukan, dan begitu juga bahasa yang dikandung akan menjadi Turing-complete karena nantinya ditetapkan oleh Alan Turing.
Tiga jenis punched card yang berbeda digunakan: satu untuk operasi aritmatika, satu untuk konstanta numerik, dan satu untuk operasi memuat (load) dan menyimpan (store), mentransfer angka dari penyimpanan ke unit aritmatika atau sebaliknya. Ada tiga pembaca terpisah untuk tiga jenis kartu ini.
Mesin ini akan menjadi mesin yang sangat canggih untuk masa itu. Namun, proyek ini berjalan lamban karena berbagai masalah termasuk perselisihan dengan Kepala bangunan ahli mesin. Semua bagian/komponen untuk mesin Charles Babbage harus dibuat dengan tangan, hal ini merupakan masalah besar bagi perangkat yang memiliki ribuan komponen. Akhirnya, proyek dibubarkan bersama dengan keputusan Pemerintah Inggris untuk menghentikan pendanaan.
Penyebab utama kegagalan Babbage dalam menyelesaikan mesin analitisnya tidak hanya karena masalah politik dan pembiayaan, tetapi juga karena keinginannya dalam mengembangkan komputer yang semakin canggih dan bergerak maju lebih cepat dari siapa pun yang tidak bisa diikuti orang lain.
Ada Lovelace, putri Lord Byron, menerjemahkan dan menambah catatan ke “Sketch of the Analytical Engine” menurut Luigi Federico Menabrea. Hal ini tampaknya menjadi deskripsi pemrograman pertama yang diterbitkan, sehingga Ada Lovelace secara luas dianggap sebagai programmer komputer pertama.
Setelah Babbage, walaupun tidak menyadari karyanya sebelumnya, adalah Percy Ludgate, seorang akuntan dari Dublin, Irlandia. Dia secara independen merancang komputer mekanik bisa diprogram, yang dia gambarkan dalam sebuah karya yang diterbitkan pada tahun 1909.
Komputer Analog
Menurut catatan sejarah komputer dikatakan bahwa selama pertengahan awal abad ke-20, komputer analog dianggap oleh banyak orang sebagai komputasi masa depan. Perangkat ini menggunakan aspek fenomena fisik yang dapat berubah secara terus-menerus seperti besaran listrik, mekanik, atau hidrolik untuk menunjukkan masalah yang dipecahkan, berbeda dengan komputer digital yang menunjukkan jumlah yang bervariasi secara simbolis, ketika nilai-nilai numeriknya berubah. komputer analog tidak menggunakan nilai-nilai diskrit, tetapi lebih ke nilai-nilai yang berkelanjutan, proses tidak dapat diulang dengan kesetaraan yang pasti, seperti yang dapat dilakukan dengan Turing machine.
Komputer analog modern pertama tide-predicting machine, ditemukan oleh Sir William Thomson pada tahun 1872. Mesin ini menggunakan sistem katrol dan kabel untuk menghitung secara otomatis tingkat air pasang yang diperkirakan untuk jangka waktu tertentu di lokasi tertentu dan utilitas besar ke navigasi di perairan dangkal. Perangkatnya merupakan dasar untuk perkembangan dalam komputasi analog lebih lanjut.
Differential Analyser, sebuah komputer analog mekanik yang dirancang untuk memecahkan persamaan diferensial dengan integrasi menggunakan mekanisme wheel-and-disc, dikonsepkan pada tahun 1876 oleh James Thomson, saudara dari Lord Kelvin. Dia menjelajahi kemungkinan pembangunan kalkulator tersebut, namun terhalang oleh output torsi ball-and-disk integrator yang terbatas. Dalam suatu Differential Analyser, output dari satu integrator mendorong input dari integrator berikutnya, atau output grafik.
Kemajuan penting dalam komputasi analog adalah pengembangan fire-control systems pertama untuk gunlaying kapal jarak jauh. Ketika jarak meriam meningkat secara drastis pada akhir abad ke-19, hal itu bukan lagi masalah sederhana dalam menghitung titik tujuan yang tepat, mengingat waktu penerbangan dari shell.
Berbagai spotter di atas kapal akan menyampaikan ukuran jarak dan pengamatan ke stasiun perencanaan pusat. Di sana fire direction team (tim yang bertugas mengarahkan tembakan) akan diberi lokasi, kecepatan dan arah kapal dan targetnya, serta berbagai pengaturan untuk efek coriolis, efek cuaca di udara, dan penyesuaian lainnya; komputer kemudian akan mengeluarkan sebuah solusi tembak, yang akan diumpankan ke bagian menara untuk dieksekusi.
Pada tahun 1912, insinyur Inggris Arthur Pollen mengembangkan komputer analog mekanik bertenaga listrik pertama (pada saat itu disebut Argo Clock). Mesin ini digunakan oleh Kekaisaran Angkatan Laut Rusia dalam Perang Dunia I. Sistem pengendalian kebakaran Dreyer Tabel alternatif dipaskan dengan kapal-kapal ibukota Inggris pada pertengahan 1916.
Perangkat-perangkat mekanik juga digunakan untuk membantu accuracy of aerial bombing (perangkat untuk membantu akurasi pemboman udara). Drift Sight merupakan bantuan accuracy of aerial bombing pertama yang dikembangkan oleh Harry Wimperis pada tahun 1916 untuk Royal Naval Air Service. Perangkat ini mengukur wind speed (kuantitas atmosfer dasar) dari udara, dan menggunakan pengukuran tersebut untuk menghitung efek angin pada lintasan bom. Sistem ini kemudian diperbarui dengan Course Setting Bomb Sight, dan mencapai klimaks pada bomb sight Perang Dunia II, Mark XIV bomb sight (RAF Bomber Command) dan Norden (United States Army Air Forces).
Seni komputasi analog mekanik mencapai puncaknya pada differential analyzer, dibuat oleh H. L. Hazen dan Vannevar Bush di MIT awal tahun 1927. Differential analyzer dibangun berdasarkan integrator mekanik James Thomson dan torque amplifiers yang diciptakan oleh H. W. Nieman. Puluhan dari perangkat ini dibuat sebelum ditinggalkan karena diaggap sudah kuno. Yang terkuat dari perangkat ini dibangun di Moore School of Electrical Engineering milik University of Pennsylvania, dimana ENIAC dibangun.
Sebuah komputer analog tujuan umum elektronik (electronic general-purpose analog computer) secara lengkap dibangun oleh Helmut Hölzer pada tahun 1941 di Peenemünde Army Research Center.
Pada tahun 1950, suksesnya komputer elektronik digital menjadi akhir bagi kebanyakan mesin komputasi analog, namun hybrid analog computer (komputer analog hybrid) masih banyak digunakan selama tahun 1950-an dan 1960-an, dan kemudian di beberapa aplikasi khusus seperti pendidikan (control systems) dan pesawat (slide rule).
