1. Sejarah Singkat Komputer
1.1 Generasi Pertama
: Tabung Vakum (1945
– 1955) ENIAC
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), pada tahun 1946 dirancang
dan dibuat
oleh John Mauchly
dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum
pertama di dunia. ENIAC dibuat di bawah lembaga
Army’s Ballistics Research Laboratory (BRL). Sebuah badan yang
bertanggung jawab dalam pembuatan jarak
dan tabel lintasan
peluru
kendali senjata
baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan
oleh
kurang lebih 200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan matematis peluru
kendali yang memakan waktu
lama.
ENIAC mempunyai berat 30 ton, bervolume 15.000 kaki persegi, dan berisi lebih dari
18.000 tabung
vakum. Daya
listrik
yang dibutuhkan
sebesar
140
KW. Kecepatan operasi mencapai 5.000 operasi penambahan per detik. ENIAC
masih merupakan mesin desimal, representasi data bilangan dalam bentuk desimal dan arimetiknya dibuat dalam
bentuk desimal.
Memorinya terdiri atas 20
akumulator, yang
masing
– masing akumulatornya mampu
menampung 10 digit desimal. Setiap digit direpresentasikan oleh cincin yang terdiri atas 10 buah
tabung vakum.
Kekurangan
utama
mesin ini
adalah masih manual
pemrogramannya, yaitu dengan
menyetel switch
–
switch, memasang dan menanggalkan kabel
– kabelnya. ENIAC
selesai pada tahun 1946 sejak
proposal diajukan tahun 1943, sehingga tahun
1946 merupakan gerbang bagi zaman baru
komputer elektronik.
Tahun 1946
komputer dengan stored-program concept dipublikasikasikan, yang
kemudian di kenal dengan Komputer IAS (Computer of Institute for Advanced
Studies). Struktur komputer IAS terlihat pada gambar 2.1.
Komputer ini terdiri :
• Memori Utama,
untuk menyimpan data maupun
instruksi.
• Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah
data
binner.
• Control
Unit, untuk melakukan interpretasi
instruksi –
instruksi di dalam memori
sehingga adanya eksekusi instruksi tersebut.
• I/O,
untuk berinteraksi dengan
lingkungan luar.
Memori IAS terdiri atas 1.000 lokasi penyimpanan yang disebut word. Word terdiri atas
Struktur detail komputer
IAS disajikan dalam gambar 2.3. Gambar ini
menjelaskan bahwa baik unit kontrol maupun ALU berisi lokasi – lokasi penyimpanan, yang
disebut register, yaitu :
• Memory Buffer Register (MBR), berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau
digunakan untuk menerima word dari memori.
• Memory Address Register (MAR), untuk menentukan alamat word di memori untuk dituliskan
dari
MBR atau dibaca oleh MBR.
• Instruction Register (IR),
berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan dieksekusi.
• Instruction Buffer Register (IBR), digunakan untuk
penyimpanan sementara instruksi sebelah
kanan word di dalam memori.
• Program Counter (PC), berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang
akan
diambil dari
memori.
• Accumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), digunakan untuk penyimpanan
sementara
operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil
perkalian
2 buah bilangan
40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti (most significant bit) disimpan dalam AC dan 40 bit
lainnya (least significant bit) disimpan dalam MQ.
IAS beroperasi
secara
berulang
membentuk siklus
instruksi. Komputer
IAS
memiliki
21
instruksi,
yang
dapat dikelompokkan seperti berikut ini :
• Data tranfer, memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU
atau
antara dua register ALU sendiri.
• Unconditional branch,
perintah – perintah eksekusi percabangan
tanpa syarat tertentu.
• Conditional branch, perintah – perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat tertentu agar dihasilkan
suatu
nilai dari percabangan tersebut.
• Arithmetic, kumpulan
operasi – operasi yang dibentuk oleh ALU.
• Address Modify, instruksi –
instruksi yang memungkinkan
pengubahan alamat saat di komputasi
sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.
Komputer Komersial
Tahun
1950 dianggap sebagai tahun kelahiran industri komputer dengan munculnya 2 buah
perusahaan
yang
saat itu mendominasi pasar,
yaitu
Sperry dan IBM.
