MIKROPROSESSOR DALAM MIKROKOMPUTER

1 PERAN MIKROKOMPUTER DALAM SISTEM KOMPUTER

Mikrokomputer adalah suatu sistem yang berbasis mikroprosesor yang digunakan untuk memproses data dengan dengan cepat dan interkoneksi antara mikroprosesor dan dengan memory utama serta antarmuka input-output(I/O interface) yang dilakukan dengan menggunakan sistem interkoneksi bus. Mikroprosesor dengan piranti pendukungnya dikatakan membentuk suatu mikrokomputer. Jika CPU dan peralatan pendukungnya berada pada IC yang sama, serta digunakan untuk penerapan sistem kendali maka IC tersebut disebut sebagai sebuah mikrokomputer. Sistem mikrokomputer terdiri dari dari empat bagian utama, yakni:

1.1 Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit terdiri dari dua bagian utama yakni yakni Control Unit dan Arithmatic Logical Unit (ALU). Control Unit atau unit pengendali berfungsi untuk mengambil, mengkode dan melaksanakan instruksi sebuah program yang tersimpan dalam memori. Unit pengendali atau control unit juga berfungsi untuk mengatur urutan operasi seluruh sistem. Control unit atau unit pengendali berfungsi untuk menghasilkan dan mengatur signal pengendali yang diperlukan untuk menyerempakkan operasi, aliran dan instruksi program. Arithamtic Logical Unit (ALU) adalah sebuah unit yang berfungsi untuk melaksanakan operasi matematik dan operasi-operasi logika.

1.2 Memory Unit

Memory Unit (UnitPenyimpanan)adalah unit-unit yang mengandung programprogram yang bersangkutan dan data yang sedang diolah. Memory utama pada mikrokomputer terdiri dari dua macam. • RAM(Random Access Memory) RAM adalah unit memori yang dapat dibaca dan/atau ditulisi. Data dalam RAM bersifat volatile (akan hilang bila power mati). RAM hanya digunakan untuk menyimpan data sementara, yaitu data yang tidak begitu penting (tidak masalah bila hilang akibat aliran daya listrik terputus) • ROM(Read Only Memory) ROM merupakan memori yang hanya dapat dibaca. Data tidak akan terhapus meskipun aliran listrik terputus (non-volatile).

1.3 Input/Output Unit

Unit yang berhubungan dengan peripheral sistem mikrokomputer. Piranti Input/Output (I/O interface) dibutuhkan untuk menghubungkan piranti di luar sistem. I/O dapat menerima/memberi data dari/ke mikroprosesor. Untuk menghubungkan antara I/O interface dengan mikroprosesor dibutuhkan piranti address. Dua macam I/O interface yangdipakai yaitu: serial dan paralel.Piranti serial (UART/universal asynchronous receiver-transmitter) merupakan pengirimpenerima tunggal (tak serempak).UART mengubah masukan serial menjadi keluaran paralel dan mengubah masukan paralel menjadi keluaran serial. PIO (paralel input output) merupakan pengirim-penerima serempak. PIO dapat diprogram dan menyediakan perantara masukan dan keluaran dasar untuk data paralel 8 bit.

1.4 Sistem Bus

Bus menghubungkan semua komponen dalam unit mikrokomputer. Ada tiga tipe bus yaitu: • Data Bus (bus-D) : bus dengan delapan penghantar, data dapat diteruskan dalam arah bolak-balik (lebar data 8 bit) yaitu dari mikroprosesor ke unit memori atau modul I/O dan sebaliknya. • Control Bus (bus-C) : meneruskan sinyal-sinyal yang mengatur masa aktif modul mikrokomputer yang sesuai dengan yang diinginkan menurut kondisi kerja. • Address Bus (bus-A) : meneruskan data alamat (misal alamat 16 bit), dari penyimpan atau dari saluran masukan/keluaran yang diaktifkan pada saat tertentu.

Hubungan dalam masing-masing bus berupa kabel paralel 8 bit (jalur) maupum 16 bit (jalur).

2 KONSEP DASAR MIKROKOMPUTER

Mikrokomputer adalah interkoneksi antara mikroprosesor (CPU) dengan memori utama (main memory) dan antarmuka input-output (I/O devices) yang dilakukan dengan menggunakan sistim interkoneksi bus.Berikut adalah susunan gambar dari Mikrokomputer. Jadi, Mikrokomputer dapat dikatakan pula sebagai sebuah mikroprosesor (CPU) dengan ditambahkannya unit memori serta sistem I/O. Ciri utama sistem mikrokomputer adalah hubungan yang berbentuk bus. (Istilah bus diambil dari bahasa latin omnibus yang berarti kepada/untuk semua). Bus menunjukkan hubungan antara komponen-komponen secara elektris. Bus meneruskan data, alamat-alamat (address) atau sinyal pengontrol.

