Definisi komputer memiliki arti yang luas dan berbeda untuk orang yang berbeda

Definisi komputer memiliki arti yang luas dan berbeda untuk orang yang berbeda.

Istilah komputer (computer) diambil dan bahasa latin computare yang berarti menghitung (to comput atau to reckon).Berikut ini akan diberikan beberapa definisi tentang komputer yang disajikan oleh beberapa buku komputer.

Menurut buku Computer Today (Donald H. Sanders)

Komputer adalah sistem elektronik untuk memanipulasi data yang cepat dan tepat serta dirancang dan diorganisasikan supaya secara otomatis menerima dan menyimpan data input, memprosesnya. dan menghasilkan output di bawah pengawasan suatu langkah-langkah atau instruksi-instruksi program yang tersimpan di memori (stored pogram).Menurut buku Computer Organization (V.C.Hamacher, Z.GVranesc. S.G.Zaky)

Komputer adalah mesin penghitung elektrik yang cepat dapat menerima informasi input digital, memprosesnya sesuai dengan suatu program yang tersimpan dimemorinya (stored program) dan menghasilkan output informasi.

Menurut buku Introduction to the Computer, The Tool of Business

Komputer adalah suatu pemroses data (data processor) yang dapat melakukan perhitungan yang besar dan cepat, termasuk perhitungan aritmatika yang besar atau operasi logika, tanpa campur tangan dari manusia yang mengoperasikan selama pemrosesan (definisi ini diambil dari American National Standard Institute dan telah didiskusikan serta telah disetujui dalam suatu pertemuan International Organization for Standarization Technical Committe)Dari beberapa definisi di atas, dapat disimpulkan bahwa komputer adalah :

alat elektronik

dapat menerima input data

dapat mengolah data

dapat memberikan informasi

menggunakan suatu program yang tersimpan di memori komputer (stored program)

dapat menyimpsri program dan hasil pengolahan.

bekerja secara otomatis.

Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah data untuk menghasilkan informasi. Supaya tujuan pokok tersebut terlaksana, maka harus ada elemen-elemen yang mendukungnya. Elemen-elemen tersebut adalah :

Perangkat keras (hardware), adalah peralatan sistem komputer yang secara fisik terlihat dan dapat dijamah.

Perangkat lunak (software), adalah program yang berisi perintah-perintah (barisan instruksi) untuk melakukan pengolahan data yang harus dijalankan oleh sistem komputer. Program dapat berupa utilitas atau aplikasi.

Brainware, adalah manusia yang terlibat di dalam mengoperasikan serta mengatur sistem komputer.

Ketiga elemen sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuk satu kesatuan. Hardware tanpa adanya software tidak akan berfungsi seperti yang diharapkan dan hanya berupa benda mati saja. Software yang akan mengoperasikan hardware-nya. Hardware yang sudah. didukung oleh software, juga tidak akan berfungsi kalau tidak ada manusia yang akan mengoperasikannya.

Supaya komputer dapat digunakan untuk mengolah data, maka harus dibentuk suatu sistem yang disebut sistem komputer (computer system). Sistem adalah jaringan dari elemen-elemen yang saling berhubungan, membentuk satu kesatuan untuk melaksanakan suatu tujuan pokok dari sistem tersebut.

3. Generasi Komputer dan Ciri-Ciri

Berikut ini akan dijelaskan secara urnum tentang generasi komputer serta ciri-ciri dari masing-masing generasi komputer tersebut.

Generasi Pertama : Vacuum TubeWalaupun komputer sebelum tahun 1946 sudah elektronik, tetapi tidak dimasukkan sebagai komputer generasi pertama. Komputer generasi pertama dimulai pada tahun 1946. Yang termasuk komputer generasi pertama ini adalah komputer elektronik yang menggunakan konsep stored program (operasi komputer dikontrol oleh program yang disimpan di memori komputer, sedang komputer elektronik sebelumnya program tidak dapat disimpan di memori komputer, hanya tiap-tiap instruksi dibacakan ke komputer).

