Karakteristik Komputer dari Masa ke Masa

            Nama               : Juni Elfrida

            Fakultas           : Fakultas Teknologi dan Ilmu Komputer

            Universitas      : Universitas Prima Indonesia

1.      Karakteristik dan operasi perdetik pada komputer dari masa ke masa

A.    Generasi Pertama

Ciri-ciri :

1. Sirkuitnya Menggunakan Tabung Hampa. Penggunaan Tabung Hampa tersebut yang membuat ukuran komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar.

2. Komputer mempunyai silinder magnetik untuk menyimpan data.

3. Programnya hanya bisa dibuat menggunakan bahasa mesin (assembler)

4. Instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk tugas tertentu.

5. Menggunakan Konsep Stored Program dengan memori utamanya adalah Magnetic Core Storage.

6. Menggunakan Simpanan Luar Magnetic Tape dan Magnetic Disk.

7. Ukuran fisik komputer besar, memerlukan ruang yang luas.

8. Suhunya cepat panas, sehingga diperlukan pendingin.

9. Prosesnya kurang cepat.

10.Kapasitas penyimpanan kecil.

11. Membutuhkan daya listrik yang besar.

12. Orientasi pada aplikasi bisnis.

Kapasitas penyimpanan : 1000 - 4000 byte
Kecepatan pemrosesan : 2000 operasi per detik
Bahasa pemrograman yang digunakan masih bahasa pemrograman tingkat rendah

Contoh komputer generasi pertama :

a.       ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator) terdiri dari 70.000 resistor, 5 juta titik soldier dan 18.000 tabung hampa udara serta mengkonsumsi daya sebesar 160.000 Watt.Komputer jenis ini merupakan komputer serbaguna yang dapat bekerja 1000 kali lebih cepat dibandingkan dengan komputer Mark I.

b.      EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) mengurangi penggunaan tabung-tabung vakum, menggunakan sistem nomor binari dan konsep aturcara tersimpan (stored program concept) serta proses penghitungannya lebih cepat dibandingkan dengan ENIAC.

c.       EDSAC COMPUTER ( Electonic Delay Storage Automatic Calculator ) EDSAC (Electonic Delay Storage Automatic Calculator) memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tabung untuk menyimpan data.

d.      UNIVAC 1 Computer Pada tahun 1951 Dr Mauchly dan Eckert menciptakan UNIVAC 1 (Universal Automatic Calculator ) komputer pertama yang digunakan untuk memproses data perdagangan.

B.     Generasi Kedua

Ciri-ciri :

1.Sirkutinya berupa transistor.

2.Program dapat dibuat dengan bahasa tingkat tinggi (high level language), seperti FORTRAN, COBOL, ALGOL.

3.Kapasitas memori utama sudah cukup besar.

4.Ukuran fisik komputer lebih kecil dibandingkan komputer generasi pertama.

5.Proses operasi sudah cepat.

6.Membutuhkan lebih sedikit daya listrik.

7.Berorientasi pada bisnis dan teknik.

Kecepatan operasinya adalah 1 juta operasi/detik.

Contoh komputer generasi  kedua:

a.       DEC PDP-1 (Digital Equipment Corporation Programmable Data Processor-1, DEC adalah perusahaan yang didirikan oleh Ken Olson dan Harlan Anderson pada tahun 1957. PDP-1 adalah mesin 18-bit yang pertama dibangun oleh DEC. Komputer interaktif berukuran kecil. Mesin ini dikenalkan oleh DEC pada tahun 1960 sebagai komputer komersial.

b.      UNIVAC III, UNIVAC III diperkenalkan pada tahun 1962. Mesin ini merupakan pengembangan dari UNIVAC I dan UNIVAC II. Memorinya dibuat sebagai tumpukan 29 balok dari 4096 core. Bagian pemroses pusat memiliki 15 register indeks. Sistem operasi yang digunakan untuk mengatur sistem dikenal dengan nama CHIEF atau BOSS.

C.     Generasi Ketiga

Ciri-Ciri :

1.Komponen yang digunakan adalah IC (Integrated Circuits).

2.Peningkatan dari softwarenya.

3.Pemrosesan lebh cepat.

4.Kapasitas memori lebih besar.

5.Penggunaan listrik lebih hemat.

6.Bentuk fisik lebih kecil.