3 SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROPROSESOR • MikroProsessor 4004 Mikroprosesor pertama adalah intel 4004 yang dikenalkan tahun 1971, tetapi kegunaan mikroprosesor ini masih sangat terbatas, hanya dapat digunakan untuk operasi penambahan dan pengurangan. Intel meluncurkan mikroprosesor pertama di dunia, 4-bit 4004, yang didesain oleh Federico Faggin. Microprocessor 4004.Processor di awali pada tahun 1971 dimana intel mengeluarkan processor pertamanya yang di pakai pada mesin penghitung buscom. Ini adalah penemuan yang memulai memasukan system cerdas kedalam mesin. Mikroprosesor 4004 mempunyai 2.250 transistor PMOS, menangani data 4 bit, dan dapat mengeksekusi 60 ribu operasi per detik. Mikroprosesor 4004 ini adalah salah satu dari seri IC untuk komponen kalkulator tersebut: 4001: memori ROM 2.048 bit; 4002: memori RAM. • MikroProsessor 8008 Pada tahun 1972 intel mengeluarkan microprocessor 8008 yang berkecepatan hitung 2 kali lipat dari MP sebelumnya. MP ini adalah Mikroprosesor 8 bit pertama. Mp ini juga di desain untuk mengerjakan satu pekerjaan saja. Bill Gates muda dan Paul Allen coba mengembangkan bahasa pemograman untuk chip tersebut, namun saat itu masih kurang kuat. • MikroProsessor 8080 Mikroprosesor pertama yang digunakan untuk komputer di rumah adalah intel 8080, merupakan komputer 8 bit dalam satu chip yang diperkenalkan pada tahun 1974. Pada tahun 1974 intel kembali mengeluarkan Mikroprosesor terbaru dengan seri 8080, dengan 4.500 transistor yang memiliki kinerja 10 kali pendahulunya. Pada seri ini intel melakukan perubahan dari Mikroprosesor multivoltage menjadi triple voltage, teknologi yang di pakai NMOS, lebih cepat dari seri sebelumnya yang memakai teknologi PMOS. Mikroprosesor ini adalah otak pertama bagi komputer yang bernama altair. Pada saat ini pengalamatan memory sudah sampai 64 kilobyte. Kecepatanya sampai 10X mp sebelumnya. • MikroProsessor 8086