Stored program merupakan suatu konsep yang cukup dramatis. Dengan stored program, tidak perlu merubah isi komponen dalam komputer untuk masing-masing aplikasi baru yang berbeda. Hanya program baru itu saja yang dibacakan ke komputer dan

disimpan di memori komputer. Program dibuat dalam bahasa mesin, yang terdiri dari instruksi-instruksi angka 0 dan 1 di dalam urut-urutan yang tertentu.

Komputer generasi pertama mempunyai ciri-ciri sebagai benkut ini.

Komponen yang digunakan adalah tabung hampa udara (vacuum tube). Program hanya dapat dibuat dalam bahasa mesin.

Menggunakan konsep stored-program dengan memori utarnanya adalah magnetic core storage. Menggunakan simpanan luar magnetic tape dan magnetic disk. Ukuran fisik komputer besar, memerlukan ruangan yang luas.

Cepat panas, sehingga diperlukan alat pendingin.

Prosesnya kurang cepat.

Memorinya kecil.

Membutuhkan daya listrik yang besar

Orientasinya terutama untuk aplikasi bisnis.

Komputer generasi pertama yang pertama adalah ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator). ENIAC merupakan komputer yang berukuran fisik sangat besar, membutuhkan tempat lebih dari 500 m2, bervolume 15.000 kaki persegi (105 m3), mempunyai berat kurang lebih 30 ton, berisi kurang lebih 18.000 tabung vakum, 75.000 relay dan saklar, 10.000 kapasitor dan 70.000 resistor. Ketika dioperasikan, ENIAC membutuhkan daya listrik 140 kW. ENIAC juga jauh lebih cepat dibanding dengan semua komputer mekanis lainnya, yaitu mampu melakukan 5000 operasi pertambahan per detik dan mampu melakukan 300 operasi perkalian per detik. ENIAC dapat mengolah data dalam waktu sehari untuk melakukan pekerjaan yang dilakukan selama 30 hari oleh komputer sebelumnya atau 300 hari bila dikerjakan oleh tangan secara manual.

ENIAC lebih merupakan mesin desimal dibanding sebagai mesin biner. Yaitu bilangan-bilangan direpresentasikan dalam bentuk desimal dan aritmetiknya dibuat dalam sistem desimal. Memorinya terdiri dari 20 "akumulator", yang masing-masing akumulator-nya mampu menampung 10 digit bilangan desimal.

Setiap digit direpresentasikan oleh sebuah cincin yang terdiri dari 10 buah tabung vakum. Pada saat tertentu, hanya sebuah tabung saja yang berada dalam keadaan ON. hal ini dimaksudkan untuk merepresentasikan salah satu dari 10digit. Kekurangan yang utama dari ENIAC adalah harus diprogram secara manual dengan cara menyetel switch-switch dan memasang serta menanggalkan kabel.

Seperti telah disebutkan di atas, tugas pemasukan dan pengubahan program untuk ENIAC sangat membosankan. Proses pemrosesan dapat dipermudah apabila program dapat direpresentasikan dalam bentuk yang cocok untuk penyimpanan di dalam memori untuk semua data. Setelah itu, komputer dapat mengambil instruksi-instruksinya dengan membacanya dari memori. dan sebuah program dapat disetel atau diubah dengan penyetelan nilai-nilai bagian memori.

Gagasan ini dikenal sebagai stored program concept. Komputer pertama yang menggunakan stored program concept adalah EDSAC (Electronic Delayed Storage Automatic Computare), dibuat oleh John von Neumann

Generasi Kedua : Transistor

Perubahan terbesar pertama di dalam komputer elektronik disebabkan penggantian tabung vakum oleh transistor. Transistor lebih kecil. lebih murah, dan lebih kecil disipasi panasnya dibanding dengan tabung vakum serta dapat digunakan dangan cara yang sama seperti tabung vakum untuk membentuk komputer.