Munculnya Komputer Digital
Dalam catatan sejarah komputer, Prinsip komputer modern pertama kali dijelaskan oleh ilmuwan komputer Alan Turing dalam paper-nya, On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (1936). Turing merumuskan ulang hasil yang diperoleh Kurt Gödel pada tahun 1931 mengenai keterbatasan bukti dan perhitungan, mengganti bahasa formal berbasis aritmatika universal milik Gödel dengan perangkat hipotetis yang sederhana dan formal yang dikenal sebagai Turing Machine.
Dia membuktikan bahwa mesin tersebut akan mampu melakukan perhitungan matematis apapun yang dapat dipikirkan jika itu dapat digambarkan sebagai sebuah algoritma. Dia melanjunjutkan untuk membuktikan bahwa tidak ada solusi untuk Entscheidungsproblem dengan terlebih dahulu menunjukkan bahwa halting problem untuk turing machine dapat ditentukan. Umumnya, itu tidak mungkin untuk menentukan secara algoritma apakah sebuah Turing machine yang disepakati akan berhenti/mati.
Dia juga memperkenalkan gagasan tentang “Universal Machine” (sekarang dikenal sebagai Turing Machine Universal), dengan ide bahwa mesin tersebut bisa melakukan tugas-tugas mesin lain mana pun, atau dengan kata lain, mesit tersebut mampu menghitung apapun yang dapat dihitung dengan cara menjalankan instruksi (program) yang tersimpan pada tape, yang memungkinkan mesin untuk diprogram. Konsep dasar desain Turing adalah stored-program, dimana semua instruksi untuk komputasi disimpan dalam memory.
Von Neumann mengakui bahwa konsep utama dari komputer modern berawal dari paper ini. Turing machine yang sampai hari ini merupakan sebuah objek utama penelitian dalam theory of computation (teori komputasi). Kecuali keterbatasan yang ditetapkan oleh toko memory yang membatasinya, komputer modern disebut sebagai Turing-complete, yang berarti, mereka memiliki kemampuan eksekusi algoritma yang setara dengan sebuah Turing machine universal.
1. Komputer Elektromekanik
Era komputasi modern dimulai dengan sebuah kesibukan yang tiba-tiba dari pengembangan sebelum dan selama Perang Dunia II. Sebagian besar komputer digital yang dibangun pada periode ini adalah elektromekanik, switch elektrik mendorong pergantian mekanik dalam melakukan perhitungan. Perangkat ini memiliki kecepatan operasional yang rendah dan akhirnya digantikan oleh komputer yang sepenuhnya elektrik yang jauh lebih cepat, yang pada awalnya menggunakan tabung vakum.
Z2 merupakan salah satu contoh paling awal komputer Relay elektromekanik, yang diciptakan oleh insinyur Jerman Konrad Zuse pada tahun 1939. Mesin ini merupakan penyempurnaan mesin Z1 sebelumnya, meskipun menggunakan memory mekanik yang sama, mesin ini menggantikan aritmatika dan logika kontrol dengan sirkuit Relay elektrik.
Pada tahun yang sama, perangkat elektro-mekanik yang disebut Bombe dibangun oleh ahli kriptologi Inggris untuk membantu memecahkan pesan rahasia Jerman yang dienkripsi menggunakan mesin Enigma selama Perang Dunia II. Desain awal dari bombe diproduksi pada tahun 1939 di Government Code and Cypher School (GC&CS) Inggris di Bletchley Park oleh Alan Turing, dengan sebuah perbaikan penting yang dirancang pada tahun 1940 oleh Gordon Welchman.
Desain teknik dan konstruksi merupakan karya Harold Keen dari British Tabulating Machine Company. Ini merupakan perkembangan penting dari perangkat yang telah dirancang pada tahun 1938 oleh Polish Cipher Bureau kriptolog Marian Rejewski, dan dikenal sebagai “cryptologic bomb” (Polandia: “bomba kryptologiczna“).
Pada tahun 1941, Zuse mengembangkan versi terbaru dari mesin sebelumnya yang disebut Z3, elektromekanik yang dapat diprogram pertama di dunia , komputer digital yang sepenuhnya otomatis. Z3 dibangun dengan 2.000 relay, menerapkan 22 bit word length yang beroperasi pada frekuensi clock sekitar 5-10 Hz.
Kode program dan data disimpan pada punched film. Ini cukup mirip dengan mesin modern dalam beberapa hal, menerapkan banyak kemajuan seperti floating point numbers. Penggantian sistem desimal yang sulit diterapkan (yang digunakan dalam rancangan Charles Babbage sebelumnya) dengan sistem biner yang lebih sederhana yang berarti mesin Zuse lebih mudah dibangun dan berpotensi lebih handal, mengingat teknologi yang tersedia pada saat itu. Z3 mungkin sebuah Turing machine lengkap.
Dalam dua aplikasi paten pada tahun 1936, Zuse juga memperkirakan bahwa instruksi-instruksi mesin dapat disimpan dalam penyimpanan yang sama dengan yang digunakan untuk data, pemahaman kunci dari apa yang dikenal sebagai von Neumann architecture, pertama kali diimplementasikan pada Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM) Inggris tahun 1948.
Zuse mengalami kemunduran selama Perang Dunia II ketika beberapa mesinnya hancur dalam perjalanan kampanye serangan bom Sekutu. Rupanya karyanya sebagian besar tetap tidak diketahui oleh para insinyur di Inggris dan AS sampai jauh di kemudian hari, meskipun setidaknya IBM menyadari hal itu karena IBM yang membiayai perusahaan startupnya setelah perang tahun 1946 dengan imbalan pilihan pada paten Zuse.
Pada tahun 1944, Harvard Mark I dibangun di laboratorium Endicott IBM, mesin ini merupakan komputer elektro-mekanis untuk tujuan umum yang mirip dengan Z3, namun tidak sepenuhnya Turing-complete.
2. Komputasi Digital
Dasar matematika komputasi digital adalah Boolean algebra (aljabar Boolean), yang dikembangkan oleh matematikawan Inggris George Boole dalam karyanya The Laws of Thought, diterbitkan pada tahun 1854. Aljabar Boolean-nya kemudian lebih dirinci pada 1860-an oleh William Jevons dan Charles Sanders Peirce, dan pertama kali disampaikan secara sistematis oleh Ernst Schröder dan A. N. Whitehead.
Di tahun 1930-an dan bekerja secara independen, insinyur elektronik Amerika Claude Shannon dan ahli logika Soviet Victor Shestakov keduanya menunjukkan one-to-one correspondence antara konsep logika Boolean dan sirkuit listrik tertentu, sekarang disebut logic gate (gerbang logika), yang sekarang dapat ditemukan di setiap komputer digital.
Mereka menunjukkan bahwa relay elektronik dan switch dapat merealisasikan expression aljabar Boolean. Tesis ini pada dasarnya menemukan praktis desain digital circui (sirkuit digital).