Pada tahun 1980 Intel memperkenalkan 8087 math co-processor. Dan pada 1981 IBM memilih 8088 untuk menjalankan PC-nya. Seorang eksekutif Intel kemudian mengatakannya sebagai Kemenangan besar pertama Intel. • MikroProsessor 80286 Pada tahun 1982 Intel mengenalkan Mikroprosesor 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya. Pada mikroprosesor 80286 mempunyai 134.000 transistor Mikroprosesor ini juga merupakan prosessor 16 bit.Prosessor ini mempunyai kemajuan yang relatif besar dibanding chip-chip generasi pertama. Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah. Mikroprosesor 286 ini menghasilkan kerja lebih banyak tiap tik clock daripada 8088/8086. Pada kecepatan awal (6 MHz) berunjuk kerja empat kali lebih baik dari 8086 pada 4.77 MHz. • MikroProsessor 80386 1985: Intel keluar dari bisnis RAM dinamis untuk fokus pada mikroprosesor, dan akhirnya ia mengeluarkan prosesor 80386, sebuah chip 32-bit dengan 275.000 transistor dan kemampuan menjalankan berbagai macam program sekaligus. 1986: Compaq Computer melambungkan IBM dengan PC yang didasarkan pada 80386. 1987: VIA Technologies didirikan di Fremont, Calif., mereka akan mejual chip set core logic x86. • MikroProsessor 80486 Pada tahun 1989 80486 diluncurkan, dengan 1.2 juta buah transistor dan builtin math coprocessor. Intel telah memprediksi pengembangan prosesor multicore suatu saat pada tahun 2000-an. Intel Pentium Processor • MikroProsessor Pentium Pada tahun 1993 Transistor 3.1 juta, prosesor 66-MHz Pentium dengan teknologi superscalar diperkenalkan. Prosesor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto. • MikroProsessor Pentium Pro Dirilis pada tahun 1995. Prosesor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, prosesor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam. • MikroProsessor Pentium II Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik.Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu. • MikroProsessor Celeron Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu. • MikroProsessor Pentium III Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara. Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis. • MikroProsessor Pentium IV Pada tahun 2000 Debut Pentium 4 dengan 42 juta transistor. Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz. • MikroProsessor Pentium IV Xeon Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula. • MikroProsessor Dual Core 2005: Intel menjual prosesor Dual-Core pertamanya. Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1 MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading. • MikroProsessor Core 2 Duo 2006: Intel Memperkenalkan prosesor core 2 duo di bulan juli.yang seri Conroe • MikroProsessor Core 2 Quad 2007: Intel memperkenalkan prosesor core 2 quad di bulan januari. Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP ).Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power. • MikroProsessor Core I3,I5,I7 Generasi Pertama Pada tahun 2009 Processor Intel i Series lahir. Dimulai dari Intel Core i3. Intel Core i3 merupakan varian paling value dibandingkan dua saudaranya yang lain. Processor ini akan mengintegrasikan GPU (Graphics Processing Unit) alias Graphics On-board didalam processornya. Kemampuan grafisnya diklaim sama dengan Intel GMA pada chipset G45. Selain itu Core i3 nantinya menggunakan manufaktur hybrid, inti processor dengan 32nm, sedangkan memory controller/graphics menggunakan 45nm. Code produk Core i3 adalah Arrandale. Jika Bloomfield adalah codename untuk Core i7 maka Lynnfield adalah codename untuk Core i5. Core i5 adalah seri value dari Core i7 yang akan berjalan di socket baru Intel yaitu socket LGA-1156. Tertarik begitu mendengar kata value ? Tepat ! Core i5 akan dipasarkan dengan harga sekitar USs186.Kelebihan Core i5 ini adalah ditanamkannya fungsi chipset Northbridge pada inti processor (dikenal dengan nama MCH pada Motherboard). Maka motherboard Core i5 yang akan menggunakan chipset Intel P55 (dikelas mainstream) ini akan terlihat lowong tanpa kehadiran chipset northbridge.Jika Core i7 menggunakan Triple Channel DDR 3, maka di Core i5 hanya menggunakan Dual Channel DDR 3. Penggunaan dayanya juga diturunkan menjadi 95 Watt. Chipset P55 ini mendukung Triple Graphic Cards (3x) dengan 116 PCI-E slot dan 28 PCI-E slot. Pada Core i5 cache tetap sama, yaitu 8 MB L3 cache. Intel juga meluncurkan Clarksfield, yaitu Core i5 versi mobile yang ditujukan untuk notebook. Socket yang akan digunakan adalah mPGA-989 dan membutuhkan daya yang terbilang cukup kecil yaitu sebesar 45-55 Watt. • MikroProsessor Core I3,I5,I7 Generasi kedua (Sandy Bridge) Pada tahun 2011, lahir generasi 2 dari intel core i 2000 series. Intel core i3, i5 dan i7 Sany Bridge Series. Keunggulan processor ini dari generasi sebelumnya adalah, graphic lebih maknyus, clock speed yang lebih tinggi dan TDP yang lebih rendah. Processor Seri ini menggunakan Chipset dengan socket LGA 1155. Processor unggulan Sandy Bridge Series adalah Intel Core i7 2700K. Procie ini memiliki Quard Core Processor (4 Core), Clock Speed 3.5 GHz dan turbo clock speed 3.9 GHz, Graphic Clock mode standar mencapai 850 MHz dan pada moder turbo turbo mampu mencapai kecepatan 1350 MHz, Chace dibekali 8 MB, TDP 95 W, Diproduksi pada 2011-10-24, dengan harga uss332, menggunakan socket LGA 1155 DMI 2.0, PCIe 2.0, memory Up to dual channel DDR3-1333. • MikroProsessor Core I3,I5,I7 Generasi ketiga (Ivy Bridge) Pada tahun 2012, muncul lagi intel generasi 3 yaitu Intel Core i 3000 Series dengan chipset LGA 1155 dan LGA 2011. Kenggullan dari generasi sabelumnya adalah peningkatan teknology menjadi lebih tinggi, graphic yang menggunakan seri terbaru yang tentu saja lebih cepat, clock speed yang ditingkatkan dan pengurangan TDP artinya penggunaan menjadi lebih rendah (hanya berlaku procie yang memiliki spek yang sama). Produk unggulan pada seri ini adalah Core i7 Extreme 3970X, memiliki 6 core (12 thread), clock 3.5 GHz dan turbo4.0 GHz, Chace 15 MB, TDP 150 W, Diproduksi pada 2012-11-12, dengan harga S999, menggunakan socket terbaru yaitu LGA 2011, DMI 2.0, tentu saja sudah mendukung PCIe 2.0 untuk keperluan graphic tambahan, Memory Up to quad channel DDR3-1600. • MikroProsessor Core I3,I5,I7 Generasi keempat (Haswell) Tahun 2013, Intel kembali merilis processor berteknologi tinggi. Intel generasi 4 core i 4000 series. Kenggullan dari generasi sabelumnya adalah peningkatan teknolog, graphic, clock speed dan pengurangan TDP.Produk unggulan pada seri ini adalah Core i7 Extreme 4960X, memiliki 6 core (12 thread), dengan clock speed 3.6 GHz dan turbo 4.0 GHz, chace 15 MB, TDP 130 W, Diproduksi 10 September 2013, harga S999, LGA 2011, DMI 2.0 PCIe 3.0, Memory Up to quad channel DDR3-1866 Untuk fitur, procie seri ini jauh meninggalkan seri sebelumnya. Sebut saja, Haswell series sudah mendukung PCIe veri 3.0. Sedangkan untuk memory, Haswell series mampu di pasangkan dengan memory dengan kecepatan hingga 1866 mhz.