Penggunaan transistor menentukan generasi kedua komputer. Setiap generasi baru ditandai oleh kecepatan yang lebih tinggi, kapasitas memori yang lebih besar, dan ukuran yang lebih kecil dibanding dengan komputer generasi sebelumnya.. Selain itu terdapat juga perubahan lainnya, generasi kedua menunjukkan dipakainya unit aritmetik dan logik yang lebih kompleks, penggunaan bahasa pemrograman tingkat tinggi dan tersedianya sistem software dengan komputer.

Komputer generasi kedua mempunyai ciri-ciri seperti benkut.

Komponen yang digunakan adalah transistor.

Program dapat dibuat dalam bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language) seperti FORTRAN, COBOL, dll.

Kapasitas memory utama sudah cukup besar dengan pengembangan dari magnetic core storage, dapat menyimpan puluhan ribu karakter.

Menggunakan simpanan luar magnetic tape dan magnetic disk yang berbentuk removable disk atau disk pack. Mempunyai kemampuan proses real time dan time sharing. Real time dapat dilakukan karena menggunakan simpanan luar yang sifatnya direct access, seperti misalnya magnetic disk, sehingga informasi yang dibutuhkan, seketika dapat dihasilkan. Sedang time sharing memungkinkan beberapa pemakai menggunakan komputer secara bersama-sama dan komputer akan membagi waktunya (time sharing) untuk tiap-tiap pemakai.

Ukuran fisik komputer lebih kecil dibandingkan dengan komputer generasi pertama

Proses operasi lebih cepat, dapat memproses jutaan operasi per-detik.

Membutuhkan lebih sedikit daya listrik

Orientasinya tidak hanya pada aplikasi bisnis tetapi juga ke aplikasi teknik.

Komputer generasi kedua yang pertama dibuat adalah POP-1 oleh perusahaan DEC (Digital Equipment Corporation) yaitu pada tahun 1959.

Generasi Ketiga : Integrated Circuits (IC)

Sebuah transistor tunggal disebut komponen diskrit. Selama tahun 1950-an dan 1960-an, peralatan elektronik sebagian besar terdiri dan komponen-komponen diskrit, seperti transistor, resistor, kapasitor, dsb.

Komponen-komponen diskrit dibuat secara terpisah, dikemas dalam kemasan tersendiri, dan disolder atau dihubungkan di atas papan rangkaian yang menyerupai masonite, yang kemudian dipasang di dalam komputer, osiloskop, dan peralatan elektronik lainnya. Ketika peralatan elektronik memerlukan perangkat yang disebut transistor, tabung kecil logam yang berisi potongan silicon sebesar jarum disolder ke papan rangkaian. Proses pembuatan keseluruhan, dari transistor hingga papan rangkaian, sangat mahal dan rumit. Hal ini mulai menimbulkan masalah dalam industri komputer. Komputer generasi kedua yang terdahulu berisi sekitar 10.000 buah transistor. Gambaran seperti ini terus berkembang hingga ratusan ribu, yang membuat pembuatan mesin-mesin baru yang lebih baik menjadi sangat sulit

Pada tahun 1958 terjadi revolusi elektronik dan dimulainya jaman mikroelektronik, yaitu dengan diternukannya integrated circuits (IC). IC inilah yang menentukan lahirnya generasi ketiga komputer.

Komputer generasi ketiga mempunyai ciri-ciri seperti berikut.

Komponen yang digunakan adalah IC

Peningkatan dari softwarenya.

Lebih cepat dan lebih akurat. Kecepatannya hampir 10.000 kali dari komputer generasi pertama. Ukuran kecepatannya adalah microsecond (jutaan operasi perdetik), bahkan sampai nanosecond (milyard operasi per detik).

Kapasitas memori komputer lebih besar, dapat menyimpan ratusan ribu karakter.

Menggunakan penyimpan luar yang sifatnya random access (dapat memasukkan record data secara random), yaitu magnetic disk yang berkapasitas jutaan karakter.

Penggunaan daya listrik lebih hemat dibandingkan komputer generasi sebelumnya.