3. Pengolahan Data Elektronik
Elemen-elemen sirkuit elektronik dalam waktu yang singkat menggantikan ekivalen mekanik dan elektrik-nya, pada saat yang sama perhitungan digital menggantikan analog. Mesin seperti Z3, Komputer Atanasoff-Berry, komputer Colossus, dan ENIAC dibangun secara manual menggunakan sirkuit yang berisi relay atau katup (tabung vakum), dan seringkali menggunakan punched card atau punched paper tape untuk input dan sebagai media penyimpanan utama (non-volatile).
Insinyur Tommy Flowers, bergabung dengan cabang telekomunikasi di General Post Office pada tahun 1926. Saat bekerja di research station di Dollis Hill di tahun 1930-an, Dia mulai mengeksplorasi kemungkinan penggunaan elektronik untuk Telephone Exchange. Peralatan eksperimen yang dia bangun pada tahun 1934 mulai beroperasi lima tahun kemudian, mengkonversi bagian jaringan telephone exchange ke sistem pengolahan data elektronik menggunakan ribuan tabung vakum.
Di Amerika Serikat, John Vincent Atanasoff dan Clifford E. Berry dari Lowa State University mengembangkan dan menguji Atanasoff-Berry Computer (ABC) pada tahun 1942, yang merupakan perangkat penghitung digital elektronik pertama. Desain ini juga all-electronic dan menggunakan sekitar 300 tabung vakum, dengan kapasitor yang disesuaikan dalam drum berputar (rotating drum) mekanis untuk memory. Namun paper card writer/reader-nya tidak dapat diandalkan, dan pengerjaan pada mesin ini dihentikan. Sifat special-purpose mesin ini dan kekurangannya yang berubah-ubah, stored program membedakannya dari komputer modern.
4. Komputer Elektronik yang dapat Diprogram
Selama Perang Dunia II, Inggris di Bletchley Park (40 mil utara London) mencapai sejumlah keberhasilan dengan memecah komunikasi militer Jerman yang dienkripsi. Mesin enkripsi Jerman (Enigma) diserang pertama kali dengan bantuan dari elektromekanik Bombe.
Mereka menyingkirkan kemungkinan pengaturan Enigma dengan cara melakukan rantai pemotongan logis yang diimplementasikan secara elektrik. Kebanyakan kemungkinan menyebabkan kontradiksi, dan beberapa yang tersisa dapat diuji secara manual.
Jerman juga mengembangkan serangkaian sistem enkripsi teleprinter yang sangat berbeda dari Enigma. Mesin Lorenz SZ 40/42 digunakan untuk komunikasi tentara tingkat tinggi yang disebut “Tunny” oleh Inggris. Penyadapan pertama pesan Lorenz dimulai pada 1941. Sebagai bagian dari serangan terhadap Tunny, Max Newman dan rekan-rekannya membantu dalam pembuatan Colossus.
Tommy Flowers, yang merupakan seorang insinyur senior di Post Office Research Station direkomendasikan kepada Max Newman oleh Alan Turing dan menghabiskan sebelas bulan dari awal Februari 1943 merancang dan membangun Colossus pertama. Setelah uji fungsional pada bulan Desember tahun 1943, Colossus dikirim ke Bletchley Park pada tanggal 18 Januari tahun 1944 dan menyerang pesan pertama pada tanggal 5 Februari.
Colossus merupakan komputer digital elektronik pertama yang dapat diprogram. Mesin ini menggunakan sejumlah besar katup (tabung vakum). Colossus memiliki input paper-tape (kertas tape) dan bisa dikonfigurasi untuk melakukan berbagai operasi logis boolean pada data, Namun mesin ini bukan Turing-complete.
Sembilan Mk II Colossi dibangun (Mk I dikonversi menjadi Mk II sehingga membuat total mesin menjadi sepuluh). Colossus Mark I mengandung 1.500 katup termionik (Tubes), sedangkan Mark II mengandung 2400 katup, keduanya 5 kali lebih cepat dan lebih mudah untuk dioperasikan dibandingkan dengan Mark 1, dan sangat mempercepat proses decoding. Mark 2 dirancang selagi Markus 1 sedang dibangun. Allen Coombs mengambil alih kepemimpinan proyek Colossus Mark 2 ketika Tommy Flowers beralih ke proyek lainnya.
Colossus dapat memproses 5.000 karakter per detik dengan pita kertas yang bergerak pada 40 ft/s (12,2 m/s; 27,3 mph). Terkadang, dua atau lebih komputer Colossus mencoba kemungkinan yang berbeda secara bersamaan dengan apa yang sekarang disebut parallel computing (komputasi paralel), mempercepat proses decoding dengan kemungkinan tingkat perbandingan sebanyak dua kali lipat.
Colossus termasuk penggunaan pertama dari shift registers dan systolic arrays, memungkinkan lima tes simultan, masing-masing melibatkan hingga 100 perhitungan Boolean, di masing-masing kelima channel pada punched tape (meskipun dalam operasi normal hanya satu atau dua channel yang diperiksa dalam setiap run).
Pada awalnya Colossus hanya digunakan untuk menentukan posisi roda awal yang digunakan untuk pesan tertentu (disebut wheel setting). Mark 2 termasuk peralatan yang bertujuan untuk membantu menentukan pola pin (wheel breaking). Kedua model diprogram menggunakan switch dan panel konektor dengan cara yang berbeda dengan pendahulunya.
Tanpa menggunakan mesin ini, Sekutu akan kehilangan Intelijen yang sangat berharga yang diperoleh dari membaca pesan telegraf tingkat tinggi yang terenkripsi antara German High Command (OKW) dan komando tentara mereka diseluruh Eropa yang saat itu sedang dikuasai.
Rincian keberadaan, desain, dan penggunaannya dirahasiakan dengan baik sampai tahun 1970-an. Winston Churchill secara pribadi mengeluarkan perintah untuk menghancurkan mesin ini menjadi potongan-potongan yang sangat kecil untuk menjaga rahasia bahwa Inggris mampu memecahkan Lorenz SZ cypher (stream cipher rotor german) saat Perang Dingin mendekat.
Dua dari mesin ini dipindahkan ke Government Communications Headquarters (GCHQ) yang saat itu baru dibentuk dan yang lainnya dihancurkan. Akibatnya, mesin ini tidak dicantumkan dalam berbagai sejarah komputasi. Salinan yang telah direkonstruksi dari salah satu mesin Colossus sekarang dipamerkan di Bletchley Park.
Pada tahun 1943, Amerika Serikat mulai membangun ENIAC (Electronic Numerical Integrator dan Computer), yang merupakan komputer elektronik pertama yang bisa diprogram di Amerika Serikat. Meskipun ENIAC mirip dengan Colossus namun jauh lebih cepat dan lebih fleksibel. Mesin ini merupakan perangkat Turing-complete dan bisa menghitung setiap masalah yang akan masuk ke dalam memory.
