Evolusi dan Kinerja Komputer

Pada awal pengembangan komputer dicapai dengan kerjasama proyek antara universitas dengan dana yang berasal dari pemerintah. Saat ini komputer merupakan hasil kombinasi dari upaya para ilmuwan sekitar 60 - 70 tahun yang lalu.
Berbagai teknologi telah digunakan untk pembuatan hardware komputer, seperti pabrikasi prosesor, memori dan unit I/O komputer.

Sejarah Singkat Komputer
1. Komputer Generasi Pertama : Tabung Vakum
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer
Dirancang dan dibuat oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania pada tahun 1946. 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.
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.

EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer)
John  Van  Neumann  seorang  ahli  matematika, konsultan pembuatan ENIAC pada  tahun  1945  mencoba memperbaiki kelemahan  ENIAC  dengan  rancangan komputer  barunya,  bernama  EDVAC dengan konsep  program  tersimpan  (stored program concept). Tahun  1946 dipublikasikan,  yang kemudian di kenal dengan Komputer IAS (Computer of Institute for Advanced Studies). Komputer ini terdiri :

• Memori Utama, untuk menyimpan data maupun instruksi, terdiri dari 1000 lokasi penyimpanan yang disebut dengan word. Word terdiri atas 40 bit.
• 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.

Komputer Komersial 
Tahun  1950  dianggap  sebagai  tahun  kelahiran  industri  komputer  dengan  munculnya  2 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  II  yang  memiliki kapasitas  memori  lebih  besar  dan  kinerja  yang  lebih  baik diluncurkan tahun 1950. Seri IBM pertama adalah seri 701 tahun 1953 dan terus berkembang menjadi lebih baik hingga sekarang.

2. Komputer Generasi Kedua : Transistor (1955 - 1965)
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. Dengan adanya transistor membuat hardware komputer saat itu makin  cepat prosesnya. 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. Ditandai juga dengan munculnya  Digital  Equipment  Corporation  (DEC)  tahun 1957  dan  meluncurkan  komputer  pertamanya, yaitu  PDP  1.  Komputer  ini  sangat  penting  bagi perkembangan komputer generasi ketiga.

3. Komputer Generasi Ketiga : Integrated Circuit (1965 - 1980)
Pada  tahun  1958  terjadi  revolusi  elektronika  kembali,  yaitu  ditemukannya  integrated circuit  (IC)  yang  merupakan  penggabungan  komponen  –  komponen  elektronika  dalam  suatu paket. IC terbuat dari silikon yang ditemukan oleh Robert Doyce tahun 1958. 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. Sistem  360 merupakan  kelompok  komputer  pertama  yang  terencana.  Banyak model dalam arsitektur 360 ini dan saling kompatibel.

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. 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, alamatmaupun 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

4. Komputer 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 100 juta operasi  per  detiknya. 

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. 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

Evolusi Mikroprosesor Intel

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 aplikasi pun sangat menakjubkan. Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat ini meliputi : 

• Pengolahan citra 
• Pengenalan voice atau pembicaraan 
• Video conference 
• Mulitimedia 
• Transfer data 

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. 

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.