Tahun 1947, Eckert dan Mauchly mendirikan Eckert-Mauchly Computer Corporation untuk
memproduksi komputer secara komersial. Komputer pertama yang
mereka hasilkan adalah
UNIVAC I (Universal Automatic Computer). UNIVAC I menjadi tulang punggung
penghitungan sensus tahun 1950 di USA.
UNIVAC II
yang
memiliki kapasitas memori lebih besar dan kinerja yang lebih baik diluncurkan tahun 1950. Mulai saat itu perusahaan telah mengembangkan produk – produk baru
yang kompatibel dengan produk sebelumnya sehingga pangsa
pasar konsumen mereka
tetap
terjaga menggunakan
produknya.
IBM pun tidak mau kalah dengan mengeluarkan produk mereka yang
akhirnya mendominasi pangsa pasar bisnis saat ini.
Seri
IBM pertama adalah
seri 701 tahun
1953 dan terus berkembang menjadi lebih baik hingga sekarang.
1.2 Generasi Kedua
: Transistor (1955
– 1965)
Sejak pesatnya teknologi semikonduktor hingga
menghasilkan
komponen
transistor
membawa perubahan
besar pada dunia komputer. Komputer era ini tidak lagi menggunakan tabung
vakum
yang memerlukan daya
operasional
besar,
tabung
– tabung itu
digantikan
komponen kecil bernama transistor. Konsumsi daya listrik amat kecil dan bentuknyapun relatif
kecil.
Transistor ditemukan di Bell Labs pada tahun 1947 dan tahun
1950 telah meluncurkan revolusi elektronika modern. IBM sebagai perusahaan pertama yang
meluncurkan produk
komputer dengan transistor sehingga tetap mendominasi pangsa pasar komputer. NCR
dan RCA
adalah perusahaan yang mengembangkan komputer berukuran kecil saat itu, kemudian diikuti IBM dengan mengeluarkan
seri 7000-nya.
Dengan adanya
transistor membuat hardware komputer saat itu
makin cepat
prosesnya, lihat Tabel 2.1. Memori makin besar kapasitasnya namun makin kecil bentuknya. Generasi dua
ini
juga terdapat perubahan perkembangan pada ALU yang
makin kompleks, lahirnya bahasa pemrograman
tingkat tinggi maupun
tersedianya software sistem operasi.
Generasi kedua juga ditandai
munculnya Digital Equipment Corporation (DEC) tahun
1957
dan meluncurkan komputer pertamanya, yaitu PDP 1. Komputer ini sangat penting bagi perkembangan komputer generasi ketiga.
Tabel 2.1 Kecepatan Generasi – Generasi Komputer
|
Gen
|
Tahun
|
Teknologi
|
Kec (operasi/detik)
|
|
1
|
1946 – 1957
|
Tabung Vakum
|
40.000
|
|
2
|
1958 – 1964
|
Transistor
|
200.000
|
|
3
|
1965 – 1971
|
Small and medium scale integration
|
1.000.000
|
|
4
|
1972 – 1977
|
Large scale integration
|
10.000.000
|
|
5
|
1978 -
|
Very large scale integration
|
100.000.000
|
IBM 7094
Komputer ini diluncurkan tahun 1962. Kemajuan IBM 7094
adalah adanya Instruction Backup
Register (IBR) yang berfungsi membeffer instruksi berikutnya, efeknya komputer akan lebih cepat prosesnya. Unit kontrol mengambil dua word yang berdampingan dari
memori untuk
sebuah pengambilan instruksi, kecuali bila terjadi percabangan.
Kemajuan IBM 7094 lainnya adalah adanya multiplexor untuk memultiplex data channel (saluran data). Multiplexor berfungsi sebagai sentral switch data yang akan diproses dalam
CPU.
Gambar 2.5 merupakan
konfigurasi IMB 7094.