Memungkinkan untuk melakukan multiprocessing, yaitu dapat memproses sejumlah data dari sumber-sumber yang berbeda pada waktu yang bersamaan dan multiprogramming, yaitu dapat mengerjakan beberapa program sekaligus.

Pengembangan dari alat input-output yang menggunakan virtual display terminal yang bisa menampilkan gambar-gambar dan grafik, dapat menerima dan mengeluarkan suara, serta penggunaan alat pembaca tinta magnetik yaitu MICR (Magnetic Ink Characters Recognition) reader.

Harga semakin nnurah dibandingkan komputer generasi sebelumnya.

Kemampuan melakukan komunikasi data dari satu komputer dengan komputer lainnya, misalnya melalui alat kemunikasi telepon.

Komputer generasi ketiga yang pertama adalah IBM S/360 atau IBM System 360 yang mampu melakukan operasi satu lingkaran penuh (360 derajat) yang maksudnya adalah mampu melakukan proses yang dibutuhkan oleh aplikasi bisnis maupun aplikasi teknik.

Generasi-Generasi Selanjutnya

Sejak tahun 1970 terdapat dua. perkembangan yang kemudian dianggap sebagai komputer generasi ke-empat.

Yang pertama adalah penggunaan Large Scale Integration (LSI) atau disebut )uga dengan Bipolar Large Scale Integration. LSI merupakan pemadatan beribu-ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah chip/keping yang dapat menampung lebih dari 1000 komponen dalam keping/chip tersebut. Istilah chip digunakan untuk menunjukkan suatu lempengan persegi empat yang memuat rangkaian-rangkaian terpadu (integrated circuits) LSI kemudian dikembangkan menjadi VLSI (Very Large Scale Integration) yang dapat mengandung 10.000 komponen per keeping dan keping VLSI saat ini dapat mengandung 100.000 komponen.

Yang kedua adalah dikembangkannya komputer mikro yang menggunakan microprocessor dan semikonduktor yang berbentuk chip untuk memori komputer (internal memory), sedang komputer generasi sebelumnya masih menggunakan magnetic core storageKomputer generasi ke-empat pertama adalah IBM 370

Komponen yang digunakan pada komputer generasi ke-lima adalah VLSI

Setelah ditemukannya VLSI, perkernbangan komputer semakin cepat berkembang dan hal tersebut terbukti dengan adanya microprocessor generasi pentium (Intel) dan powerpc (IBM). Berikut ini akan diberikan evolusi produk-produk Intel, karena Intel telah dikategorikan sebagai pembuat microprocessor nomor satu dalam beberapa dekade ini dan evolusi produk microprocessor-nya memberikan indikator baik bagi evolusi teknologi komputer secara urnum.

8080 : Microprocessor kebutuhan umum pertama di dunia. Processor ini merupakan mesin 8 bit. dengan lintasan data 8-bit ke memori

8086 : Microprocessor yang jauh lebih handal, yaitu mesin 16 bit. Selain lintasan data yang lebih lebar dan register-register yang lebih besar, 8086 memiliki cache instruksi, atau antrian, yang akan melakukan pengambilan awal instruksi sebelum dieksekusi.

80286 : Merupakan pengembangan dari 8086 yang dapat melakukan pengalamatan memori sarnpai 16 MB, tidak hanya 1 MB lagi.

80386 : Mesin 32 bit Intel yang pertama, serta perombakan utama terhadap produk. Dengan aritektur 32 bit, 80386 menyaingi kornpleksitas dan daya minikomputer maupun mainframe yang diperkenalkan baru saja beberapa tahun sebelumnya.

80486 : Penggunaan teknologi cache yang jauh lebih canggih dan handal serta pipelining instruks: yang canggih.

Pentium : Penggunaan teknik-teknik superscalar yang memungkinkan sejumlah instruksi dieksekusi secara pararel.

P6 : Melanjutkan perkembangan organisasi superscalar yang telah diawali oleh pentium, yaitu dengan penggunaan prediksi cabang yang sangat berani, analisis aliran data, dan eksekusi spekulatif.

P7 : Akan melihat pengenalan beberapa teknologi berbasis RISC kedalam produk-produknva.

