MAKALAH ARSITEKTUR dan ORGANISASI KOMPUTER

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.LATAR BELAKANG

 Arsitektur Komputer membahas hal-hal yang berkaitan dengan atribut-atribut yang terlihat atau yang dipertimbangkan oleh pemogram dan yang memiliki dampak langsung pada eksekusi logis sebuah program. Dengan kata lain arsitektur computer membahas masalah-masalah yang berkaitan dengan fungsi komponen-komponen computer.

Contoh atribut arsitektural adalah :

a.       set instruksi

b. representasi data atau jumlah bit yang digunakan untuk merepresentasikan jenis data (missal:bilangan, karakter, dll)

c.       Mekanisme input/output (I/O)

d.      Teknik Pengalamatan memori

Organisasi Komputer membahas bagaimana semua fungsi-fungsi computer tersebut dapat diimplementasikan. Jadi, organisasi computer membahas hal-hal yang berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang mereliasasikan spesifikasi arsitektural. Dengan kata lain, organisasi computer membahas masalah-masalah yang berkaitan dengan struktur computer.

Sebagai contoh apakah suatu computer yang memmiliki instruksiperkalian merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah persoalan organisasional Dimana instruksi itu akan diimplementasikan dengan unit pengali khusus atau dengan dengan suatu mekanisme yang menggunakan pengulangan dari penambahan unit system merupakan hal organisasional. Kepustusan organisasional mungkin didasarkan pada frekuensi antisipasi dari penggunaan intruksi perkalian, kecepatan relative dari dua buah pendekatan dan harga, serta ukuran fisik dari unit perkalian khusus.

Dalam kelompok komputer yang disebut mikrokontroler, hubungan antara arsitektur dan organisasi sangat erat. Perubahan teknologi tidak hanya mempengaruhi organisasi tetapi juga membawa dampak dalam pengenalan kekuatan dan arsitektur yang lebih kompleks. Biasannyam ada kekurangan uang diharapkan kompatibelitas dari generasi ke generasi pada mesin yanglebih kecil.sebaliknya, ada ketergantungan  antara keputusan organisasi dan rancangan arsitektur.

1.2. RUMUSAN MASALAH

a.       Apakah yang dimaksud dengan organisasi dan arsitektur komputer?

b.      Bagaimana struktur komputer?

c.       Bagaimana fungsi dari suatu perangkat yang ada di komputer?

d.      Bagaimana evolusi yang terjadi pada komputer hingga sekarang?

e.       Bagaimana kinerja suatu komputer?

1.3. TUJUAN

a.       Menjelaskan tentang Organisasi & Arsitektur Komputer 

b.      Menjelaskan tentang struktur dan fungsi komputer

c.       Menjelaskan tentang evolusi dan kinerja komputer

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. STRUKTUR DAN FUNGSI

Komputer adalah sebuah sistem yang kompleks. Struktur komputer didefinisikan sebagai cara-cara dari tiap komponen saling terkait. Struktur sebuah komputer secara sederhana, dapat digambarkan dalam diagram blok pada Gambar a. Sedangkan fungsi komputer didefinisikan sebagai operasi masing-masing komponen sebagai bagian dari struktur. Adapun fungsi dari masing-masing komponen dalam struktur tersebut adalah sebagai berikut:

2.1.1.      Input Device (Alat Masukan)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer. Input device adalah alat yang digunakan untuk menerima input dari luar sistem, dan dapat berupa signal input atau maintenance input. Di dalam sistem komputer, signal input berupa data yang dimasukkan ke dalam system komputer, sedangkan maintenance input berupa program yang digunakan untuk mengolah data yang dimasukkan. Dengan demikian, alat input selain digunakan untuk memasukkan data juga untuk memasukkan program. Beberapa alat input mempunyai fungsi ganda, yaitu disamping sebagai alat input juga berfungsi sebagai alat output sekaligus. Alat yang demikian disebut sebagai terminal. Terminal dapat dihubungkan kesistem komputer dengan menggunakan kabel langsung atau lewat alat komunikasi. Terminal dapat digolongkan menjadi non intelligent terminal, smart terminal, dan intelligent terminal. Non intelligent terminal hanya berfungsi sebagai alat memasukkan input dan penampil output, dan tidak bisa diprogram karena tidak mempunyai alat pemroses. Peralatan seperti ini juga disebut sebagai dumb terminal. Smart terminal mempunyai alat pemroses dan memori di dalamnya sehingga input yang terlanjur dimasukkan dapat dikoreksi kembali. Walaupun demikian, terminal jenis ini tidak dapat diprogram oleh pemakai, kecuali oleh pabrik pembuatnya. Sedangkan intelligent terminal dapat diprogram oleh pemakai. Peralatan yang hanya berfungsi sebagai alat input dapat digolongkan menjadi alat input langsung dan tidak langsung. Alat input langsung yaitu input yang dimasukkan langsung diproses oleh alat pemroses,