4 SEJARAH PERKEMBANGAN KOMPUTER

Saat ini, komputer sudah semakin canggih. Tetapi, sebelumnya komputer tidak sekecil, secanggih, sekeren dan seringan sekarang. Dulu, ukuran komputer bisa menghabiskan satu ruangan penuh . Dalam pengertian dasarnya, komputer adalah menghitung. Sebelum terlahirnya komputer pertama alat hitung yang digunakan adalah sempoa dan kalkulator mekanik.Istilah Komputer berasal dari bahasa latin computare, yang berarti alat hitung, karena awalnya komputer lebih digunakan sebagai perangkat bantu dalam hal penghitungan angka-angka sebelumakhirnya menjadi perangkat multifungsi. Komputer saat ini adalah hasil evolusi panjang dari komputer zaman dahulu, yang mulanya adalah alat mekanik dan elektronik. Berikut ini contoh penemuan komputer. Oleh karena ingin lebih cepat dalam melakukan perhitungan, maka di buatlah alat hitung berbasis elekronik yaitu komputer. Sejarah awal mula diciptakannya komputer adalah untuk mempercepat perhitungan. Namun jangan beranggapan bahwa komputer pertama sama dengan sekarang. Komputer yang kita gunakan sekarang adalah hasil dari evolusi penemuan sejak dahulu. Sejarah perkembangan dan generasi komputer dari dulu hingga kini terbagi dalam 5 kali perkembangan atau generasi komputer.Sempoa atau Abacus adalah alat kuno untuk penghitungan yang terbuat dari rangka kayu dengan sederetan poros yang berisi manik manik yang bisa di geser. Alat ini digunakan untuk melakukan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian pembagian dan akar kuadrat. Muncul sekitar 5.000 Tahun yang lalu di cina dan masih digunakan di beberapa tempat hingga saat ini. Abacus dapat dianggap sebagai awal mula mesin komputasi (penghitungan). Penggunanya melakukan perhitungan dengan menggunaka biji bijian geser yang diatur pada sebuah rak. Para pedagang di masa itu menggunakan abacus untuk menghitung transaksi perdagangan. Seiring dengan munculnya pensil dan kertas, abacus kehilangan popularitasnya. Awal Mula diciptakan komputer adalah pada saat terjadinya Perang Dunia II, negara negara yang terlibat dalam perang tersebut berusaha mengembangkan komputer untuk mengeksploitasi potensi strategis yang dimiliki komputer. Hal ini meningkatkan pendanaan pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan teknologi komputer. Pada tahun 1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman membangun sebuah komputer Z3 , untuk mendesain pesawat terbang dan peluru kendali. pihak sekutu juga membuat kemajuan lain dalam pengembangan komputer. Tahun 1943, pihak inggris menyelesaikan komputer pemecah kode rahasia yang dinamakan Colossus untukmemecahkan kode rahasia yang digunakan jerman. Perkembangan Komputer Generasi I diawali dengan terciptanya komputer yang disebut Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC). Komputer ini dibuat oleh pemerintah Amerika Serikat yang bekerja sama dengan university of Pennysylvania pada tahun 1946. ENIAC terdiri atas 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder.

4.1 Komputer Generasi Pertama(1946-1959)

Electronic Numerical Integrator and Calculator (ENIAC) merupakan generasi pertama komputer digital elektronik yang digunakan untuk kebutuhan umum. Program ENIAC dirancang pada tahun 1942, dan mulai dibuat pada tahun 1943 oleh Dr. John W. Mauchly dan John Presper Eckert di Moore School of Electrical Engineering (University of Pennsylvania) dan baru selesai pada tahun 1946.ENIAC berukuran sangat besar, untuk penempatannya membutuhkan ruang 500m2. ENIAC menggunakan 18.000 tabung hampa udara, 75.000 relay dan saklar, 10.000 kapasitor, dan 70.000 resistor. Ketika dioperasikan, ENIAC membutuhkan daya listrik sebesar 140 kilowatt dengan berat lebih dari 30 ton, dan menempati ruangan 167 m2Perangkat komputer yang pertama kali dikembangkan adalah komputer untuk desain pesawat dan peluru kendali. Ilmuwan yang menggagas konsep pengembangan tersebut adalah Konrad Zuse, seorang Insinyur asal Jerman.Pertengahan 1940-an, John Von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University Of Pennysylvania dalam usaha membangun konsep desain komputer 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer.Von Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Comnputer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuah memori untuk menampung baik program atau pun data. Teknik ini memungkinkan komputer untuk berhenti pada suatu saat dan kemudian melanjutkan pekerjaannya kembali.Kunci utama arsitektur Von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (Central processor unit/ CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal. Ciri utama dari komputer generasi pertama adalah CPU.Dengan konsep itulah John Von Neumann dijuluki sebagai bapak komputer modern pertama di dunia yang konsepnya masih digunakan sampai sekarang.John Von Neumann lahir di Budapest, Hongaria 28 Desember 1903 dan meninggal pada tanggal 8 Februari 1957 di Washington DC, AS. Von Neumann sangat cerdas dalam matematika dan angka-angka.Pada usia eman tahun dia sudah dapat menghitung pembagian angka dengan delapan digit tanpa menggunakan kertas atau alat bantu lainnya. Pendidikannya dimulai di University of Budapest pada tahun 1921 di jurusan kimia.Tapi kemudian dia kembali kepada kesukaannya, matematika, dan menyelesaikan doktoralnya di bidang matematika di tahun 1928. di tahun 1930 dia mendapatakan kesempatan pergi ke Princeton University (AS).Von Neumann juga merupakan orang pertama yang mencetuskan istilah Game Theory yang kemudian berkembang menjadi ilmu tersendiri. Game theory bermanfaat untuk mensimulasikan permainan, seperti catur, bridge, dan sejenisnya. Dia juga bermanfaat untuk mensimulasikan perang. Pada tahun 1933, Institute of Advanced Studies dibentuk dan dia menjadi salah satu dari enam professor matematika di sana. Von Neumann kemudian menjadi warga negara Amerika. Tahun 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) yang di buat oleh Remington Rand, menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan model arsitektur Von Neumann. UNIVAC dimiliki oleh Badan Sensus Amerika Serikat dan General Electric.Salah satu hasil mengesankan komputer UNIVAC, yaitu prediksi kemenangan Eisenhower dalam pemilihan presiden Amerika Serikat pada tahun 1952. Komputer Generasi I memiliki ciri khas, yakni instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk satu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki program kode-biner masing masing yang berbeda yang disebut Bahasa Mesin(Machine Language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya. Berikut Karakteristik komputer Generasi I secara umum.