Tabel 1. Intel Microprocessor

4. Struktur Utama Sistem Komputer

Pada absiraksi tingkat atas, sistem komputer terdiri atas 4 (empat) struktur utama.

yaitu:

Central Processing Unit (CPU), berfungsi mengontrol (mengendalikan) operasi komputor dan melakukan fungsi pemrosesan data CPU mengambil instruksi yang dikodekan secara biner dan memori utama, men-dekode instruksi menjadi aksi-aksi sede:hana dan melaksanakan aksi-aksi itu.

Struktur utama CPU terdiri atas 4 (empat) komponen, yaitu :

Control Unit (CU), berfungsi mengontrol operasi CPU dan pada gilirannya mengontrol komputer.

Arithmetic and Logic Unit (ALU), berfungsi untuk komputasi (rnembentuk fungsi-fungsi pengolahan data komputer).

Register, berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU serta sebagai memory yang sangat cepat serta kecil kapasitasnya dan biasanya digunakan sebagai tempat operand-operand suatu operasi yang akan dilaksanakan. Register juga berfungsi membantu pelaksanaan operasi yang dilakukan CPU.

CPU Interconnection, adalah sejumlah mekanisme komunikasi antara CU, ALU, dan register.

Seringkali CPU cukup disebut sebagai processor (prosesor/pemroses).

Main memory{memory utama), berfungsi menyimpan data.

I/O (input/output), berfungsi memindahkan data antara komputer dengan lingkungan eksternalnya. Lingkungan eksternal dapat di-antarmuka (interface) oleh beragam peralatan eksternal, seperti peralatan komunikasi, terminal, secondary storage, dan sebagainya.

System Interconnection, adalah sturktur dan mekanisme yang diperlukan untuk menghubungkan antara CPU, Main memory, dan //0. Secara fisik interkoneksi hanya berupa pengkawatan biasa Sebagaimana umumnya interkoneksi (komunikasi), interkoneksi tidak hanya pengkawatan tetapi juga memerlukan tata cara atau aturan komunikasi agar tidak kacau dan dapat mencapai tujuan yang diharapkan.5. Fungsi Sistem Komputer

Secara urnum terdapat 4 (empat) fungsi sistem komputer. yaitu

Pengolahan data

Panyimpanan data

Pennindahan Data

Kontrol

Komputer harus dapat memproses atau mengolah data. Jenis data dapat bervariasi sekali, dan range kebutuhan pengolahannyapun sangat luas sekali.

Disamping itu, sangatlah penting bahwa komputer harus dapat menyimpan data. Walaupun komputer hanya memproses data untuk keperluan waktu yang pendek (misalnya, data masuk dan diproses. dan hasilnya akan segera dikirikan), komputer harus dapat menyimpan secara sementara sedikitnya potongan data yang sedang dikenakan oloh komputer pada suatu saat Jadi. sedikitnya terdapat fungsi penyimpan data dalam selang waktu yang pendek. File- file data disimpan di dalam komputer untuk dapat dicari dan diperbaharui

Komputer harus dapat memindahkan data antara dirinya dengan dunia luar.

Lingkungan pengoperasian komputer terdiri dan perangkat yang melayani sumber data atau tempat tujuan data. Ketika data diterima dan atau dikirimkan ke sebuah perangkat yang terhubung langsung dengan komputer, maka proses itu dikenal sebagai input/output (I/O), dan perangkat tersebut dikenal dengan peripheral.Pada saat data dipindahkan ke jarak yang cukup jauh. atau dari remote device, proses tersebut dikenal dengan komunikasi data.

Selain dari fungsi-fungsi yang telah dljelaskan di atas, komputer juga harus terdapat fungsi kontrol. Kontrol ini dilatih oleh individual yang menyediakan komputer dengan instruksi-instruksi. Di dalam sistem komputer sebuah unit kontrol mengatur sumber daya komputer dan mengendalikan unjuk kerja bagian- bagian fungsional dalam memberikan respons terhadap instruksi-instruksi tersebut

6. Eksekusi Instruksi

Fungsi dasar yang dibentuk komputer adalah eksekusi program. Program yang akan dieksekusi berisi sekumpulan instruksi yang tersimpan di dalam memori (stored program concept). CPU melakukan tugas ini dengan cara mengeksekusi instruksi-instruksl yang terdapat pada suatu program.