Sedangkan alat input tidak langsung melalui media tertentu sebelum suatu input diproses oleh alat pemroses. Alat input langsung dapat berupa papan ketik (keyboard), pointing device (misalnya mouse, touch screen, light pen, digitizer graphics tablet), scanner (misalnya magnetic ink character recognition, optical data reader atau optical character recognition reader), sensor (misalnya digitizing camera), voice recognizer (misalnya microphone). Sedangkan alat input tidak langsung misalnya keypunch yang dilakukan melalui media punched card (kartu plong), key-to-tape yang merekam data ke media berbentuk pita (tape) sebelum diproses oleh alat pemroses, dan key-to-disk yang merekam data ke media magnetic disk (misalnya disket atau harddisk) sebelum diproses lebih lanjut. 

1. Keyboard

Merupakan alat input standart yang diperlukan dalam setiap PC. Komponen ini tidak mengalami perkembangan yang pesat. Hanya dalam konektor dalam PC nya saja yang mengalami perkembangan. Dimulai dengan keyboard XT, keyboard PS2, keyboard USB dan yang baru berkembang sekarang ini adalah keyboard wireless.

 

2. Mouse

Mouse merupakan komponen input yang sanagt diperlukan jika menggunakan sistem operasi grafis. Mouse lebih banyak eprkembangannya dari pada keyboard. Muali dari mouse serial, mouse PS/2, mouse scroll, dan saat mouse optik 

2.1.2.      Output Device (Alat Keluaran)

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara. Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses selanjutnya dari komputer. Peralatan output dapat berupa: 

1. Hard-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film. Contoh hard-copy devicce

2. Soft-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan image pada media lunak yang berupa sinyal elektronik.

3. Drive device atau driver, yaitu alat yang digunakan untuk merekam simbol dalam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin pada media seperti magnetic disk atau magnetic tape. Alat ini berfungsi ganda, sebagai alat output dan juga sebagai alat input. Sekarang media penyimpan yang berkembang adalah disk rive, hard disk, CD-ROM/CD-RW.

2.1.3.      I/O Ports 

Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. I/O Port juga biasa disebut dengan bagian interface (antar muka) karena peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini. 

2.1.4.      CPU (Central Processing Unit) 

CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data, dan CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer.

CPU merupakan tempat pemroses instruksi-instruksi program, yang ada komputer mikro disebut dengan micro-processor (pemroses mikro). Pemroses ini berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC. Dalam dunia dagang, pemroses ini diberi nama sesuai dengan keinginan pembuatnya dan umumnya ditambah dengan nomor seri, misalnya dikenal pemroses Intel 80486 DX2-400 (buatan Intel dengan seri 80486 DX2-400 yang dikenal dengan komputer 486 DX2), Intel Pentium 100 (dikenal dengan komputer Pentium I), Intel Pentium II-350, Intel Pentium III-450, Intel Celeron 333, AMD K-II, dan sebagainya. Masing-masing produk ini mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. 

2.1.5.   Memori 

a. Random Access Memory (RAM)

Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di memori utama, khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh pemrogram. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu:

• Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.
• Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diakses.
• Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.
• Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.