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.

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. Daya simpannya kecil.

11. Membutuhkan daya listrik yang besar.

Central processing unit yang terdapat dalam komputer generasi I merupakan mesin pertama yang digunakan untuk mengoperasikan seluruh sistem dalam komputer. Perangkat komputer yang pertama kali dikembangkan adalah komputer untuk desain pesawat dan peluru kendali. Ilmuwan yang menggagas konsep pengembangan tersebut adalah Konrad Zuse, seorang Insinyur asal Jerman. Kemudian, pada pertengahan 1940-an, komputer tersebut mengalami perkembangan lebih lanjut yang dilakukan oleh John von Neuman. Ciri utama dari komputer generasi pertama adalah CPU. Central processing unit yang terdapat dalam komputer generasi I merupakan mesin pertama yang digunakan untuk mengoperasikan seluruh sistem dalam komputer. Sedangkan program utama yang terdapat di komputer generasi pertama adalah machine language.

4.2 Komputer Generasi Kedua (1959-1964)

Penemuan penting telah terjadi di generasi kedua ini. Adalah transistor, alat canggih yang dapat memaksimalkan kinerja komputer dengan ukuran yang sangat kecil. Penemuan alat ini mempengaruhi perkembangan komputer pada generasi kedua. Pada 1959-1960an, para ilmuwan mencoba menggarap komputer generasi kedua. Beberapa intansi, perusahaan, universitas, serta pemerintah telah memanfaatkan kecanggihan dari komputer generasi kedua. Inti dari penemuan generasi II ini adalah transistor, yang membuat komputer generasi kedua berukuran lebih kecil daripada komputer generasi pertama. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua LARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore, California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan untuk menggantikan kode biner. Pada awal 1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan Transistor.Mereka juga memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, system operasi, dan program. Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang diterima secara luas di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi keuangan. Program yang tersimpan di dalam komputer dan , bahasa pemrograman yang ada di dalamnya memberikan fleksibilitas kepada komputer. Fleksibilitas ini meningkatkan kinerja dengan harga yang pantas bagi penggunaan bisnis. Dengan konsep ini, komputer dapat mencetak faktur pembelian konsumen dan kemudian menjalankan desain produk atau menghitung daftar gaji. Komputer digital yang pertama memiliki ukuran yang besar serta biaya yang tinggi untuk membuatnya. Kegunaan komputer pada generasi ini kebanyakan digunakan untuk perhitungan ilmiah. Contohnya ENIAC, komputer awal AS semula didesain untuk memperhitungkan tabel ilmu balistik untuk persenjataan (artileri), menghitung kerapatan penampang neutron untuk melihat jika bom hidrogen akan bekerja dengan semestinya (perhitungan ini, yang dilakukan pada Desember 1945 sampai Januari 1946 dan melibatkan dala dalam lebih dari satu juta kartu punch, memperlihatkan bentuk lalu di bawah pertimbangan akan gagal). Komputer pada generasi kedua juga memiliki sistem penyimpanannya sendiri. Yaitu, Kapasitas memori utama dikembangkan dari Magnetic Core Storage dan menggunakan simpanan luar berupa Magnetic Tape dan Magnetic Disk. Transistor dibanding dengan tabung, teknologi transistor jauh lebih efisien sebagai switch dan dapat diperkecil ke skala mikroskopik.Pada tahun 2001 peniliti Intel telah memperkenalkan silikon paling kecil dan paling cepat di dunia, dengan ukuran 20 nanometer ata sebanding dengan sepermiliar meter, yang akan digunakan pada prosesor dengan kecepatan 20 GHz (Giga Hertz).Era ini juga menandakan permulaan munculnya minikomputer yang merupakan terbesar kedua dalam keluarga komputer. Harganya lebih murah dibanding dengan generasi pertama. Komputer DEC PDP-8 adalah minikomputer pertama yang dibuat tahun 1964 untuk pengolahan data komersial. Jenis-jenis komputer lain yang muncul pada generasi ini diantaranya UNIVAC III, UNIVAC SS80, SS90, dan 1107, IBM 7070, 7080, 1400, dan 1600. Kelebihan dari komputer dizaman ini adalah bentuknya yang efisien yang tidak sebesar sebelumnya, komputer dalam generasi ini juga lebih luas penerapannya dalam kehidupan. Seperti aspek pendidikan, kesehatan, industri dan lain-lain. Sedangkan kelemahan dari komputer dimasa ini adalah transistor yang banyak menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer yaitu quartz rock (batu kuarsa). Dalam bahasa assembly digunakan kode-kode berupa singkatan yang menggantikan kode biner. Komputer mampu mendesain produk, menghitung daftar gaji, mencetak data sehingga komputer generasi kedua ini sukses di pasaran.Beberapa intansi, perusahaan, universitas, serta pemerintah telah memanfaatkan kecanggihan dari komputer generasi kedua. Inti dari penemuan generasi II ini adalah transistor, yang membuat komputer generasi kedua berukuran lebih kecil daripada komputer generasi pertama.