1.3 Generasi Ketiga :
Integrated Circuits (1965
– 1980)
Pada tahun 1958 terjadi revolusi elektronika
kembali, yaitu ditemukannya integrated
circuit (IC) yang merupakan penggabungan komponen – komponen elektronika dalam suatu
paket. Dengan ditemukan IC ini semakin mempercepat proses komputer,
kapasitas memori makin
besar dan bentuknya semakin
kecil.
IBM System/360
Tahun
1964 dikeluarkan IBM System/360 yang telah menggunakan teknologi IC. Dalam satu
dekade IBM menguasai 70% pasaran komputer.
Sistem 360 merupakan
kelompok komputer
pertama
yang terencana. Banyak model dalam arsitektur 360 ini dan saling kompatibel. Hal ini sangat menguntungkan konsumen, karena
konsumen dapat menyesuaikan
dengan kebutuhan maupun harganya.
Pengembangan (upgrading)
dimungkinkan dalam komputer ini.
Karakteristik komputer kelompok ini adalah
:
• Set Instruksi
Mirip atau
Identik,
dalam kelompok komputer
ini berbagai model
yang dikeluarkan menggunakan set instruksi yang sama sehingga mendukung
kompabilitas sistem maupun
perangkat kerasnya.
• Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang
menguntungkan konsumen
sehingga apabila
kebutuhan
menuntut
penggantian
komputer tidak kesulitan
dalam sistem operasinya karena sama.
• Kecepatan yang meningkat, model – model yang ditawarkan mulai dari kecepatan rendah sampai kecepatan
tinggi untuk penggunaan
yang
dapat disesuaikan
konsumen sendiri.
• Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh
semakin
besar memori yang digunakan.
• Harga yang meningkat,
semakin tinggi modelnya maka harganya semakin
mahal.
Tabel 2.2 Karakteristik Penting Kelompok System/360
|
Karakteristik
|
Model 30
|
Model 40
|
Model 50
|
Model 65
|
Model 75
|
|
Ukuran memori (Kb)
|
64
|
256
|
256
|
512
|
512
|
|
Laju data dari meori (Mbytes/det)
|
0.5
|
0.8
|
2.0
|
8.0
|
16.0
|
|
Prosesor cycle time (µdetik)
|
1.0
|
0.625
|
0.5
|
0.25
|
0.2
|
|
Jumlah maksimum data channel
|
3
|
3
|
4
|
6
|
6
|
|
Data maks per channel
(Kbps)
|
250
|
400
|
800
|
1250
|
1250
|
DEC
PDP-8
Pada
tahun yang sama saat IBM mengeluarkan System/360, DEC meluncurkan DEC PDP-8. Komputer ini memiliki keunggulan
bentuknya yang kecil sehingga sangat fleksibel digunakan.
PDP-8
juga memiliki varian – varian
yang modelnya
sama dengan IBM System/360
untuk menyesuaikan kebutuhan pelanggannya. Dengan hadirnya PDP-8 ini membawa DEC sebagai
perusahaan menyuplai komputer mini terbesar membawa DEC sebagai pabrik komputer terbesar
kedua setelah IBM.
Arsitektur PDP-8 sangat berbeda
dengan IBM terutama bagian sistem bus. Pada komputer ini menggunakan omnibus system. Sistem
ini
terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang terpisah, yang
digunakan untuk membawa sinyal – sinyal kontrol, alamat maupun
data. Karena semua
komponen menggunakan jalur bus ini maka
penggunaannya dikontrol oleh CPU. Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer –
komputer modern
selanjutnya. Struktur bus PDP-8
terlihat pada gambar 2.6.
1.4 Generasi Keempat : Very
Large Scale Integration (1980
- ????)
Era keempat perkembangan genarasi komputer ditandai adanya VLSI. Paket VLSI dapat menampung 10.000 komponen lebih per kepingnya dengan
kecepatan operasi mencapai
100juta operasi per detiknya. Gambar 2.7 mengilustrasikan perkembangan
mikroprosesor Pentium terhadap jumlah
transistor per kepingnya.
Masa – masa ini diawali peluncuran mikroprosesor
Intel seri 4004. Mikroprosesor 4004 dapat menambahkan dua bilangan 4 bit dan hanya dapat mengalikan dengan
cara
pengulangan penambahan. Memang
masih primitif, namun mikroprosesor ini tonggak perkembangan mikroprosesor – mikroprosesor canggih saat ini. Tidak ada ukuran pasti dalam
melihat
mikroprosesor,
namun ukuran terbaik adalah lebar bus data : jumlah bit data yang dapat dikirim – diterima mikroprosesor. Ukuran
lain
adalah jumlah bit dalam register.
Tahun 1972 diperkenalkan dengan mikroprosesor 8008 yang
merupakan mikroprosesor 8
bit.
Mikroprosesor ini lebih kompleks instruksinya tetapi
lebih cepat
prosesnya
dari pendahulunya. Kemudian Bells dan HP menciptakan mikroprosesor 32 bit pada 1981, sedangkan Intel baru
mengeluarkan tahun
1985 dengan mikroprosesor 80386.
Tabel 2.3 Evolusi mikroprosesor Intel
|
Feature
|
8008
|
8080
|
8086
|
80386
|
80486
|
|
Tahun diperkenalkan
Jumlah instruksi Lebar
bus alamat Lebar bus data
Jumlah flag
Jumlah register Memori
I/O port
Waktu add register to register
|
1972
66
8
8
4
8
15KB
24
-
|
1974
111
16
8
5
8
64KB
256
1.3µ det
|
1978
133
20
16
9
16
1MB
64KB
0.3µ det
|
1985
154
32
32
14
8
4GB
64KB
0.125µ det
|
1989
235
32
32
14
8
4GB
4GB
0.06µ det
|
2. Contoh Evolusi Komputer
Evolusi komputer yang akan dijelaskan adalah kelompok komputer Pentium Intel dan
PowerPC. Alasannya adalah komputer Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara
teknologi menggunakan rancangan CISC
(complex instruction set
computers) dalam
arsitekturnya. Sedangkan PowerPC merupakan kelompok komputer yang
menerapkan teknologi
RISC (reduced instruction set computers). Detail tentang CISC dan RISC akan dijelaskan
dalam matakuliah
Arsitektur CPU.
Pentium
Pentium
merupakan produk Intel yang mampu mendominasi pasaran prosesor hingga saat ini. Generasi demi generasi diluncurkan ke pasaran dengan kenaikan unjuk kerja yang
menakjubkan
dalam memenuhi kebutuhan konsumennya.
Berikut evolusi prosesor keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor keluaran saat ini:
• 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama keluaran
Intel dengan
mesin
8 bit dan bus data ke memori juga 8 bit.
Jumlah instruksinya
66 instruksi dengan kemampuan
pengalamatan 16KB.
•
8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi.
Jumlah instruksi mencapai
111 dan kemampuan
pengalamatan ke memori 64KB.
• 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086,
kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan
133 instruksi.
• 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan
mesin
32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu.
• 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada teknologi cache memori dan pipelining
instruksi. Sudah dilengkapi dengan
math co-processor.
• Pentium,
dikeluarkan tahun
1993, menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi secara paralel.
• Pentium
Pro,
keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasi superscalar untuk
proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem
cache memori yang makin
canggih.
• Pentium
II,
keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan
teknologi RISC.
• Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point untuk menangani grafis 3D.
• Pentium IV,
kemampuan floating point dan
multimedia semakin
canggih.
• Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating
point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128 interger register.
PowerPC
Proyek sistem
RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini
hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990
IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang
merupakan mesin RISC superskalar
workstation. Setelah ini arsitektur
IBM
lebih
dikenal sebagai
arsitektur POWER.
IBM menjalin
kerja sama dengan
Motorola
menghasilkan
mikroprosesor seri 6800,
kemudian Apple menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat ini terdapat 4 kelompok PowerPC,
yaitu
:
• 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat.
• 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601
namun lebih murah
untuk keperluan efisien.
• 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan
komputer low-end server dan
komputer desktop.
• 620, ditujukan
untuk penggunaan high-end server.
Mesin
dengan arsitektur 64
bit.
• 740/750, seri dengan
cache L2.
• G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat
dan menggunakan 8 instruksi paralel.
Post a Comment