perkembangan arsitektur komputer

Click here to load reader

Post on 24-Jul-2015

482 views

Category:

Documents

6 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Perkembangan Arsitektur KomputerRatusan jenis komputer telah dirancang dan dibangun selama evolusi komputer digital modern. Kebanyakan telah dilupakan, namun sebagian diantaranya memiliki pengaruh besar pada ide-ide modern yang berkembang kemudian. Pada bagian ini kita akan membahas secara singkat beberapa kunci perkembangan historis untuk memperoleh pemahaman yang lebih baik mengenai kondisi saat ini. Tabel 1 berikut ini memberikan daftar mesin-mesin penting yang merupakan puncak-puncak perkembangan pada masanya.Tabel 1 Nama mesin dan tahun pembuatannya

Tahun 1834 1936 1943 1944 1946 1949 1951 1952 1960 1961 1962 1963 1964 1964 1965 1970 1974 1974 1978 1981 1981 1983 1985 1985 1987 1990

Nama Mesin Analytical Engine Z1 COLOSSUS Mark I ENIAC I EDSAC Whirlind I IAS PDP-1 1401 7094 B5000 360 6600 PDP-8 PDP-11 8080 CRAY-1 VAX IBM PC Osborne-1 Lisa 80386 MIPS SPARC RS6000

Dibuat oleh Babbage Zuse Pemerintah Inggris Aiken Eckert/Mauchley Wilkes M.I.T von Neumann DEC IBM IBM Burroughs IBM CDC DEC DEC Intel Cray DEC IBM Osborne Apple Intel MIPS Sun IBM

Keterangan Upaya pertama untuk membangun komputer digital Mesin kalkulator dengan relay pertama yang bisa bekerja Komputer elektronik pertama Komputer serbaguna pertama buatan Amerika Berawalnya sejarah komputer modern Komputer dengan program-tersimpan pertama Komputer real-time pertama Mesin-mesin modern sekarang dibuat berdasarkan rancangan von Neumann Minikomputer pertama (terjual 50 unit) Mesin untuk perusahaan kecil, sangat populer Mendominasi komputasi sainstifik pada awal tahun 1960-an Mesin pertama yang dirancang untuk bahasa tingkat-tinggi Produk pertama yang dirancang berseri sebagai satu keluarga Superkomputer sainstifik pertama Minikomputer pertama yang dipasarkan secara massal, terjual 50000 unit Mendominasi pasar minikomputer tahun 1970-an Komputer serbaguna dalam cip 8-bit pertama Superkomputer vektor pertama Superminikomputer 32-bit pertama Mengawali era komputer personal modern Komputer portabel pertama Komputer personal pertama dengan antarmuka grafis (GUI) Prosesor 32-bit pertama yang merupakan pendahulu generasi Pentium Mesin RISC komersial pertama Workstation RISC berbasis SPARC pertam Mesin superskalar pertama 1

1992 1993

Alpha Newton

DEC Apple

Komputer personal 64-bit pertama Komputer palmtop pertama

Generasi Nol Komputer Mekanik (1642-1945)Orang pertama yang membuat mesin hitung adalah ilmuwan Perancis Blaise Pascal (1623-1662). Dari namanyalah, nama bahasa pemrograman populer diambil, Pascal. Mesin hitung itu dibuat oleh Pascal saat usianya baru 19 tahun, untuk membantu ayahnya yang berprofesi sebagai pegawai pajak pada pemerintah Perancis. Peranti itu sepenuhnya mekanis, menggunakan roda-roda gigi, dan menggunakan daya penggerak berupa engkol yang dioperasikan dengan tangan. Mesin buatan Pascal hanya bisa melakukan operasi penjumlahan dan pengurangan. Namun, 30 tahun kemudian, matematikawan besar Baron Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646-1716) membangun mesin lain yang dapat melakukan operasi perkalian dan pembagian. Sampai 150 tahun kemudian tidak ada perkembangan yang berarti, sampai seorang profesor matematika di Universitas Cambridge, Charles Babbage (1792-1871), penemu speedometer, merancang dan membangun Difference Engine. Peranti mekanis ini, yang mirip dengan buatan Pascal hanya mampu menjumlah dan mengurangkan, dirancang untuk menghitung tabel angkaangka yang sangat bermanfaat bagi navigasi laut. Keseluruhan konstruksi mesin dirancang untuk menjalankan algoritma tunggal, yakni metode differensial berhingga menggunakan polynomial. Bagian menarik dari peranti ini adalah metode keluarannya: ia melubangi pelat tembaga tipis, sehingga dapat dibayangkan seperti peranti penyimpan data yang hanya dapat ditulisi sekali, misalnya kartu berlubang dan CD ROM yang muncul belakangan. Meskipun Difference Engine bekerja baik, Babbage segera menjadi bosan dengan mesin yang hanya bisa menjalankan satu algoritma saja. Ia mulai menggunakan waktu dan kekayaan keluarganya (disamping 17000 pounsterling dana dari pemerintah) untuk merancang dan membangun mesin penerusnya, yang disebut Analytical Engine. Analytical Engine memiliki empat komponen: penyimpan (memori), mesin pengolah (unit komputasi), bagian input (pembaca kartu berlubang dan pencetak). Penyimpan terdiri atas 1000 kata dengan 50 angka sedimal, masing-masing menyimpan variabel dan hasil. Mesin pengolahnya mampu menerima operan (operand) dari bagian penyimpan, kemudian menjumlahkan, mengurangkan, mengalikan, atau membagi, dan kemudian mengembalikan hasilnya ke bagian penyimpan. Seperti juga Difference Engine, Analytical Engine ini sepenuhnya mekanis. Kelebihan penting dari Analytical Engine adalah sifatnya yang serbaguna. Ia menerima instruksi dari kartu berlubang, yang berlaku seperti papan ketik pada komputer sekarang, dan memberikan hasilnya ke output. Beberapa instruksi memerintahkan mesin mengambil dua angka/bilangan dari unit penyimpan, memberikannya ke mesin pengolah, dioperasikan (misalnya dijumlahkan), dan hasilnya dikirim kembali ke bagian penyimpan. Instruksi lain dapat menguji sebuah bilangan, dan akan menuju ke instruksi yang berbeda tergantung pada apakah bilangan yang diuji tersebut positif atau negatif. Lubang-lubang yang berbeda polanya pada kartu berlubang (punched card) memungkinkan annalytical engine melakukan komputasi berbeda, sesuatu yang tidak bisa dilakukan dengan difference engine.

2

Oleh karena analytical engine merupakan mesin yang diprogram dengan bahasa assembly sederhana, maka diperlukanlah perangkat lunak. Untuk membuat perangkat lunak tesebut, Babbage merekrut seorang wanita muda bernama Ada Augusta Lovelace, anak dari penulis puisi ternama Inggris, Lord Byron. Oleh karena itu, yang dikenal sebagai pemrogram komputer pertama adalah Ada Lovelace. Bahasa komputer Ada mengambil namanya untuk menghormati perannya itu. Sayangnya, seperti halnya perancang-perangcang perangkat modern, Babbage kesulitan menemukan maupun membangun perangkat keras yang diperlukan. Masalahnya adalah ia memerlukan ribuan roda gigi yang ukurannya harus sangat presisi yang tidak bisa diproduksi oleh teknologi abad 19. Jadi idenya mengenai analitycal engine, kelewat maju untuk jaman itu. Komputer modern saat ini sebenarnya juga memiliki struktur yang sangat mirip dengan mesin Babbage ini, jadi cukup adil apabila Babbage adalah Bapak Komputer Digital Modern. Perkembangan penting selanjutnya terjadi pada tahun 1930-an ketika mahasiswa sekolah teknik bernama Konrad Zuse membangun beberapa mesin kalkulator otomatis menggunakan relai elektromagnetik. Ia tidak mendapatkan dana dari pemerintah setelah perang dimulai karena birokrat pemerintah mengharapkan kemenangan perang dengan cepat sedangkan mesin tidak akan selesai sampai perang berakhir. Zuse tidak mengetahui karya Babbage, dan mesin yang dibuatnya rusak oleh pemboman ketika tentara sekutu membom Berlin pada tahun 1944, jadi karya Zuse benarbenar tidak dipengaruhi oleh mesin-mesin yang dirancang sebelumnya dimanapun. Jadi, dia adalah juga pionir dalam bidang komputer ini. Tidak lama kemudian, di Amerika Serikat, John Atanasoff dari Iowa State College dan George Stibbitz dari Bell Labs juga merancang kalkulator. Mesin buatan Atanasoff ini luar biasa maju untuk jaman itu. Ia menggunakan aritmetika biner dan kapasitor sebagai memorinya, yang perlu disegarkan untuk menjaga agar isi kapasitor tidak hilang karena kebocoran muatan. Cip memori dinamis modern (DRAM) bekerja dengan cara yang sama. Sayangnya, mesin ini tidak benar-benar bisa dioperasikan. Dalam satu atau beberapa segi, Atanasoff mirip dengan Babbage, yakni seorang visioner yang dikalahkan oleh tidak memedainya teknologi untuk merealisasi ide brilliannya. Komputer rancangan Stibbitz, meskipun lebih primitif dibanding rancangan Atanasoff, bisa berfungsi dengan benar. Stibbitz mendemonstrasikan mesin rancangannya pada konferensi di Darmouth College pada tahun 1940. Salah satu audiens yang hadir pada konferensi itu adalah John Mauchley, yang saat itu adalah profesof fisika yang kurang dikenal dari Universitas Pennsylvania. Dunia komputer mengenal Prof. Mauchley beberapa tahun kemudian. Saat Zuse, Stibbitz, dan Atanasoff merancang kalkulator otomatis, anak muda bernama Howard Aiken mengerjakan kalkulasi numerik secara manual sebagai bagian dari riset Ph.D. di Harvard. Serelah lulus baru ia menyadari pentingnya melakukan kalkulasi-kalkulasi seperti yang dilakukannya, dengan bantuan mesin kalkulator. Ia kemudian menjelajahi isi perpustakaan dan menemukan karya Babbage dan memutuskan membangunnya dengan relai. Mesin pertama buatan Aiken, Mark I, diselesaikan di Harvard pada tahun 1944. Ia memiliki 72-word masing-masing 23 digit desimal dan waktu eksekusinya 6 detik. Input dan output menggunakan pita kertas berlubang. Saat Aiken menyelesaikan penerusnya, Mark II, komputer relai sudah kehilangan momennya. Era elektronik dimulai.

3

Generasi Pertama Tabung Hampa (1945-1955)Perang Dunia Kedua adalah era keemasan komputer elektronik. Selama masa awal perang, kapal selam Jerman menemui malapetaka akibat bertemu dengan kapal perang Inggris. Perintah yang dikirimkan oleh admiral Jerman di Berlin kepada kapal selam tersebut dapat disadap oleh pihak Inggris. Masalahnya adalah pesan tersebut dikodekan dengan menggunakan perangkat pengkode yang disebut ENIGMA, sebuah perangkat pembuat dan pemecah sandi yang prototipe awalnya dirancang oleh penemu amatir dan mantan presiden Amerika Serikat, Thomas Jefferson. Pada awal masa perang, intelijen Inggris mendapatkan mesin ENIGMA dari intelijen Polandia, yang mencurinya dari Jerman. Meskipun demikian, untuk memecahkan sandi pesan tersebut, diperlukan kemampuan komputasi tinggi, padahal pesan sandi tersebut harus dipecahkan segera setelah disadap. Untuk mengurai kode sandi Jerman tersebut, pemerintah Inggris membangun laboratorium sangat rahasia untuk membuat komp