7.Harga semakin murah.

Kecepatan operasinya adalah 10 mips perdetik.

Contoh komputer generasi ketiga :

a.       IBM System/360 Komputer IBM S/360 adalah sebuah mainframe yang dibuat pada tahun 1964 dengan menggunakan IC sebagai teknologi dasar rangkaiannya. IBM S/360 merupakan awal komputer modern. Nama IBM S/360 digunakan karena kemampuannya melakukan operasi satu lingkaran penuh (360 derajat) yaitu dapat digunakan untuk berbagi aplikasi bisnis maupun teknik.

b.      DEC PDP -8 Nova adalah komputer mini 16 bit pertama dirancang oleh Edson de Castro dari DG (Data General). IC yang digunakan berjenis MSI (Medium-Scale Integrated Circuits). DG sendiri adalah perusahaan yang didirikan oleh mantan karyawan DEC yang tidak puas dengan kebijakan perusahaan. DG membuat Nova pada tahun 1969. Rancangannya mirip dengan PDP-8 dengan kemampuan yang lebih baik. Kesuksesan Nova diikuti oleh penurusnya yaitu Supernova. Sistem operasi yang digunakan untuk menjalankan Nova adalah DOS dan RDOS. Perangkat lunak yang jalan pada Nova adalah Algol 60 compiler, Fortran IV, dan Basic.

D.    Generasi Keempat

Ciri-ciri :

1.Menggunakan Large Scale Integration (LSI),VLSI,ULSI.

2.Dikembangkan komputer mikro yang menggunakan micro processor dan semiconductor yang berbentuk chip untuk memori komputer.

Kapasitas penyimpanan : 3 Mb

Kecepatan pemrosesan : 100 mips sampai 1 bis (milyar instruksi per detik)

Contoh komputer generasi keempat:

a.       IBM S/370, IBM meluncurkan seri IBM S/370 pada tahun 1970. Mesin ini menggunakan chip LSI sebagai teknologi dasarnya. Memori utama kecepatan tinggi menggunakan chip silikon tunggal. Menambah kapasitas memori dengan RCS. Kode dasar kumpulan instruksi S/370 disimpan dalam RCS termasuk juga fungsi kendali. Komputer saat itu tidak hanya digunakan untuk tujuan khusus seperti perang dan lain-lain, tapi bidang bisnis sangat mendominasi penggunaan komputer.

E.     Generasi Kelima

Generasi kelima ditandai dengan teknologi paralel dan networking. Sudah mengenal internet. Awalnya hanya sebatas antar universitas saja, namun karena teknologi yang semakin maju kini dunia ini terasa tidak ada batas jarak dan waktu. Sudah banyak ditemukan web browser dan jangkauan komunikasi diseluruh dunia semakin tidak terbatas jarak dan waktu. Sampai saat ini adalah komputer generasi kelima yang semakin canggih dan sedang dilakukan penelitian tentang komputer generasi keeman yang pastinya akan lebih praktis, efisien, dan hemat waktu dan biaya.

Ciri-ciri :

a.    Dapat membantu menyusun program untuk dirinya sendiri

b.    Dapat menerjemahkan dari suatu bahasa ke bahasa lain

c.    Dapat membuat pertimbangan-pertimbangan logis

d.   Dapat mendengar kalimat perintah yang diucapkan serta melaksanakannya

e.    Dapat memilih setumpuk fakta serta menggunakan fakta yang diperlukan

f.     Dapat mengolah gambar-gambar dan grafik dengan cara yang sama dengan mengolah kata, misalnya dapat melihat serta mengerti sebuah foto.

2.      Penjelasan mengenai Arithmetic and Logic Unit (ALU)

A.  Pengertian Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Arithmatic and Logic Unit (ALU) adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem didalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (seperti penjumlahan, pengurangan dan beberapa logika lain). ALU bekerja sama dengan memori, dimana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori. Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner (two’s complement). ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU.

B.  Operasi pada Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya seperti  pengurangan, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi aritmatika ini disebut adder. ALU melakukan operasi aritmatika dengan dasar pertambahan, sedang operasi aritmatika yang lainnya, seperti pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan. sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi arithmatika

C.  Tugas dan Fungsi Arithmetic and Logic Unit (ALU)

Tugas dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika (logical operation) meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika, yaitu:

a.    sama dengan (=)

b.    tidak sama dengan (<>)

c.    kurang dari (<)

d.    kurang atau sama dengan dari (<=)

e.     lebih besar dari (>)

f.     lebih besar atau sama dengan dari (>=)

                        Arithmatic Logical Unit (ALU) Juga Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer. ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi dan tugas tersendiri. Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift left logical), srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan lain-lain.

Arithmetic Logical Unit (ALU) merupakan unit penalaran secara logic. ALU ini merupakan Sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan membandingkan. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk dikalkulasi dan kemudian dikirim kembali ke memori. Jika CPU diasumsikan sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang berfikir untuk menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.

3.      Penjelasan mengenai proses kerja Arithmetic and Logic Unit (ALU)

            ALU akan bekerja setelah mendapat perintah dari Control Unit yang terletak pada processor. Contorl Unit akan memberi perintah sesuai dengan komando yang tertulis(terdapat) pada register. Jika isi register memberi perintah untuk melakukan proses penjumlahan, maka PC akan menyuruh ALU untuk melakukan proses penjumlahan. Selain perintah, register pun berisikan operand-operand. Setelah proses ALU selesai, hasil yang terbentuk adalah sebuah register yang berisi hasil atau suatuperintah lainnya. Selain register, ALU pun mengeluarkan suatu flag yang berfungsi untuk memberi tahu kepada kita tentang kondisi suatu processor seperti apakah processor mengalami overflow atau tidak.

Perhitungan pada ALU adalah bentuk bilangan integer yang direpresentasikan dengan bilangan biner. Namun, untuk saat ini, ALU dapat mengerjakan bilangan floating point atau bilangan berkoma, tentu saja dipresentasikan dengan bentuk bilangan biner. ALU mendapatkan data (operand, operator, dan instruksi) yang akan disimpan dalam register. Kemudian data tersebut diolah dengan aturan dan sistem tertentu berdasarkan perintah control unit. Setelah proses ALU dikerjakan, output akan disimpan dalam register yang dapat berupa sebuah data atau sebuah instruksi. Selain itu, bentuk output yang dihasilkan oleh ALU berupa flag signal. Flag signal ini adalah penanda status dari sebuah CPU. Agar komputer mengenal bilangan integer, maka para ahli komputer mengkonversi basis 10 menjadi basis 2. Seperti kita ketahui, bahwa bilangan berbasis 2 hanya terdiri atas 1 dan 0. Angka 1 dan 0 melambangkan bahwa 1 menyatakan adanya arus listrik dan 0 tidak ada arus listrik.

                                                       I.            ADDER

            Adder merupakan rangkain ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan. Karena adder digunakan untuk memproses operasi aritmatika, maka adder juga sering disebut rangkaian kombinasional aritmatika. Ada 3 jenis Adder, yaitu :

a.   Half Adder

Rangkain half adder merupakan dasar bilangan biner yang masing-masing hanya terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamakan penjumlah tak lengkap.

a)    Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0.

b)   Jika A=0 dan B=0 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 1.

c)    Jika A=1 dan B=1 dijumlahkan, hasilnya S (Sum) = 0. Dengan nilai pindahan Cy (Carry Out) = 1

Dengan demikian, half adder memiliki dua masukan (A dan B), dan dua keluaran (S dan Cy). 

A	B	S	Cy
0	0	0	0
0	1	1	0
1	0	1	0
1	1	0	1

Dari tabel diatas, terlihat bahwa nilai logika dari Sum sama dengan nilai logika dari gerbang XOR, sedangkan nilai logika Cy sama dengan gerbang logika  AND. Dari tabel diatas, dapat dibuat rangkaian half adder. 

b.    Full Adder

        Full adder adalag mengolah data penjumlahan 3 bit bilangan atau lebih (bit tidak terbatas), oleh karena itu dinamakan rangkaian penjumlah lengkap.

c.       Paralel Adder

Paralel Adder adalah rangkaian Full Adder yang disusun secara paralel dan berfungsi untuk menjumlahkan bilangan biner berapa pun bitnya, tergantung jumlah Full Adder yang diparalelkan. Gambar dibawah ini menunjukan Paralel Adder yang terdiri dari 4 buah Full Adder yang disusun paralel sehingga membentuk sebuah penjumlahan 4 bit.