4.3 Komputer Generasi Ketiga(1964-1970)

Komputer generasi ketiga merupakan sebuah perkembangan yang sangat pesat dari perkembangan komputer yang ada. Komputer generasi ketiga muncul sejak era 1964-1970an. Dalam pemakaiannya, transistor membuat komputer lebih cepat panas. Dengan demikian, komputer generasi kedua mulai ditinggalkan. Kemudian seorang ilmuwan bernama Jack Billy mencoba melakukan penelitian. Kemudian pada 1958, ia menciptakan komponen yang lebih canggih dibandingkan transistor yang membuat komputer cepat panas tadi. Yakni IC atau Integrated Circuit chip kecil yang mampu menampung banyak komponen menjadi satu. Pada generasi ketiga inilah teknologi Integrated Circuit (IC) menjadi ciri utama karena mulai digunakan pada sebuah perangkat komputer hingga generasi sekarang. IC dibuat pertama kali oleh Texas Istruments dan Fairchild Semiconductor pada tahun 1959 yang hanya berisi enam transistor. Bisa kita bandingkan bahwa prosesor saat ini yang kita gunakan telah memiliki jutaan, puluhan, ratusan juta transistor, bahkan telah didesain prosesor dengan miliaran transistor. Sebuah perkembangan yang luar biasa dalam masa kurang dari setengah abad. Ciri-ciri komputer generasi ketiga adalah:

1. Karena menggunakan IC maka kinerja komputer menjadi lebih cepat dan tepat. Kecepatannya hampir 10.000 kali lebih cepat dari komputer generasi pertama.

2. Peningkatan dari sisi software.

3. Kapasitas memori lebih besar, dan dapat menyimpan ratusan ribu karakter (sebelumnya hanya puluhan ribu).

4. Menggunakan media penyimpanan luar disket magnetik (external disk) yang sifat pengaksesan datanya secara acak (random access) dengan kapasitas besar (jutaan karakter).

5. Penggunaan listrik lebih hemat.

6. Kemampuan melakukan multiprocessing dan multitasking.

7. Telah menggunakan terminal visual display dan dapat mengeluarkan suara.

8. Harganya semakin murah.

9. Kemampuan melakukan komunikasi dengan komputer lain.

IBM S/360, UNIVAC 1108, UNIVAC 9000, Burroughts 5700, 6700, 7700, NCR Century, GE 600, CDC 3000, 6000, dan 7000, PDP-8, dan PDP-11 (pabrik pembuatnya adalah Digital Equipment Corporation) merupakan contoh-contoh komputer generasi ketiga. Dengan begitu, ukuran komputer menjadi lebih kecil. Pun, pada komputer generasi ketiga juga lebih cepat disektor sistem operasi dan mampu menjalankan beberapa program secara bersamaan.

4.4 Komputer Generasi KeEmpat (1979-2000an)

Komputer generasi keempat merupakan kelanjutan dari generasi III. Bedanya bahwa IC pada generasi IV lebih kompleks dan terintegrasi.Pada generasi ini, komputer yang menggunakan chip IC kemudian dikembangkan lagi. Perusahaan Very Large Scale Integration mencoba melakukan pengembangan tersebut pada 1980-an. Walhasil, satu chip tunggal dapat menampung ribuan komponen.Sejak tahun 1970 ada dua perkembangan yang dianggap sebagai komputer generasi IV. Pertama, penggunaan Large Scale Integration (LSI) yang disebut juga dengan nama Bipolar Large Large Scale Integration.LSI merupakan pemadatan beribu-ribu IC yang dijadikan satu dalam sebuah keping IC yang disebut chip. Istilah chip digunakan untuk menunjukkan suatu lempengan persegi empat yang memuat rangkaian terpadu IC. LSI kemudian dikembangkan menjadi Very Large Scale Integration (VLSI) yang dapat menampung puluhan ribu hingga ratusan ribu IC.Selanjutnya dikembangkannya komputer mikro yang menggunakan mikroprosesor dan semikonduktor yang berbentuk chip untuk memori komputer internal sementara generasi sebelumnya menggunakan magnetic core storage.Perusahaan Intel pada tahun 1971 memperkenalkan mikrokomputer 4 bit yang menggunakan chip prosesor dengan nama 4004 yang berisi 230 transistor dan berjalan pada 108 KHz (Kilo-Hertz) dan dapat mengeksekusi 60.000 operasi per detik.Dilanjutkan pada tahun 1972, Intel memperkenalkan mikrokomputer 8008 yang memproses 8 bit informasi pada satu waktu. Selanjutnya mikroprosesor 8080 dibuat pada tahun 1974, dan merupakan prosesor untuk tujuan umum pertama.Sebelumnya prosesor 4004 dan 8008 dirancang untuk kebutuhan aplikasi tertentu, dan prosesor 8080 memiliki kemampuan lebih cepat dan memilki set instruksi yang lebih kaya, serta memiliki kemampuan pengalamatan yang lebih besar. Pada generasi keempat ini tampilan monitor masih satu warna (green color).Komputer-komputer generasi keempat diantaranya adalah IBM 370, Apple I dan Apple II, PDP-11, VisiCalc, dan Altair yang menggunakan prosesor Intel 8080, dengan sistem operasi CP/M (Control Program for Microprocessor), dengan bahasa pemrograman Microsoft Basic (Beginners Allpurpose Symbolic Instruction Code).Sebagai catatan bahwa pada komputer-komputer generasi keempat ini tidak satupun yang PC-Compatible atau Macintosh-Compatible. Sehingga pada generasi ini belum ditentukan standar sebuah komputer terutama personal computer (PC).Dari sinilah, istilah personal computer atau PC muncul. Artinya, perangkat komputer mulai dipasarkan ke sektor perorangan. Tak berhenti sampai di situ, muncullah perangkat komputer yang mudah dibawa ke mana-mana, yaitu Laptop.