Seperti Colossus, sebuah “program” pada ENIAC didefinisikan oleh kondisi dari kabel patch dan switch, jauh berbeda dari program yang tersimpan pada mesin elektronik yang akan datang nantinya. Setelah program ditulis, program harus diatur ke dalam mesin secara mekanik dengan mengatur ulang colokan dan switch secara manual. ENIAC menggabungkan kecepatan tinggi elektronik dengan kemampuan untuk bisa diprogram untuk menangani berbagai masalah yang kompleks. ENIAC bisa menambah atau mengurangkan 5000 kali per detik, seribu kali lebih cepat dari mesin lain.
ENIAC juga memiliki modul untuk mengalikan, membagi, dan akar kuadrat. Memory kecepatan tinggi dibatasi hingga 20 kata (sekitar 80 bytes). Dibangun di bawah arahan John Mauchly dan J. Presper Eckert di Universitas Pennsylvania, pengembangan dan pembangunan ENIAC berlangsung dari 1943 sampai beroperasi sepenuhnya pada akhir 1945.
Mesin berukuran besar, dengan berat 30 ton, menggunakan 200 kilowatt tenaga listrik dan berisi lebih dari 18.000 tabung vakum, 1.500 relay, dan ratusan ribu resistor, kapasitor, dan induktor. Salah satu prestasi keahlian utamanya adalah untuk meminimalkan efek tabung burnout, yang merupakan masalah umum dalam kehandalan mesin pada waktu itu. Mesin ini hampir terus-menerus digunakan selama sepuluh tahun ke depan.
Stored-Program Computer (Komputer yang menyimpan instruksi-instruksi program di memory elektronik)
Menurut catatan sejarah komputer, mesin-mesin komputasi awal memiliki program yang konstan. Misalnya, sebuah meja calculator merupakan program komputer yang konstan. Program ini dapat melakukan matematika dasar, tetapi tidak dapat digunakan sebagai pengolah kata atau konsol game. Mengubah program dari sebuah mesin program konstran (fixed-program) membutuhkan pengkabelan ulang (re-wiring), penataan ulang (re-structuring), atau perancangan ulang mesin.
Komputer diawal-awal penciptaannya tidak begitu banyak yang “diprogram” saat mereka sedang “dirancang”. “Pemrograman Ulang” merupakan proses yang melelahkan, dimulai dengan flowchart dan paper notes, diikuti dengan rancangan mesin yang rinci, dan kemudian proses pengkabelan ulang secara fisik yang cukup sulit dan pembangunan ulang mesin.
Dengan adanya usulan tentang stored-program computer hal ini berubah, sebuah stored-program computer berisi rancangan sebuah instruction set dan dapat menyimpan sebuah set instruksi (program) yang merinci perhitungan di memory.
1. Teori
Teori dasar komputer stored program dibuat oleh Alan Turing dalam paper-nya, On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (1936). Pada tahun 1945 Turing bergabung dengan National Physical Laboratory dan mulai bekerja untuk mengembangkan sebuah komputer digital stored-program elektronik. Laporannya pada tahun 1945 “Proposed Electronic Calculator” merupakan spesifikasi pertama untuk perangkat tersebut.
Sementara itu, John von Neumann di University of Pennsylvania juga mengedarkan First Draft of a Report on the EDVAC-nya pada tahun 1945. Meskipun secara substansial mirip dengan rancangan Turing dan mengandung rincian mesin yang agak sedikit, arsitektur komputer yang diuraikan dikenal sebagai “von Neumann architecture“.
Turing mempresentasikan sebuah makalah yang lebih rinci kepada Komite Eksekutif National Physical Laboratory (NPL) pada tahun 1946, memberikan rancangan yang cukup lengkap pertama dari sebuah stored-program computer, sebuah perangkat yang dia disebut Automatic Computing Engine (ACE).
Namun, rancangan John von Neumann EDVAC lebih terkenal, yang telah mengetahui pekerjaan teoritis Turing, menerima publisitas yang lebih, meskipun dasarnya tidak lengkap dan kurang dipertanyakan dari atribusi sumber dari beberapa ide.
Turing merasa bahwa kecepatan dan ukuran memory sangat penting dan dia mengusulkan memory berkecepatan tinggi yang saat ini disebut 25 KB, diakses pada kecepatan 1 MHz. ACE menerapkan panggilan subroutine , sedangkan EDVAC tidak, dan ACE juga menggunakan Abbreviated Computer Instructions, yang merupakan bentuk awal dari bahasa pemrograman.
2. Manchester “Baby”
sejarah komputer, manchester small-scale experimental machine
Manchester Small-Scale Experimental Machine (SSEM), disebut Baby adalah stored-program computer pertama. Menurut sejarah komputer, Baby dibangun di Victoria University of Manchester oleh Frederic C. Williams, Tom Kilburn dan Geoff Tootill, dan menjalankan program pertamanya pada 21 Juni 1948.
Mesin ini tidak dimaksudkan sebagai komputer praktis tapi malah dirancang sebagai testbed untuk Williams tube, Perangkat penyimpanan digital random-access pertama. Diciptakan oleh Freddie Williams dan Tom Kilburn di University of Manchester pada tahun 1946 dan 1947, ini merupakan sebuah cathode ray tube yang menggunakan efek yang disebut secondary emission untuk menyimpan data biner elektronik untuk sementara, dan telah berhasil digunakan di beberapa komputer awal.
Meskipun komputer ini dianggap “kecil dan primitif” menurut standar zamannya, baby adalah mesin pertama yang mengandung semua elemen penting untuk komputer elektronik modern. Begitu SSEM menunjukkan kelayakan rancangannya, sebuah proyek dimulai di universitas untuk mengembangkannya menjadi komputer yang lebih bermanfaat, Manchester Mark 1. Mark 1 pada akhirnya menjadi prototipe untuk Ferranti Mark 1, komputer untuk tujuan umum pertama di dunia yang tersedia secara komersial.
SSEM memiliki panjang kata 32-bit dan memory 32 kata. Karena dirancang untuk menjadi stored-program computer sesederhana mungkin, satu-satunya operasi aritmatika yang diimplementasikan dalam perangkat keras adalah subtraction (pengurangan) dan negation (negasi), operasi aritmatika lainnya diimplementasikan dalam perangkat lunak.
Tiga program yang pertama ditulis untuk mesin ini menemukan proper divisor pembagi yang tepat dari 218 (262.144), sebuah perhitungan yang dikenal akan memakan waktu lama untuk dijalankan, dan membuktikan kehandalam komputer, dengan menguji setiap bilangan bulat 218 – 1 kebawah, adalah pembagian yang dilaksanakan oleh pengurangan berulang dari pembagi.
Program ini terdiri dari 17 instruksi dan berjalan selama 52 menit sebelum mencapai jawaban yang benar dari 131.072, setelah itu SSEM telah melakukan 3,5 juta operasi (untuk sebuah kecepatan CPU yang efektif 1.1 kIPS).
