EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER Komputer & Masyarakat Agus Aan Jiwa Permana, S.Kom., M.Cs E-Mail : studywithaan@gmail.com Site : agus-aan.web.ugm.ac.id EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER

Pokok Bahasan Sejarah Singkat Komputer Evolusi Pentium Evolusi Power PC Pengenalan Ultra SPARC II Pengenalan PicoJAVA II

Sejarah Singkat Komputer Sejarah komputer dari sisi arsiterktur dapat dibedakan menjadi : Generasi pertama : Tabung Hampa Udara Generasi kedua : Transistor Generasi ketiga : Rangkaian Terpadu Generasi Terakhir : LSI dan VLSI

Generasi Pertama (ENIAC) ENIAC : Electronic Numerical Integrator And Computer. Dirancang dan dikembangkan dibawah pengawasan John Mauchly dan John Presper Eckert di Univ. Pennsylvania. Komputer digital pertama di dunia  World War II Mauchly  Prof. Teknik Elektro Presper  Mahasiswa Pascasarjana

Generasi Pertama (ENIAC) Berat ENIAC 30 Ton, Volume 1500 kaki persegi, Berisi 18.000 tabung hampa udara (Vacum Tube). Untuk beroperasi membutuhkan daya 140 Kilowatt. Mampu melakukan 5000 operasi penambahan per detik. Kelemahan : Mesinnya harus diprogram secara manual dengan cara menyetel tombol”, memasang serta mencabut kabel.

Generasi Pertama (ENIAC) ENIAC diselesaikan tahun 1946 Penyelesaiannya agak lambat untuk digunakan dalam peperangan. Tugas Pertama : Melakukan perhitungan rumit untuk menentukan kelayakan dari BOM Hidrogen. Beroperasi sampai tahun 1955.

Generasi Pertama Von Neumann/Turing ENIAC menjadi membosankan karena programnya harus dimasukan secara manual. Muncul Konsep Program Tersimpan  Memori John Von Neumann  Komputer EDVAC EDVAC : Electronic Discrete Variable Computer Alan Turing juga memiliki gagasan yang sama  Publikasi gagasan pada proposal von neumann 1945.

Generasi Pertama Von Neumann/Turing (IAS) Tahun 1946  Mulai dikerjakan Merancang komputer dengan konsep program tersimpan  Komputer IAS. Gagal diselesaikan sampai tahun 1952 Namun prototipe IAS masih digunakan oleh semua komputer untuk kebutuhan umum selanjutnya.

Struktur Komputer IAS Memori Utama  Menyimpan data/instruksi”. Unit Aritmetika dan Logika (ALU)  Kemampuan u/ mengoperasikan data biner. Unit Kontrol  Melakukan interpretasi terhadap instruksi” dalam memori dan mengeksekusi instruksi” tersebut. Peralatan Input/Output yang beroperasi di bawah unit kontrol.

Struktur Komputer IAS (Cont.)

IAS - Details Memori Register – Register dalam CPU Terdiri dari 1000 lokasi penyimpanan  Disebut Word Masing” terdiri dari 40 digit biner (Bit). 1 Word = 2 Instruksi 20 Bit, @ instruksi = 8 bit opcode. Register – Register dalam CPU MBR (Memory Buffer Register)  U/ menerima word dari memori MAR (Memory Address Register)  Menetapkan alamat u/ ditulis-dibaca MBR IR (Instruction Register)  Berisi instruksi 8 bit opcode yg sedang dieksekusi IBR (Instruction Buffer Register)  Penyimpan sementara instruksi di memori PC (Program Counter)  Berisi alamat pasangan instruksi selanjutnya dari memori AC (Accumulator) + MQ (Multiplier Quotient)  U/ menyimpan sementara operand dan hasil operasi ALU.