4.5 Komputer Generasi Kelima

Komputer generasi kelima adalah yang saat ini tengah dilakukan oleh berbagai vendor elektronik. Komputer generasi kelima kerap disebut sebagai komputer generasi masa depan. Pada perkembangan selanjutnya perubahan besar terjadi bahwa sejak IBM-PC diperkenalkan dan bukan menjadi satu-satunya manufaktur PC-compatible, maka standar baru dalam dunia industri PC lebih dikembangkan oleh perusahaan lain seperti Intel dan Microsoft yang dipelopori oleh W. Bill Gates yang menjadi pionir standar hardware dan software dunia.Beberapa bukti kecil adalah munculnya smartphone, tablet, phablet, netbook, ultrabook, dan banyak lagi. Sejarah perkembangan komputer generasi kelima adalah komputer yang kita gunakan sekarang ini. Pada generasi ini ditandai dengan munculnya: LSI (Large Scale Integration) yang merupakan pemadatan ribuan microprocessor ke dalam sebuah microprocesor. Selain itu, juga ditandai dengan munculnya microprocessor dan semi conductor.Perusahaanperusahaan yang membuat micro-processor di antaranya adalah Intel Corporation, Motorola, Zilog dan lainnya lagi. Di pasaran bisa kita lihat adanya microprocessor dari Intel dengan model 4004, 8088, 80286, 80386, 80486, dan Pentium.Pentium-4 merupakan produksi terbaru dari Intel Corporation yang diharapkan dapat menutupi segala kelemahan yang ada pada produk sebelumnya. Di samping itu, kemampuan dan kecepatan yang dimiliki Pentium-4 juga bertambah menjadi 2 Ghz.Tahun 2001 Intel mengumumkan prosesor Itanium yang merupakan prosesor dengan basis arsitektur 64 bit (IA-64) pertama. Itanium merupakan prosesor pertama milik Intel dengan instruksi-instruksi 64 bit dan akan menelurkan satu generasi baru dari sistem operasi dan aplikasi, sementara masih mempertahankan backward compatibility dengan software 32 bit. Perlu diketahui bahwa sejak dikeluarkannya prosesor 386, komputer beroperasi pada 32 bit per satuan waktu dalam mengeksekusi informasi hingga Pentium 4. Hingga sekarang komputer yang digunakan kebanyakan masih yang berbasis 32 bit. Pada generasi pentium, selain ciri khas pada peningkatan kecepatan akses datanya juga tampilan gambar sudah beresolusi (kualitas gambar) bagus dan berwarna serta multimedia, dan yang lebih penting adalah fungsi komputer menjadi lebih cerdas. Meskipun komputer pada generasi ini ukuran fisiknya menjadi lebih kecil dan sederhana namun memiliki kemampuan yang semakin canggih. Pada generasi kelima ini, telah dilakukan pengembangan dengan apa yang dinamakan Josephson Junction, teknologi yang akan menggantikan chip yang mempunyai kemampuan memproses trilyunan operasi perdetik sementara teknologi chip hanya mampu memproses miliaran operasi perdetik.Komputer pada generasi ini akan dapat menerjemahkan bahasa manusia, manusia dapat langsung bercakap-cakap dengan komputer serta adanya penghematan energi komputer. Sifat luar biasa ini disebut sebagai Artificial Intelligence, selain itu juga berbasis Graphic User Interface (GUI), multimedia, dan multikomunikasi. Contoh-contoh komputer yang lahir pada generasi kelima berbasis x86, seperti chip 286 yang diperkenalkan pada tahun 1982 dengan 134.000 transistor, kemudian chip 386 pada tahun 1983 dengan 275.000 transistor, sedangkan chip 486 diperkenalkan tahun 1989 yang memiliki 1,2 juta transistor.Selanjutnya pada tahun 1993 Intel memperkenalkan keluarga prosesor 586 yang disebut Pentium 1 dengan jumlah transistor 3,1 juta untuk melakkan 90 MIPS (Million Instruction Per Second). Kemudian dilanjutkan pada generasi berikutnya yaitu Pentium 2, 3, dan 4.Gambar-gambar yang ditampilkan menjadi lebih halus dan lebih tajam, di samping itu kecepatan memproses, mengirim ataupun menerima gambar juga menjadi semakin cepat.Dengan teknologi komputer yang ada saat ini, agak sulit untuk dapat membayangkan bagaimana komputer masa depan. Dengan teknologi yang ada saat ini saja kita seakan sudah dapat menggenggam dunia.Dari sisi teknologi beberapa ilmuan komputer meyakini suatu saat tercipta apa yang disebut dengan biochip yang dibuat dari bahan protein sitetis. Robot yang dibuat dengan bahan ini kelak akan menjadi manusia tiruan. Sedangkan teknologi yang sedang dalam tahap penelitian sekarang ini yaitu mikrooptik serta input-output audio yang mungkin digunakan oleh komputer yang akan datang. Ahli-ahli sains komputer sekarang juga sedang mencoba merancang komputer yang tidak memerlukan penulisan dan pembuatan program oleh pengguna. Komputer tanpa program (programless computer) ini mungkin membentuk ciri utama generasi komputer yang akan datang.