3. Manchester Mark 1
Mesin percobaan dikirim untuk pengembangan Manchester Mark 1 di Universitas Manchester. Pekerjaan dimulai pada bulan Agustus tahun 1948, dan versi pertama beroperasi pada bulan April 1949; sebuah program yang ditulis untuk mencari bilangan prima Mersenne berjalan tanpa error selama sembilan jam pada malam 16/17 Juni 1949. Operasi sukses mesin ini secara luas dilaporkan dalam pers Inggris, menggunakan istilah “electronic brain” dalam menggambarkannya kepada pembacanya.
Komputer ini sangat penting secara historis karena termasuk perintis index registers, sebuah inovasi yang memberikan kemudahan bagi sebuah program untuk membaca secara berurutan melalui susunan (array) kata-kata dalam memory. Tiga puluh empat paten yang dihasilkan dari pengembangan mesin ini, dan banyak ide-ide di balik perancangannya telah dimasukkan dalam produk komersial berikutnya seperti IBM 701 dan 702 serta Ferranti Mark 1.
Pimpinan Desainer, Frederic C. Williams dan Tom Kilburn, menyimpulkan dari pengalaman mereka dengan Mark 1 bahwa komputer akan digunakan lebih banyak dalam peranan ilmiah dibanding dalam matematika murni. Pada tahun 1951 mereka mulai mengerjakan pembangunan pada Meg, penerus Mark 1, yang akan menyertakan sebuah floating point unit.
4. EDSAC
Pesaing lainnya untuk menjadi yang pertama dikenali sebagai stored-program computer digital modern dalam sejarah komputer adalah EDSAC, dirancang dan dibangun oleh Maurice Wilkes dan timnya di University of Cambridge Mathematical Laboratory di Inggris University of Cambridge pada tahun 1949. Mesin ini terinspirasi oleh First Draft of a Report on the EDVAC milik John von Neumann dan merupakan salah satu penggunaan stored-program computer digital elektronik pertama yang beroperasi secara penuh.
EDSAC menjalankan program pertamanya pada tanggal 6 Mei 1949, ketika menghitung tabel kuadrat dan daftar bilangan prima. EDSAC juga dijadikan sebagai dasar untuk komputer pertama yang digunakan secara komersial, LEO I, yang digunakan oleh perusahaan manufaktur makanan J. Lyons & Co. Ltd. EDSAC 1 dan akhirnya ditutup pada tanggal 11 Juli tahun 1958, yang telah digantikan oleh EDSAC 2 yang tetap digunakan sampai tahun 1965.
The “brain” [computer] may one day come down to our level [of the common people] and help with our income-tax and book-keeping calculations. But this is speculation and there is no sign of it so far.
– Koran Inggris The Star dalam sebuah artikel berita Juni 1949 tentang komputer EDSAC, jauh sebelum era personal computer.
5. EDVAC
Penemu ENIAC John Mauchly dan J. Presper Eckert mengusulkan pembangunan EDVAC pada bulan Agustus tahun 1944, dan desain pengerjaan untuk EDVAC dimulai di Moore School of Electrical Engineering milik University of Pennsylvania, sebelum ENIAC beroperasi secara penuh.
Desain ini menerapkan sejumlah perbaikan arsitektur dan logis penting yang disusun selama pembangunan ENIAC, dan kecepatan tinggi serial access memory. Namun, Eckert dan Mauchly meninggalkan proyek dan pembangunannya menggelepar.
Mesin ini akhirnya dikirim ke Ballistics Research Laboratory Tentara Amerika di Aberdeen Proving Ground pada bulan Agustus 1949, namun karena sejumlah masalah, komputer baru mulai beroperasi pada tahun 1951, dan kemudian hanya secara terbatas.
6. Komputer Komersial
sejarah komputer, Ferranti Mark 1
Tercatat dalam sejarah komputer bahwa komputer komersial pertama adalah Ferranti Mark 1, dibangun oleh Ferranti dan dikirim ke University of Manchester pada bulan Februari 1951. Mesin ini dibagun berdasarkan pada Manchester Mark 1. Perbaikan utama pada Manchester Mark 1 berada di ukuran primary storage (menggunakan random access Williams tube), secondary storage (menggunakan magnetic drum), penggandaan kecepatan, dan instruksi-instruksi tambahan. Waktu siklus dasar adalah 1.2 milidetik, dan perkalian dapat diselesaikan dalam waktu sekitar 02.16 milidetik.
Pengali menggunakan hampir seperempat dari 4.050 tabung vakum mesin (katup). Mesin kedua dibeli oleh University of Toronto, sebelum desain direvisi menjadi Mark 1 Star. Setidaknya tujuh mesin ini kemudian dikirim antara tahun 1953 dan 1957, salah satunya dikirim ke laboratorium Shell di Amsterdam.
Pada bulan Oktober 1947, direktur J. Lyons & Company, sebuah perusahaan katering terkenal Inggris untuk kedai teh, dengan ketertarikan yang kuat dalam teknik manajemen kantor barunya, memutuskan untuk mengambil peran aktif dalam mempromosikan pengembangan komputer komersial. Komputer LEO I mulai beroperasi pada bulan April 1951 dan menjalankan rutinitas pekerjaan komputer kantor pertama di dunia. Pada tanggal 17 November 1951, perusahaan J. Lyons memulai operasi mingguan dari sebuah toko roti menggunakan LEO (Lyons Electronic Office).
Pada bulan Juni 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer) dikirimkan ke U.S. Census Bureau (Biro Sensus Amerika Serikat). Remington Rand akhirnya menjual 46 mesin dengan masing-masing lebih dari US $ 1 juta ($ 9.230.000 pada 2017). UNIVAC merupakan komputer yang “diproduksi secara masal” pertama. Mesin ini menggunakan 5.200 tabung vakum dan mengkonsumsi 125 kW daya. Penyimpanan utamanya adalah serial-access mercury delay lines mampu menyimpan 1.000 kata dari 11 digit desimal tanda plus (72-bit kata).
IBM memperkenalkan komputer yang lebih kecil dan lebih terjangkau pada tahun 1954 yang terbukti sangat populer. IBM 650 beratnya lebih dari 900 kg, power supply yang terpasang berat sekitar 1.350 kg dan keduanya disimpan di lemari terpisah sekitar 1,5 meter dengan 0,9 meter dengan 1,8 meter. Harganya US $ 500.000 ($ 4.460.000 pada 2017) atau dapat disewa untuk US $ 3.500 per bulan ($ 30 ribu pada 2017).
Memory drumnya semula 2.000 kata sepuluh digit, kemudian dikembangkan ke 4.000 kata. keterbatasan memory seperti ini bertujuan untuk mendominasi pemrograman selama beberapa dekade sesudahnya. Instruksi-instruksi program yang dikirim dari drum berputar (spinning drum) sebagai kode yang dijalankan.
Eksekusi Efisien menggunakan memory drum yang disediakan oleh kombinasi arsitektur perangkat keras: format instruksi termasuk alamat dari instruksi berikutnya; dan software: Symbolic Optimal Assembly Program, SOAP, instruksi yang ditugaskan ke alamat optimal (sebisa mungkin dengan analisis dari statis sumber (source) program). Akibatnya banyak Instruksi yang, bila diperlukan, yang terletak di baris berikutnya dari drum untuk dibaca dan menunggu waktu tambahan untuk rotasi drum tidak diperlukan.