Tahap pemrosesan instruksi terdiri atas 2 (dua) tahap/siklus, yaitu :

CPU membaca ir.struksi dari inemon (fetch) CPU mengeksekusi instruksi (execute)

Eksekusi program berisi pengulangan proses fetch dan execute. Eksekusi instruksi (yaitu tahap execute) dapat terdiri dari sejumlah langkah/operasi dan tergantung pada sifat-sifat instruksi tersebut.

Siklus eksekusi instruksi dapat diperlihatkan pada gambar berikut ini.

Gambar 2. Siklus Eksekusi Dasar

Pada awal setiap siklus instruksi. CPU membaca instruksi dari memori. Pada CPU yang umum, suatu register yang disebut program counter (PC) digunakan untuk mengawasi instruksi yang akan dibaca selanjutnya. Dengan tidak ada perkecualian tertentu, CPU selalu menambahkan PC setiap kali membaca instruksi, sehingga CPU akan rnembaca instruksi selanjulnya secara berurutan (yaitu, instruksi yang terletak pada alamat yang lebih tinggi benkutnya, di dalam memori). Misalnya, pada sebuah komputer masing-masing instruksi menernpati sebuah word 16 bit di memori. Anggaplah bahwa PC disetel pada lokasi 300, maka CPU kemudian akan membaca pada alamat 300 dan pada instruksi berikutnya, CPU akan membaca instruksi dan alamat 301, 302. 303. dan seterusnya. Urutan ini dapat berubah. seperti yang akan dijelaskan berikut ini:

Instruksi yang dibaca akan dimuatkan ke dalam sebuah register di dalam CPU yang dikenal dengan instruction register (IR). Instruksi berbentuk kode biner yang menentukan apa yang perlu dilakukan oleh CPU. CPU menginterpretasikan instruksi dan melakukan aksi yang diperlukan. Secara urnum, aksi-aksi ini dapat dibagi menjadi empat kategori seperti berikut:

CPU- Memori : data dapat dipindahkan dari CPU ke memori atau dari memori ke CPU

CPU I/O : data dapat dipindahkan ke atau dari dunia luar dengan pemindahan antara CPU dengan modul I/O

Pengolahan Data : CPU dapat membentuk sejulah operasi aritetik atau logika terhadap data.

Kontrol : Sebuah instuksi dapat mengubah urutan instruksi. Misalnya dengan instruksi lompat , CPU dapat membaca instruksi dari lokasi 149, yang menentukan bahwa instruksi berikutnya dibaca dari lokasi 182. CPU akan mengingat hal ini dengan menyetel PC ke 182. Jadi pada siklus fetch berikutnya , instruksi akan dibaca dari lokasi 182, bukannya 150.

Secara virtual semua komputer menyediakan mekanisme yang membuat modul-modul lain (I/O, memori) dapat menginterupsi pengolahan normal CPU. Interrup disediakan terutama sebagai cara meningkatkan efisiensi pengolahan, karena sebagian besar perangkat eksternal jauh lebih lambat dibandingkan CPU.

Anggaplah bahwa CPU sedang melakukan pemindahan data ke printer dengan menggunakan pola siklus instruksi pada gambar 2. Setiap kali setelah melakukan operasi penulisan, CPU akan berhenti dan berada dalam keadaan idle sampai printer menerima seluruh data. Lamanya berhenti dapat ratusan bahkan ribuan siklus instruksi yang tidak melibatkan memori. Jelas hal ini akan sangat menyia-nyiakan kemampuan CPU. Dengan adanya interrupt. CPU dapat diperintahkan untuk mengeksekusi instruksi-instruksi lainnya pada saat operasi-operasi I/O dilaksanakan