Struktur Detail Komputer IAS Main Memory Arithmetic and Logic Unit Program Control Unit Input Output Equipment MBR Arithmetic & Logic Circuits MQ Accumulator MAR Control Circuits IBR IR PC Address Instructions & Data Central Processing Unit

Instruksi IAS Komputer IAS memiliki 21 instruksi yang dapat dikelompokan menjadi : Data Transfer Unconditional Branch Conditional Branch Arithmetic Address Modify

Komputer Komersial Tahun 1947  Eckert dan Maunchly membuat komputer secara komersial. UNIVAC I (Universial Automatic Computer) Untuk perhitungan sensus thn. 1950 Bagian dari divisi UNIVAC sperry-rand corporation Kemampuan UNIVAC I Sebagai komputer komersial generasi pertama yang sukses Dapat melakukan perhitungan aljabar matriks Perhitungan statistik Perhitungan premi bagi asuransi dan permasalahan logistik

Komputer Komersial (Cont.) UNIVAC II Muncul di era tahun 1950-an. Kapasitas memori lebih besar dan kinerjanya lebih baik. Kemunculan komputer IBM Tahun 1953 Versi 701  Komputer program – tersimpan elektronik pertama Versi 702  Untuk aplikasi” bisnis. IBM menjadi pabrik komputer yang dominan.

Generasi Kedua : Transistor Tabung Hampa diganti dengan Transistor Transistor : Lebih kecil, murah, dan mengeluarkan sedikit panas Memiliki fungsi yang sama seperti tabung udara untuk membentuk komputer. Merupakan perangkat padat yang terbuat dari silikon. Ditemukan di laboratorium Bel tahun 1947. Tahun 1950  memunculkan revolusi elektronik. IBM  komputer dengan transistor secara komersial.

Komputer Berbasis Transistor Karakteristik komputer generasi kedua : Kinerja pengolahan lebih besar Kapasitas memori lebih besar Ukuran lebih kecil Menggunakan unit aritmatik & logika yang lebih rumit dan unit kontrol Menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi Sudah tersedia perangkat lunak sistem. Muncul Digital Equipment Corporation (DEC) tahun 1957.

Generasi Ketiga : Rangkaian Terpadu (IC) Muncul komponen diskrit/transistor tunggal (1950 – 1960)-an. Peralatan elektronika : Komponen diskrit-transistor, resistor, dan kapasitor. Komponen” diskrit dirangkai dalam sebuah papan dan dipasang di komputer. Komputer generasi kedua dengan 10.000 transistor mulai ditinggalkan. Munculnya mikroelektronika  komputer generasi ketiga

Mikroelektronika Secara harafiah berarti “Elektronika kecil”.  Elektronika Digital Unsur” dasar dari komputer digital : Gerbang Logika : Suatu perangkat untuk mengimplementasikan suatu boolean atau fungsi logis yang sederhana. Sel Memori : Perangkat yang dapat menyimpan satu bit data.

Mikroelektronika (Cont.) Fungsi Logika Boolean Sel Penyimpanan Biner Input Output Sinyal Aktivasi Baca Tulis (Gerbang Logika) (Sel Memori)

Hukum Moore Dikemukakan oleh Gordon Moore  Salah satu pendiri Intel (1965). Hukum Moore : Harga keping tidak banyak mengalami perubahan Kecepatan operasi bertambah Komputer menjadi lebih kecil dan lebih mudah untuk ditempatkan dilingkungan kerja. Terdapat pengurangan daya dan pendinginan Rangkaian terpadu  Peralatan lebih reliable.

Jumlah Transistor dalam CPU

Komputer Generasi Terakhir Terdapat kesepakatan umum dalam menentukan generasi komputer. Terdapat generasi keempat dan kelima yang menerapkan teknologi rangkaian terpadu. LSI (Large Scale Intergration)  1000 komponen IC. VLSI (Very Large Scale Intergration)  10.000-100.000 IC.

Komputer Generasi Kelima Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001:Space Odyssey Dengan kecerdasan buatan (artificial intelligence), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri Model Von Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak Sedang dikembangkan Oleh Jepang melalui sebuah lembaga yang bernama ICOT (Institute for new Computer Technology)

EVOLUSI PENTIUM Menerapkan Rancangan Complex Instruktion Set Computers (CISC). Intel dikategorikan sebagai pembuat microprocessor nomor satu dalam beberapa dekade. Intel mengembangkan microprocessor setiap empat tahun sekali  Evolusi Pentium

EVOLUSI PENTIUM (Cont.) 8080 (1972)  mikroprosesor pertama keluaran Intel 8 bit dengan lintasan data ke memori 8 bit. Digunakan pada komputer “Altair” 8086 (1974)  Dengan mesin 16-bit. Kemampuan pengalamatan ke memori 64KB, digunakan pada komputer pribadi pertyama IBM. 80286 (1982)  Merupakan perluasan dari 8086, dapat melakukan pengalamatan sampai dengan 16-Mbyte. 80386 (1985)  Terjadi perombakan besar”-an. Menerapkan sistem multitasking. Dengan mesin 32-bitnya membuat produk ini menjadi unggul saat itu.

EVOLUSI PENTIUM (Cont.) 80486 (1989)  Teknologi cache sudah canggih, dengan instruksi pipelining. Dilengkapi dengan math coprosesor. Pentium (1993): Menerapkan teknik” superskalar (instruksi dieksekusi secara paralel). Pentium Pro (1995) : Penggunaan prediksi register renaming, analisis aliran data, dan eksekusi spekulatif. Pentium II (1997) : Teknologi MMX, Untuk kebutuhan memproses video, audio, dan data grafik secara efisien. Pentium III (1999) : Instruksi tambahan untuk mendukung perangkat lunak grafik 3D.

EVOLUSI PENTIUM (Cont.) Pentium 4 (Nov 2000) : Fasilitas multimedia semakin ditingkatkan. Pentium M (Maret 2003) : Dirilis untuk keperluan portable (Notebook/PC Tablet). Penggunaan Micro-operation fusion  throughput yang lebih tinggi dengan menggunakan daya yang rendah. Pentium D (April 2005) : memiliki dua buah inti (Dual Core) dalam prosesornya. Ada dua buah jenis Pentium D yang beredar di pasaran, antara lain Pentium D yang berbasiskan inti Prescott dan Cedar-Mill. Itanium (29 Mei 2001) : Kerjasama antara Intel dengan Hewlett-Packard. Prosesor ini ditujukan untuk pasar high-end server yang membutuhkan kinerja tinggi.

Evolusi Power PC Dimulai tahun 1975 dalam proyek minikomputer 801. Dipelopori oleh IBM bersama dengan prosesor RISC I Berkeley. Produk RISC komersial diperkenalkan tahun 1986  PC RT. Tahun 1990, IBM mengeluarkan PC RT.IBM RISC system/6000. IBM bersekutu dengan Motorola  Mikroprosesor seri 68000 yang digunakan oleh Apple pada mesin macintoshnya.

Evolusi Power PC (Cont.) 601 : Produk Power PC yang dilempar ke pasaran pertama kali dengan mesin 32-bit. 603 : Produk komputer portable, mesin 32-bit sama dengan 601 namun harga lebih rendah dan implentasinya lebih efisien. 604 : Produk untuk komputer desktop dan low end server dan mesin 32-bit. 620 : Produk untuk server yang menerapkan arsitektur 64-bit yang mencakup register dan lintasan datanya.

Evolusi Power PC (Cont.) 740/750 : Dikenal juga dengan sebutan prosesor G3. Prosesor ini mengintegrasikan dua tingkat cache dalam keping prosesor utama. G4 : Procesor ini meningkatkan kecepatan internal dari keping prosesor.

Ultra SPARC II Dimulai dari penggunaan UNIX tahun 1970. Tahun 1981, Andy Bechtolsheim (mahasiswa Stanford University asal Jerman)  Workstation Unix yang diberi nama SUN-1 (Stanford University Network). Kegiatan Andy B. menarik perhatian Vinod Khosla (Asal India)  Mendirikan perusahaan permbuat dan penjual workstation Sun. Produk Sun : Sun-1, Sun-2, dan Sun-3 yang menggunakan CPU 69020 Motorola.

Ultra SPARC II (Cont.) Sejak Tahun 1978  Sun membuat CPU sendiri berdasarkan rancangan RISK II yang bernama SPARC (Scalable Processor Architecture). SPARC I : mesinnya 32-bit dengan kecepatan CPU 36MHz. Memiliki 55 instruksi utama dan 14 instruksi tambahan. Tahun 1955  Dibuat Ultra Sparc I dengan teknologi arsitektur SPARC versi 9, 64-bit, dengan alamat 64-bit dan register 64-bit juga. Menjalanakn aplikasi high-end seperti server” web multiprosesor. Digantikan Ultra Sparc II.

PicoJAVA II Berasal dari Bahasa Pemrograman C yang ditemukan oleh Dennis Ritchie yang digunakan dalam Unix. C berkembang menjadi C++, karena memiliki permasalahan keamanan maka dikembangkan Java. Sun merancang JVM(Java Virtual Machine) dengan memori 32-bit word dan 226 instruksi. Sun mengembangkan Chip Hardware JVM yang dapat langsung mengeksekusi program” biner JVM  PicoJAVA II yang dipasang dalam sebuah kartu.