7. Microprogramming
Pada tahun 1951, ilmuwan Inggris Maurice Wilkes mengembangkan konsep microprogramming dari suatu kesadaran bahwa central processing unit komputer dapat dikendalikan oleh sebuah program komputer yang sangat khusus dan kecil dalam ROM yang berkecepatan tinggi. Microprogramming memungkinkan instruksi dasar diatur untuk dibatasi atau dikembangkan dengan built-in program (sekarang disebut firmware atau microcode).
Konsep ini sangat menyederhanakan pengembangan CPU. Dia pertama kali menggambarkannya di Konferensi Pelantikan Komputer University of Manchester pada tahun 1955. Konsep ini secara luas digunakan dalam CPU dan floating-point unit mainframe dan komputer lain, konsep ini sudah diimplementasi untuk pertama kalinya dalam EDSAC 2, yang juga menggunakan beberapa “bit slices” yang identik untuk menyederhanakan desain. Dapat saling dipertukarkan, tabung rakitan yang dapat diganti ini digunakan untuk setiap bit dari prosesor.
8. Penyimpanan Magnetik
sejarah komputer, Magnetic core memory
Pada tahun 1954, magnetic core memory (memory inti magnetik) dengan cepat menggeser sebagian besar bentuk lain dari penyimpanan sementara, termasuk Williams tube. Penyimpanan magnetik mendominasi bidangnya selama pertengahan tahun 1970-an. Fitur utama dari sistem UNIVAC I Amerika tahun 1951 adalah implementasi jenis baru yang diciptakan dari pita magnetik logam, dan unit pita berkecepatan tinggi, untuk penyimpanan non-volatile. pita magnetik masih digunakan di banyak komputer.
Pada tahun 1952, IBM mengumumkan mesin pengolah data elektronik IBM 701, kesuksesan yang pertama seri 700/7000 dan komputer mainframe IBM yang pertama. IBM 704, diperkenalkan pada tahun 1954, menggunakan memory inti magnetik, yang menjadi standar untuk mesin besar. IBM memperkenalkan unit penyimpanan disk pertama, IBM 350 RAMAC (Random Access Method of Accounting and Control) pada tahun 1956. Menggunakan lima puluh 24-inch (610 mm) disk metal, dengan 100 track per sisi, penyimpanan disk ini mampu menyimpan 5 megabyte Data dengan biaya US $10.000 per megabyte ($90 ribu pada tahun 2017).
Komputer Transistor (Komputer yang menggunakan Transistor)
sejarah komputer, bipolar junction transistor
Salah satu peristiwa penting dalam sejarah komputer adalah dengan ditemukannya Transistor. Transistor bipolar ditemukan pada tahun 1947. Dari tahun 1955 dan seterusnya transistor menggantikan vacuum tube dalam rancangan komputer, sehingga mengantar komputer ke “generasi kedua”. Awalnya perangkat yang tersedia hanya germanium point-contact transistors.
Dibandingkan dengan vacuum tube, transistor memiliki banyak keunggulan diantaranya lebih kecil, dan membutuhkan daya yang lebih sedikit dibandingkan dengan vacuum tube sehingga menimbulkan lebih sedikit panas. Transistor junction silikon jauh lebih dapat diandalkan dibandingkan vacuum tube dan tahan lama. Komputer transistor bisa berisi puluhan ribu sirkuit logika biner dalam ruang yang relatif rapat.
Transistor sangat mengurangi ukuran komputer, biaya awal, dan biaya operasi. Biasanya, komputer generasi kedua yang terdiri dari sejumlah besar printed circuit boards (papan sirkuit cetak) seperti IBM Standard Modular System yang masing-masing membawa satu hingga empat logic gates atau flip-flops.
Di Universitas Manchester, sebuah tim di bawah kepemimpinan Tom Kilburn merancang dan membangun mesin yang tidak lagi menggunakan valves tetapi transistor yang baru saja dikembangkan. Awalnya perangkat yang tersedia hanya germanium point-contact transistors, kurang bisa diandalkan dibandingkan dengan valves yang telah diganti namun mengkonsumsi daya yang jauh lebih sedikit.
Komputer transistor (transistorised computer) mereka yang juga merupakan yang pertama di dunia, mulai beroperasi pada tahun 1953 dan versi kedua selesai pada bulan April 1955. Versi tahun 1955 menggunakan 200 transistor, 1.300 dioda solid-state , dan memiliki konsumsi daya 150 watt. Namun, mesin menggunakan valves untuk menghasilkan bentuk gelombang 125 kHz clock dan di sirkuit-nya untuk membaca dan menulis pada memory magnetik drum-nya (drum memory), jadi komputer ini bukanlah komputer pertama yang sepenuhnya menggunakan transistor. Berbeda dengan yang masuk ke Harwell CADET pada tahun 1955, dibangun oleh divisi elektronik Atomic Energy Research Establishment di Harwell.
Desain ini menampilkan sebuah penyimpanan drum memory (memory drum) magnetik 64-kilobyte dengan beberapa kepala yang bergerak yang telah dirancang di National Physical Laboratory, UK. Pada tahun 1953, tim ini memiliki operasi sirkuit transistor untuk membaca dan menulis pada drum magnetik yang lebih kecil dari Royal Radar Establishment. Mesin ini menggunakan clock speed yang rendah, hanya 58 kHz agar tidak perlu menggunakan katup apapun untuk menghasilkan bentuk gelombang clock.
CADET menggunakan 324 point-contact transistor yang disediakan oleh perusahaan Inggris Standard Telephones and Cables, 76 transistor junction digunakan untuk amplifier tahap pertama untuk data yang dibaca dari drum, karena point-contact transistor terlalu bising. Dimana selama ini sering dilakukan menjalankan komputer terus-menerus selama 80 jam atau lebih. Masalah dengan kehandalan batch awal titik kontak dan paduan transistor junction berarti bahwa mean time between failure (waktu rata-rata mesin antara timbulnya kerusakan) adalah sekitar 90 menit, namun hal ini membaik setelah bipolar junction transistor yang lebih handal tersedia.
Desain Komputer transistor diadopsi oleh perusahaan engineering lokal Metropolitan-Vickers pada Metrovick 950 mereka, komputer transistor komersial pertama. Enam Metrovick 950 dibangun, yang pertama selesai pada tahun 1956. Mesin ini berhasil menyebar dalam berbagai departemen perusahaan dan digunakan selama sekitar lima tahun.
Sebuah komputer generasi kedua, IBM 1401, merebut sekitar sepertiga dari pasar dunia. IBM 1401 diinstal lebih dari sepuluh ribu antara tahun 1960 dan 1964.
