Tuesday, September 27, 2016

Evolusi Arsitektur Komputer

Sejarah Singkat Komputer

Generasi Pertama : Tabung Vakum (1945 – 1955)

ENIAC
ENIAC ( Electronic  Numerical  Integrator  And  Computer ),  pada  tahun 1946 dirancang dan dibuat oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan computer 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.

Generasi Kedua : Transistor (1955 – 1965)

Sejak pesatnya teknologi semikonduktor hingga menghasilkan komponen transistor membawa perubahan besar pada dunia komputer. Komputer era ini tidak lagi menggunakan tabung vakum yang memerlukan daya operasional besar, tabung – tabung itu digantikan komponen kecil bernama transistor. Konsumsi daya listrik amat kecil dan bentuknyapun relatif kecil. Transistor ditemukan di Bell Labs pada tahun 1947 dan tahun 1950 telah meluncurkan revolusi elektronika modern. IBM sebagai perusahaan pertama yang meluncurkan produk computer dengan transistor sehingga tetap mendominasi pangsa pasar komputer.

NCR dan RCA adalah perusahaan yang mengembangkan computer berukuran kecil saat itu, kemudian diikuti IBM dengan mengeluarkan seri 7000-nya.

Generasi kedua juga ditandai munculnya Digital Equipment Corporation (DEC) tahun 1957 dan meluncurkan computer pertamanya, yaitu PDP 1. Komputer ini  sangat penting bagi perkembangan computer generasi ketiga.

Generasi Ketiga : Integrated Circuits (1965 – 1980)

Pada tahun 1958 terjadi revolusi elektronika kembali, yaitu ditemukannya integrated circuit (IC) yang merupakan penggabungan komponen – komponen elektronika dalam suatupaket. Dengan ditemukan IC  ini semakin mempercepat proses komputer, kapasitas memori makin besar dan bentuknya semakin kecil.

Generasi Keempat : Very Large Scale Integration (1980 - ????)

Era keempat perkembangan genarasi computer ditandai adanya VLSI. Paket VLSI dapat menampung 10.000 komponen lebih per kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai 100juta 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. Memang masih primitif, namun mikroprosesor ini tonggak perkembangan mikroprosesor – mikroprosesor canggih saat ini. Tidak ada  ukuran pasti dalam melihat mikroprosesor, namun ukuran terbaik adalah lebar bus data: jumlah bit data yang dapat dikirim – diterima mikroprosesor. Ukuran lain adalah jumlah bit dalam register.
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.

Klasifikasi arsitektur computer

Dalam beberapa hal computer memiliki banyak hal yang berbeda satu dengan lainnya, bisa tergantung pada penggunaan atau kebutuhan pemakai. Dari situ computer memiliki klasifikasi tersendiri sesuai kebutuhan,  menurut Von Neumann dan Non Von Neumann.
Kriteria mesin Von Neumann:
  1. Mempunyai subsistem hardware dasar yaitu sebuah CPU, sebuah memori dan sebuah I/O system
  2. Merupakan stored-program computer
  3. Menjalankan instruksi secara berurutan
  4. Mempunyai jalur (path) bus antara memori dan CPU Pada tahun 1966, Flyyn mengklasifikasikan arsitektur komputer berdasarkan sifatnya yaitu :
1.    Jumlah prosesor
2.    Jumlah program yang dapat dijalankan
3.    Struktur memori menurut Flyyn ada
4.    Klasifikasi computer

Kualitas Arsitektur Komputer

Sebuah tolak ukur baik buruknya suatu arsitektur computer adalah berdasarkan kualitas, tolak ukur ini di jadikan sebuah pengujian seberapa puas pengguna memakai computer. Bila pengguna senang menggunakan computer maka kualitas arsitektur computer berarti baik begitu pula sebaliknya Adapun kualitas arsitektur komputer yaitu :
  1. Generalitas adalah ukuran besamya jangkauan aplikasi yang bisa cocok dengan arsitektur.
  2. Daya terap (applicability) adalah pemanfaatan arsitektur untuk penggunaan yang telah direncanakannya.
  3. Efisiensi adalah ukuran rata-rata jurnlah hardware dalam komputer yang selalu sibuk selama  penggunaannya biasa.
  4. Kemudahan penggunaan arsitektur adalah ukuran kesederhanan bagi programmer system untuk mengembangkan atau membuat software untuk arsitektur tersebut, misalnya system pengoperasiannya atau compilernya. Oleh karena itu, kemudahan penggunaan ini merupakan fungsi ISA dan berkaitan erat dengan generalitas.
  5. Daya terap arsitektur adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk mengimplementasikan komputer (yang mempunyai arsitektur itu) dalam jangkauan yang luas. Lebih spesifik arsitekturnya, maka akan lebih sulit untuk membuat mesin yang berbeda ukuran dan kinerjanya dari yang lain.
  6. Daya kembang (expandability) adalah ukuran kemudahan bagi perancang untuk meningkatkan kemampuan arsitektur, misalnya kemampuan ukuran memori maksimumnya atau kemampuan aritmetiknya. Umumnya, spesifikasi rumpun komputer memungkinkan perancang untuk menggunakan ukuran memori yang berjangkauan luas dalarn anggota rumpun.

Keberhasilan Arsitektur Komputer

Sebuah keberhasilan dalam arsitektur computer adalah bila suatu computer mampu melaksanakan perintah yang kita buat dalam sebuah program. Ada empat ukuran pokok yang menentukan keberhasilan arsitektur, yaitu manfaat arsitekturalnya yaitu :

  1. Aplicability arsitektur ditujukan untuk aplikasi yang telah ditentukan.
  2. Maleability bila arsitektur lebih mudah membangun system yang kecil, maka akan lebih baik.
  3. Expandibility lebih besar daya kembang arsitektur dalam daya komputasi, ukuran memori, kapasitas I/O, dan jumlah prosesor, maka akan lebih baik.
Referensi :