5 TERMINOLOGI DASAR MIKROKOMPUTER

5.1 Terminologi (bit)

Bit merupakan singkatan dari binary digit. Bit direpresentasikan dengan nilai 0 dan 1. Ukuran bit pada komputer menunjukkan jumlah bit yang dapat diproses. Sebagai contoh, sebuah komputer 32-bit dapatmemproseskatasebanyak32bit. 8bit=1byte. 4bit=nibble

5.2 Terminologi (ALU)

Arithmetic logic unit (ALU) adalah sirkuit digital dimana dapat melakukan operasi arimatika dan lojik di dua n-bit kata digital. Nilai n dapat berupa 4,8,16,32 atau 64. Sebuah grup bit dinamakan kata (words) digital. Operasi yang dilakukan ALU adalah pejumlahan, pengurangan, AND, OR, dan perbandingan dua dua n-bit katadigital. Ukuran ALU didefinisikan oleh ukuran komputer.Misalnya, sebuah komputer 32-bit memiliki ALU sebanyak 32-bit

5.3 Terminologi (Address)

Address, adalah sebuah pola dengan nilai 1 dan 0, yang merepresentasikan lokasi spesifik dari sebuah memori atau perangkatI/O. Micoprosssor8-bit memiliki 16 baris address,dan 16 baris ini dapat menghasilkan 216 address yang unik. 16bit address dimulai dari 0000000000000000 sampai dengan 1111111111111111, menghasilkan 65536 kombinasi address yang berbeda.

5.4 Terminologi (ROM dan RAM)

Read-only memory (ROM) adalah media penyimpanan kata digital.Kontennya bersifat permanen ketika diprogram. ROM bersifat nonvolatile, konten di dalam ROM akan tetap eksis meskipun tidak ada aliran listrik. Random access memory (RAM) adalah media penyimpanan kata digital. Tidak hanya dapat membaca isi konten, namun dapatmengubahisikontenpadaaddresstertentu. RAM bersifat volatile, dibutuhkan aliran listrik untuk menyimpankonten.

5.5 Terminologi (Register)

Register dapat ditinjau sebagai media penyimpanan yang volatile untuk beberapa bit. Bit ini dimungkinkan diatur ke dalam register secara bersamaan (parallel) atau sekuensial (serially) dari kanan ke kiri, atau kiri ke kanan, 1 bit pada satu satuan waktu. Sebuah register 8 bit yang menyimpan bit 11110000 direpresentasikan sebagai berikut:

5.6 Terminologi(Bus)

Bus diartikan sebagai serangkaian konduktor (atau kabel) dengan jumlah tertentu, yang diorganisaskan untuk menyediakan layanan komunikasi antar elemen yang berbeda-beda didalam sistem microcomputer. Normalnya sebuah micoprocessor memiliki sebuah address bus,data bus dancontrol bus. Instruksi dari memory dan data menuju/dari memory biasanya ditransfer melalui data bus. Sinyal kontrol control signal bus. Bus-bus kadangkala berkerja secara bidirectional ,yaitu informasi bisa ditransmisikan di kedua arah. Namun, biasanya bus bekerja disatu arah dalam satu waktu.

5.7 Terminologi(Instruction Set)

Instruction set dari sebuah mikroprosessor adalah daftar perintah yang didesain untuk dieksekusi. Instruksi yang umum adalah ADD, SUBTRACT dan STORE. Jika sebuah mikroprosessor mempunyai alokasi 3 bit untuk merepresentasikan instruksi, maka mikroprosessor akan mengenali maksimum23 atau 8 instruksi yang berbeda.

5.8 Terminologi(Clock)

Microcomputer membutuhkan sinkronisasi terhadap semua komponen pendukungnya, ini dapat dijalankan dengan bantuan clock atau timing circuits.

5.9 Terminologi(Chip)

Chip adalah sebuah paket integrated circuit (IC) yang mengandung sirkuit digital.

5.10 Terminologi(Gate)

Gate atau gerbang adalah operator lojik seperti AND, OR danNOT.

5.11 Terminologi(Speed power product)

Speed power product (SPP) adalah ukuran performa dari gerbang logika (logic gate), satuannya adalah picojoule (pJ). SPP didapat dari perkalian antara kecepatan(nS) dan power dissipation/pemborosan energi (mW) pada sebuah gerbang (gate).

Sumber : derrymayendra.blogspot.com
                staffsite.gunadarma.ac.id