1. Peripheral Transistor
Elektronik bertransistor yang ditingkatkan tidak hanya CPU (Central Processing Unit), tetapi juga perangkat periferal. Disk data storage unit generasi kedua mampu menyimpan puluhan juta huruf dan angka. Disamping itu unit penyimpanan fixed disk, terhubung ke CPU melalui transmisi data berkecepatan tinggi, yang merupakan unit penyimpanan data removable disk. Satu pak removable disk dapat dengan mudah ditukar dengan pak lain dalam beberapa detik. Bahkan jika kapasitas removable disk lebih kecil dari fixed disk, pertukarannya menjamin kuantitas data yang hampir tak terbatas. Pita magnetik menyediakan kemampuan arsip untuk data, dengan biaya yang lebih rendah daripada disk.
Banyak CPU generasi kedua mendelegasikan komunikasi perangkat periferal untuk prosesor sekunder. Misalnya, saat komunikasi prosesor mengendalikan card reading and punching, CPU utama mengeksekusi perhitungan dan branch instructions biner. Satu databus akan menanggung data antara CPU utama dan memory inti pada fetch-execute cycle CPU, dan databus lainnya biasanya akan melayani perangkat periferal.
Pada PDP-1, waktu siklus memory inti adalah 5 mikrodetik; karenanya intruksi-intruksi yang paling aritmatika mengambil 10 mikrodetik (100.000 operasi per detik) karena sebagian besar operasi mengambil setidaknya dua siklus memory; satu untuk instruksi, satu untuk mengambil data operand.
Pada waktu unit remote terminal generasi kedua (sering dalam bentuk Teleprinter seperti Friden Flexowriter) terlihat penggunaan yang sangat meningkat. Koneksi telepon menyediakan kecepatan yang cukup untuk terminal jarak jauh awal dan memungkinkan pemisahan ratusan kilometer antara remote terminal dan pusat komputasi. Pada akhirnya jaringan komputer yang berdiri sendiri ini akan digeneralisasi ke dalam sebuah jaringan interkoneksi jaringan, Internet.
2. Superkomputer
University of Manchester Atlas pada Januari 1963
Awal tahun 1960-an terlihat munculnya superkomputer. Atlas Computer sebuah pengembangan bersama antara University of Manchester, Ferranti, dan Plessey, dan pertama kali diinstal di Universitas Manchester dan secara resmi beroperasi pada tahun 1962 sebagai salah satu superkomputer pertama di dunia. Dalam sejarah komputer dikatakan bahwa superkomputer ini dianggap sebagai komputer terkuat di dunia pada saat itu. Dikatakan bahwa setiap kali Atlas offline setengah dari kapasitas komputer United Kingdom hilang. Atlas merupakan mesin generasi kedua, menggunakan transistor germanium diskri. Atlas juga mempelopori Atlas Supervisor, “dianggap oleh banyak orang sebagai sistem operasi modern pertama yang dapat dikenal”.
Di Amerika Serikat, sejumlah komputer di Control Data Corporation (CDC) yang dirancang oleh Seymour Cray dengan menggunakan desain inovatif dan paralelisme untuk mencapai kinerja puncak komputasi superior. CDC 6600, dirilis pada tahun 1964, secara umum dianggap sebagai superkomputer pertama. CDC 6600 mengungguli pendahulunya, IBM 7030 Stretch, sekitar faktor tiga. Dengan kinerja sekitar 1 megaFLOPS, CDC 6600 merupakan komputer tercepat di dunia dari tahun 1964 hingga 1969, meskipun melepaskan status tersebut ke penggantinya, CDC 7600.
Sirkuit Terpadu (Integrated Circuit atau IC)
Kemajuan besar berikutnya dalam sejarah perkembangan komputer adalah dengan munculnya Integrated Circuit (IC). Bedasarkan catatan sejarah komputer, Ide tentang integrated circuit pertama kali disusun oleh seorang ilmuwan radar yang bekerja untuk Royal Radar Establishment dari Departemen Pertahanan United Kingdom, Geoffrey W.A. Dummer. Dummer memperkenalkan gambaran umum pertama dari integrated circuit di Simposium (suatu pertemuan untuk membahas topik tertentu) tentang Kemajuan Kualitas Komponen Elektronik di Washington, D.C. pada 7 Mei 1952
IC praktis pertama diciptakan oleh Jack Kilby di Texas Instruments dan Robert Noyce di Fairchild Semiconductor. Kilby mencatat ide awalnya mengenai IC pada bulan Juli tahun 1958, dan berhasil mendemonstrasikan contoh IC pertama pada 12 September 1958.
Dalam aplikasi patennya dari 6 Februari 1959, Kilby menggambarkan perangkat barunya sebagai “sebuah tubuh material semikonduktor dimana semua komponen sirkuit elektronik sepenuhnya terintegrasi”. Pelanggan pertama untuk penemuan ini adalah Angkatan Udara AS. Noyce juga mendapatkan ide sendiri untuk sebuah IC setengah tahun kemudian setelah Kilby. Chip-nya memecahkan banyak masalah praktis yang mana chip milik Kilby tidak bisa pecahkan. Diproduksi di Fairchild Semiconductor, chip ini terbuat dari silikon, sedangkan chip milik Kilby terbuat dari germanium.
Setelah Tahun 1960 (berdasarkan IC)
Menurut catatan sejarah komputer, ledakan dalam penggunaan komputer dimulai dengan komputer “Generasi Ketiga”, memanfaatkan penemuan independen IC (atau microchip) milik Jack St. Clair Kilby dan Robert Noyce. Hal ini menyebabkan penemuan mikroprocessor. Meskipun topik yang pasti tentang perangkat mana yang merupakan mikroprosesor pertama kontroversial, antara lain disebabkan karena kurangnya kesepakatan tentang definisi yang tepat untuk istilah “mikroprosesor”, namun secara luas tidak terbantahkan bahwa chip mikroprosesor tunggal pertama adalah Intel 4004 yang dirancang dan diwujudkan oleh Ted Hoff, Federico Faggin, dan Stanley Mazor di Intel.
Meskipun IC mikroprosesor awal hanya berisi prosesor, yaitu central processing unit komputer, pengembangan progresifnya secara alami menyebabkan chip yang berisi sebagian besar atau semua bagian internal elektronik sebuah komputer.
sejarah komputer, Intel 8742
Sirkuit terpadu pada gambar diatas, misalnya, Intel 8742, merupakan mikrokontroler 8-bit yang mencakup CPU yang berjalan pada 12 MHz, 128 byte RAM, 2048 bytes dari EPROM, dan I/O di chip yang sama.
Selama tahun 1960-an ada tumpang tindih antara teknologi generasi kedua dan ketiga. IBM menginplementasikan modul IBM Solid Logic Technology-nya pada hybrid circuits (sirkuit hibrida) untuk IBM System/360 pada tahun 1964. Sampai akhir tahun 1975 Sperry Univac melanjutkan pembuatan mesin generasi kedua seperti UNIVAC 494. Burroughs large systems seperti B5000 yang merupakan stack machine, yang memungkinkan untuk pemrograman yang lebih sederhana. Pushdown automaton ini juga diterapkan di komputer mini dan kemudian mikroprosesor, yang mempengaruhi desain bahasa pemrograman.