Input yang dimasukkan melalui alat input akan ditampung terlebih dahulu di input storage. Bila input tersebut berupa program maka akan dipindahkan ke program storage, dan bila berbentuk data maka akan dipindahkan ke working storage. Hasil dari pengolahan juga ditampung terlebih dahulu di working storage dan bila akan ditampilkan ke alat output maka hasil tersebut dipindahkan ke output storage. 

b. Read Only Memory (ROM)
 

Dari namanya, ROM hanya dapat dibaca sehingga pemrogram tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program. Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali sistem komputer diaktifkan. Proses mengaktifkan komputer pertama kali ini disebut dengan booting, yang dapat berupa cold booting atau warm booting. Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem computer pertama kali untuk mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer mati (off) menjadi hidup (on). Sedangkan warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat komputer masih hidup dengan cara menekan tiga tombol tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt, dan Del. Proses ini biasanya dilakukan bila sistem computer macet, daripada harus mematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali. Instruksi-instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau firmware karena hardware dan software dijadikan satu oleh pabrik pembuatnya. Isi dari ROM ini tidak boleh hilang atau rusak karena bila terjadi demikian, maka system komputer tidak akan bisa berfungsi. Oleh karena itu, untuk mencegahnya maka pabrik pembuatnya merancang ROM sedemikian rupa sehingga hanya bisa dibaca, tidak dapat diubah-ubah isinya oleh orang lain. Selain itu, ROM bersifat non volatile supaya isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan.

Pada kasus yang lain memungkinkan untuk merubah isi ROM, yaitu dengan cara memprogram kembali instruksi-instruksi yang ada didalamnya. ROM jenis ini berbentuk chip yang ditempatkan pada rumahnya yang mempunyai jendela di atasnya. ROM yang dapat diprogram kembali adalah PROM (Programmable Read Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu kali dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang. Disamping itu, ada juga EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali. 

2.1.6.      Data Bus

Adalah jalur-jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing-masing saluran hanya dapat membawah 1 bit data, maka jumlah saluran menetukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menetukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bldirectional, artinya CPU dapat membaca dan menerima data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 paralel.

2.1.7.      Address Bus

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca. Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

2.1.8.      Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. terdiri dari 4 sampai 10 jalur paralel.

         2.2.      EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER

Perkembangan  komputer  meliputi  peningkatan kecepatan processor, penyusutan ukuran  komponen,  peningkatan  ukuran memori  dan  peningkatan  kapasitas  serta kecepatan I/O. 

SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER

Berdasarkan perkembangan teknologi komputer, maka perkembangannya dapat kita

begi menjadi 2 bagian yaitu :

a. Sebelum tahun 1940.

b. Setelah tahun 1940.

2.2.1.   Sebelum tahun 1940

Sejak dahulu kala, proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia. Manusia  menggunakan  jari  untuk mengenali dan membilang nomor  satu hingga sepuluh. Selepas  itu mereka mulaI mengenali nomor-nomor  yang  lebih  besar  tetapi  masih menggunakan digit-digit dari 0 hingga 9. Ahli-ahli perniagaan dari negeri China, Turki  dan  Yunani  menggunakan  abakus (sempoa) untuk melakukan perhitungan.  Pada  tahun  1617,  John  Napier mengemukakan  perhitungan  logaritma  dan menemukan  alat  yang  disebut  tulang  Napier (Napier’s bones).

Manusia juga menemukan alat-alat mekanik dan elektronik untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Blaise  Pascal  mencipta  mesin perhitungan  mekanikal  pertama  pada  tahun 1642.  Mesin  ini  beroperasi  dengan menggerakkan  gear  pada  roda.  Pascal  juga telah  banyak menyumbang  ide  dalam  bidang matematika.

Dan awal mula komputer yang sebenarnya dibentuk oleh seorang professor matematika Inggris, Charles Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage memperhatikan kesesuaian alam antara mesin mekanik dan matematika, mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan, sedang matematika membutuhkan repetisi sederhana dari suatu langkah-langkah tertentu. Masalah tersebut kemudian berkembang hingga menempatkan mesin mekanik sebagai alat untuk menjawab kebutuhan mekanik. Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan persamaan differensil. Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program,  dapat melakukan kalkulasi serta mencetak hasilnya secara otomatis, bisa menyelesaikan  masalah  perhitungan matematika  seperti  logaritma  secara mekanikal  dengan  tepat  sampai  dua  puluh digit. Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun, Babbage tiba-tiba terinspirasi untuk memulai membuat komputer general-purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine. Asisten Babbage, Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Anlytical Engine kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dlam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980, 4 Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya. Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu perforasi untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Sensus sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungan. Dengan berkembangnya populasi, Biro  tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus. Pada masa berikutnya, beberapa insinyur membuat p enemuan baru lainnya. Vannevar Bush (1890-1974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan differensial di tahun 1931. Mesin tersebut dapat menyelesaikan persamaan differensial kompleks yang selama ini dianggap rumit oleh kalangan akademisi. Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan.

Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang menerapkan aljabar Boolean pada sirkuit elektrik. Pendekatan ini didasarkan pada hasil kerja George Boole (1815-1864) berupa sistem biner aljabar, yang menyatakan bahwa setiap persamaan matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau salah. Howard  Aiken  memperkenalkan penggunaan  mesin  elektromakenikal  yang disebut dengan nama Mark I pada tahun 1937. Bentuknya besar dan berat serta mengandungi kabel wayer  yang  panjang. Semua  operasi  di dalam  komputer  dijalankan  oleh  tenaga elektromagnetik. Dengan mengaplikasikan kondisi benar-salah ke dalam sirkuit listrik dalam bentuk terhubung-terputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer elektrik pertama di tahun 1940. Namun proyek mereka terhenti karena kehilangan sumber pendanaan.

Bagaimanapun juga alat pengolah data dari sejak jaman purba sampai saat ini bisa kita golongkan ke dalam 4 golongan besar.

1. Peralatan manual: yaitu peralatan pengolahan data yang sangat sederhana, dan faktor terpenting dalam pemakaian alat adalah menggunakan tenaga tangan manusia.
2. Peralatan Mekanik: yaitu peralatan yang sudah berbentuk mekanik yang digerakkan dengan tangan secara manual
3. Peralatan Mekanik Elektronik: Peralatan mekanik yang digerakkan oleh secara otomatis oleh motor elektronik
4. Peralatan Elektronik: Peralatan yang bekerjanya secara elektronik penuh

Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejah dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik. Saat ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan. Komputer yang ada sekarang memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar perhitungan matematik biasa. Diantaranya adalah sistem komputer di kassa supermarketyang mampu membaca kode barang belanjaan, sentral telepon yang menangani jutaanpanggilan dan komunikasi, jaringan komputer dan internet yang menghubungkan berbagai tempat di dunia.

2.2.2.   Setelah tahun 1940

            Perkembangan komputer setelah tahun 1940 dibagi lagi menjadi 5 generasi.

1.      Komputer generasi pertama

Komputer generasi pertama ini menggunakan tabung vakum untuk memproses dan menyimpan data. Ia menjadi cepat panas dan mudah terbakar, oleh karena itu beribu-ribu tabung vakum diperlukan untuk menjalankan operasi keseluruhan komputer. Ia juga memerlukan banyak tenaga elektrik yang menyebabkan gangguan elektrik di kawasan sekitarnya dan ukuran  komputer  generasi pertama  ini  sangat  besar . Komputer generasi pertama ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam menyelesaikan masalah perhitungan dengan cepat dan tepat. Beberapa computer generasi pertama :

1. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator )

NIAC (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. ENIAC  digunakan  oleh  BRL untuk  kepentingan  perang  sampai dengan tahun1955. Setelah itu, ENIAC tidak lagi digunakan. Komputer generasi ini sudah mulai menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.

Gambar : ENIAC Computer

2. EDVAC Computer.

Von  Neumann  mencetuskan  ide  mengenai  konsep  stored-program (program  penyimpanan)  sebagai pengembangan  dari  ENIAC.  Idenya tersebut  dipublikasikan  dalam  bentuk proposal  pada  tahun  1945  dengan nama  EDVAC  (Electronic  Discrete Variable Computer). Pada  tahun  1946  Von Neumann  bersama  koleganya  mulai mendesain  komputer  baru  dengan konsep  program penyimpanan, dimana  kemudian  dikenal  dengan sebutan  komputer  IAS  (Computer  of Institute  for Advanced Studies) karena dikembangkan di Computer of Institute for Advanced Studies.  Pada  tahun  1952  IAS  computer meskipun belum  lengkap namun sudah  memenuhi  kegunaannya  sebagai komputer yang berbasis konsep stored-program.

Gambar : EDVAC Computer

Secara  umum,  struktur  dari komputer IAS adalah sebagai berikut:

a)      Memori  utama,  untuk  menyimpan data dan intruksi.

b)      Arithmetic Logic Unit  (ALU), untuk mengolah data binner 

c)      Control  Unit,  untuk  melakukan interpretasi  instruksi  -  instruksi  di dalam  memori  sehingga  adanya eksekusi instruksi tersebut 

d)     I/0,  untuk  berinteraksi  dengan lingkungan luar  

3. EDSAC COMPUTER

EDSAC (Electonic Delay Storage Automatic Calculator) memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung untuk menyimpan data. 

Gambar : EDSAC Computer

4. Komputer  Komersial  (Commersial Computer)

Tahun  1950  dianggap  sebagai  tahun  kelahiran  industri  komputer  dengan  munculnya  2  buahperusahaan 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.

Gambar : UNIVAC

2. Komputer Generasi Kedua

Pada tahun 1947, Transistor ditemukan  di Lab. Bell oleh William Shockley . Penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tabung vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya.

Dimana transistor  memiliki  spesifikasi  sebagai berikut:

ü  Lebih kecil

ü  Lebih ringan

ü  Disipasi daya lebih rendah

ü  Solid State device

ü  Terbuat dari silikon Silicon (Sand)

Yang  termasuk  dalam  komputer generasi kedua antara lain: 

1. IBM 7094

IBM 7094 memiliki  konfigurasi sebagai berikut:

IBM  7094  dibuat  dengan tujuan  kemampuannya  semakin meningkat,  kapasitasnya  semakin besar, dan biayanya semakin kecil. 

2.   DEC PDP 1

Digital  Equipment Corporation (DEC)  tahun  1957  meluncurkan komputer pertamanya yaitu PDP 1

3. Komputer Generasi Ketiga

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Pada ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan computer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

4. Komputer Generasi Keempat

Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas: mengecilkan ukuran sirkuit dan komponenkomponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal. Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer. Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik.Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dn mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor. Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan- perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer- komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram. Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit di tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit di tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65 juta PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop). IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan pasar komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena mempopulerkan sistem grafis pada10 komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer yang berbasis teks. Macintosh juga mempopulerkan penggunaan piranti mouse. Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat. Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Komputer jaringan memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas. Dengan menggunakan perkabelan langsung (disebut juga local area network, LAN), atau kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.

 Pada  komputer  generasi  ini sudah memanfaatkan mikroprocessors. 

 PERKEMBANGAN MICROPROCESSOR
    1971 - 4004

• Microprocessor pertama
• Semua  komponen  CPU  adalah single chip
•  4bit

Diikuti  dengan munculnya  8008  tahun 1972  

•       8bit

1974 – 8080 

•       Intel adalah mikroprosessor dengan kegunaan umum

5. Komputer generasi kelima ( masa depan )

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi. Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek computer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia.

2.2.3.   PERANCANGAN KINERJA 

Kinerja  sebuah  sistem  komputer  merupakan  hasil  proses  dari  seluruh  komponen komputer,  yang melibatkan CPU, memori  utama, memori  sekunder,  bus,  peripheral. Dari  segi perkembangan program aplikasipun sangat menakjubkan. Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat ini meliputi : 

·         Pengolahan citra 

·         Pengenalan voice atau pembicaraan 

·         Video conference 

·         Mulitimedia 

·         Transfer data 

Yang menakjubkan  lagi  adalah  dari  sudut  pandang  organisasi  dan  arsitektur  komputer saat  ini  adalah  mirip  dengan  komputer  IAS  yang  dibuat  sekitar  50  tahun  lalu,  namun perkembangan  dan  kecanggihannya  dapat  kita  rasakan  sekarang  ini.  Peningkatan  kinerja mikroprosesor  ini  terus  berlanjut  tidak  kenal  henti  dengan  berbagai  teknik  yang  telah dikembangkan, diantaranya : 

·         Branch Prediction, teknik dimana prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam software dan melakukan prediksi percabangan  atau kelompok  instruksi yang akan dieksekusi berikutnya. 

·         Data Flow Analysis, prosesor akan menganalisa instruksi – instruksi yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi. 

·         Speculative Execution, dengan modal prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat melakukan eksekusi spekulatif terlebih dahulu sebelum waktunya. 

Perkembangan mikroprosesor, dilihat dari kapasitas operasi dan kecepatannya sangatlah pesat. Perkembangan mikroprosesor ini sulit diimbangi oleh komponen lainnya semisal memori. Hal  ini  menimbulkan  masalah  kesenjangan  dan  kurang  sinkronnya  operasi  antar  komponen. Organisasi dan arsitektur komputer yang handal sangat diperlukan untuk mengatasi persoalan seperti ini. 

Terdapat beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi antara mikroprosesor dengan komponen lainnya, diantaranya : 

·         Meningkatkan  jumlah bit yang dicari pada suatu saat  tertentu dengan melebarkan DRAM dan melebarkan lintasa sistem busnya. 

·         Mengubah  antarmuka DRAM  sehingga  lebih  efisien dengan menggunakan  teknik  cache  atau pola buffer lainnya pada keping DRAM. 

·         Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus – bus yang lebih cepat untuk buffering dan membuat struktur aliran data. 

Bidang  lain  yang  menjadi  fokus  kajian  peningkatan  kinerja  sistem  komputer  adalah penanganan  perangkat  –  perangkat  I/O.  Masalah  yang  terjadi  hampir  sama  dengan  memori. Teknik penyelesaian yang digunakan umumnya adalah teknik buffering dan caching.  Target yang  ingin dicapai dalam peningkatan kinerja  adalah  tercapainya keseimbangan proses operasi antar komponen – komponen penyusun komputer sehingga menghasilkan kinerja komputer yang tinggi.   

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. 

BAB III

PENUTUP

3.1.Kesimpulan

Komputer PC terdiri dari tiga bagian utama, yaitu bagian input, proses, dan output. Setiap bagian terdiri dari beberapa komponen yang saling mendukung. Setiap komponen pada PC mempunyai spesifikasi tertentu dan kegunaan/fungsi khusus. Evolusi computer telah ditandai dengan peningkatan kecepatan prossesor, pengurangan  ukuran komponen, peningkatan kapasitas memori, dan peningkatan kapasitas dan kecepatan I/O. Satu factor yang berpengaruh besar dalam dalam peningkatan kecepatan prossesor adalah dengan peyusutan ukuran komponen prossesor mikro, hal ini mengurangi jarak antara komponen dan karenanya dapat meningkatkan kecepatan. Bagaimanapun, keuntungan sebenarnya dalam kecepatan terakhir ini telah datang di organisasi prossesor termasuk penggunaan yang berat dalam pipelining dan teknik eksekusi pararel dan penggunaan teknik eksekusi yang bersifat spekulasi  yang mengakibatkan  eksekusi berikutnya bersifat sementara  yang mungkin diperlukan.

Selanjutnya didalam suatu permasalahan  kritis dalam merancang system computer adalah menjaga keseimbangan kinerja dar berbagai unsur-unsur,sehingga menghasilkan kinerja  dalam datu bidang tidaklah mempengaruhi suatu bidang yang lain. Kinerja  sebuah  sistem  komputer  merupakan  hasil  proses  dari  seluruh  komponen komputer,  yang melibatkan CPU, memori  utama, memori  sekunder,  bus,  peripheral. Dari  segi perkembangan program aplikasipun sangat menakjubkan. 

3.2.Saran 

Didalam penulisan makalah tentang komputer ada baiknya menggunakan rujukan yang paling baru, karena sifat teknologi setiap harinya bahkan setiap detiknya mengalami perubahan. Dengan bahan rujukan  yang terbaru diharapkan informasi-informasi yang didapat juga informasi yang terbarukan.

DAFTAR PUSTAKA

• Kadir Abdul dan Terra Ch.Triwahyuni,Pengenalan Teknologi Informasi,Andi Riyanto Yogyakarta :2005.
• Stallings William, Organisasi & Arsitektur Komputer Edisi 6, 2004, PT.INDEKS Kelompok GRAMEDIA.
• Naskan, S.Kom. Pertemuan II - Evolusi dan Kinerja Komputer, Organisasi & Arsitektur Komputer,2009.
• http://ratnaroom.files.wordpress.com/2008/04/evolusi-dan-kinerja-komputer-orkom11.pdf
• http://elesys.fsaintek.unair.ac.id/admin/makalah/computer-history.pdf
• http://www.masaguz.com/search/EVOLUSI+DAN+KINERJA+MIKROPROSESOR