Minikomputer berfungsi sebagai pusat komputer yang murah untuk industri, bisnis dan universitas. Menjadi mungkin untuk mensimulasikan sirkuit analog dengan simulation program with integrated circuit emphasis, atau SPICE (1971) pada minicomputer, salah satu program untuk electronic design automation (EDA). Mikroprosesor membawa perkembangan mikrokomputer, komputer yang kecil dan murah yang bisa dimiliki oleh individu dan usaha kecil. Mikrokomputer yang pertama muncul pada tahun 1970-an, tersebar secara luas pada tahun 1980-an dan seterusnya.
Meskipun sistem tertentu yang dianggap sebagai mikrokomputer pertama diperdebatkan, karena ada beberapa sistem hobbyist unik yang dikembangkan berdasarkan pada Intel 4004 dan penerusnya, Intel 8008. Microcomputer kit pertama yang tersedia secara komersial adalah Intel 8080 berbasis Altair 8800, yang diumumkan di sampul artikel Popular Electronics pada januari 1975.
Namun, ini merupakan sistem yang sangat terbatas pada tahap awalnya, hanya memiliki 256 byte DRAM dalam paket awalnya dan tidak ada input-output kecuali switch pengalih dan LED register display. Meskipun demikian, hal ini pada awalnya secara mengejutkan menjadi populer, dengan beberapa ratus penjualan di tahun pertama, dan permintaan melampaui pasokan dengan cepat. Beberapa vendor pihak ketiga awal seperti Cromemco dan Processor Technology segera mulai memasok tambahan hardware S-100 bus untuk Altair 8800.
Pada bulan April 1975 di Hannover Fair, Olivetti menghadirkan P6060, sistem komputer pribadi lengkap pertama di dunia. Central processing unit terdiri dari dua kartu, dengan kode nama PUCE1 dan PUCE2, dan tidak seperti kebanyakan komputer pribadi lainnya, komputer ini dibangun dengan komponen TTL, bukannya mikroprosesor. Mesin ini memiliki satu atau dua floppy disk drive 8″, 32-karakter plasma display, 80-kolom grafis thermal printer, 48 Kbytes RAM, dan bahasa BASIC. Beratnya 40 kg (88 lb). Sebagai sistem yang lengkap, hal ini merupakan langkah penting dari Altair, meskipun tidak pernah mencapai kesuksesan yang sama dalam persaingan dengan produk sejenis dengan IBM yang memiliki floppy disk drive eksternal.
Dari tahun 1975 sampai 1977, sebagian besar mikrokomputer, seperti MOS Technology KIM-1, Altair 8800, dan beberapa versi Apple I, dijual sebagai kit untuk kemudian dirakit sendiri. Sistem pra-dirakit tidak memperoleh banyak peminat hingga tahun 1977, dengan diperkenalkannya Apple II, Tandy TRS-80, dan Commodore PET. Komputasi berevolusi dengan arsitektur mikro, dengan fitur tambahan dari komputer-komputer yang berukuran lebih besar, sekarang mikrokomputer menjadi dominan di sebagian besar pangsa pasar.
NeXT Computer dan tools pengembangan object-oriented nya dan libraries yang digunakan oleh Tim Berners-Lee dan Robert Cailliau di CERN untuk mengembangkan software web server pertama di dunia, CERN httpd, dan juga digunakan untuk menulis web browser pertama, WorldWideWeb. Fakta-fakta ini, bersama dengan hubungan dekat dengan Steve Jobs, menjamin 68030 NeXT sebuah tempat dalam sejarah sebagai salah satu komputer yang paling penting sepanjang sejarah.
Sistem yang rumit seperti komputer yang memerlukan kehandalan yang sangat tinggi. ENIAC tetap berada di atas, terus beroperasi dari 1947 hingga 1955, selama delapan tahun sebelum ditutup. Meskipun tabung vakum bisa gagal, akan diganti tanpa mematikan sistem. Dengan strategi sederhana untuk tidak pernah menutup ENIAC, kegagalan berkurang secara dramatis.
Komputer pertahanan udara vacuum tube SAGE menjadi sangat handal, dipasang secara berpasangan, satu off-line, tabung kemungkinan gagal saat komputer tersebut dengan sengaja dijalankan pada daya rendah untuk menemukannya. Hot-pluggable hard disk, seperti tabung vakum hot-pluggable dari masa lampau, melanjutkan tradisi perbaikan selama operasi kontinyu. Memory semikonduktor tidak memiliki kesalahan secara rutin ketika beroperasi, meskipun sistem operasi seperti Unix telah mengerjakan tes memory pada start-up untuk mendeteksi kegagalan hardware. Sekarang ini, kebutuhan kinerja yang handal dibuat bahkan lebih ketat bila server farms adalah platform pengiriman.
Google telah mengatur hal ini dengan menggunakan software fault-tolerant untuk pulih dari kegagalan hardware, dan bahkan bekerja pada konsep mengganti seluruh server farms dengan cepat, saat service event.
Di abad ke-21, CPU multi-core mulai tersedia secara komersial. Content-addressable memory (CAM) telah menjadi cukup murah untuk digunakan dalam jaringan, dan sering digunakan untuk chip memory cache pada mikroprosesor modern, Meski belum ada sistem komputer yang mengimplementasikan hardware CAM untuk digunakan dalam bahasa pemrograman.
Saat ini, CAMs (atau associative arrays) pada software merupakan pemrograman bahasa tertentu (programming-language-specific). Susunan sel memory semikonduktor merupakan struktur yang sangat teratur, dan produsen membuktikan proses di atasnya, hal ini memungkinkan penurunan harga pada produk memory. Selama tahun 1980, CMOS logic gates berkembang menjadi perangkat yang bisa dibuat secepat jenis sirkuit lainnya, oleh karena itu konsumsi daya komputer dapat diturunkan secara drastis. Berbeda dengan menarik arus terus menerus dari gerbang berdasarkan logika jenis lain, gerbang CMOS hanya menarik arus yang penting selama “transition” antara kondisi logik, kecuali kebocoran.
Hal ini telah memungkinkan komputasi menjadi komoditas yang sekarang ada di mana-mana, tertanam dalam berbagai bentuk, dari greeting card, telephone hingga satellite. Thermal design power yang hilang selama operasi telah menjadi sama pentingnya dengan kecepatan operasi komputasi. Pada tahun 2006 server mengonsumsi 1,5% dari total anggaran energi AS, Konsumsi energi komputer data center diharapkan dua kali lipat menjadi 3% dari konsumsi dunia pada tahun 2011.
SoC (system on a chip) bahkan telah lebih dipadatkan dari IC ke dalam satu chip, SoCs memungkinkan ponsel dan PC untuk menyatu ke perangkat mobile nirkabel genggam. Hardware dan software komputer bahkan telah menjadi metafora untuk eksploitasi alam semesta
Sumber Klik Disini
No comments: