Sejarah Perkembangan Komputer

A. Pendahuluan

Apabila kita berbicara tentang sejarah perkembangan komputer, maka kita juga akan berbicara tentang “perhitungan” dan “pengolahan data” karena pada awalnya komputer diciptakan untuk membantu pekerjaan manusia dalam hal perhitungan dan pengolahan data. Kata “komputer” berasal dari bahasa latin “computare” yang berarti “menghitung”, maka tidak heran apabila kita melihat
kilas balik sejarah komputer yang menyatakan bahwa alat hitung yang pertama kali ditemukan yaitu “abacus” merupakan awal dimulainya perkembangan komputer. Alat hitung pertama tersebut merupakan alat hitung manual yang pada masanya digunakan untuk membantu manusia dalam melakukan perhitungan baik dikalangan para pedagang, masyarakat umum, maupun sekolah pada masa tersebut.

Proses pengolahan data telah dilakukan oleh manusia sejak zaman dahulu kala dengan alat manual maupun alat mekanik dan elektronik. Alat-alat tersebut digunakan untuk membantu manusia dalam penghitungan dan pengolahan data supaya bisa mendapatkan hasil lebih cepat. Komputer yang berkembang saat ini merupakan sebuah evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak pertama kali alat hitung atau pengolah data (komputasi) ditemukan.

Saat ini komputer dan piranti pendukungnya telah masuk dalam setiap aspek kehidupan dan pekerjaan manusia dan memiliki kemampuan yang lebih dari sekedar perhitungan matematik biasa. Penggunaan atau pemanfaatan komputer memang sudah meliputi berbagai aspek kehidupan dan pekerjaan manusia, diantaranya adalah pemanfaatan komputer di kantor-kantor, di dunia pendidikan sebagai media belajar maupun sebagai pengolah data, di dunia bisnis, keuangan maupun ekonomi komputer sangat berperan penting, misalnya bank-bank dan lembaga keuangan lainnya yang melakukan layanan online, bursa efek dan pasar saham, promosi produk atau pasar online dan lain sebagainya, sistem komputer di kassa supermarket yang mampu membaca kode barang belanjaan, sentral telepon yang menangani jutaan panggilan dan komunikasi, pengaturan penerbangan di perusahaan-perusahaan penerbangan, di dunia kesehatan komputer juga digunakan sebagai alat diagnosa dan penelitian, jaringan komputer dan internet yang mennghubungkan berbagai tempat di dunia, dan banyak lagi aspek kehidupan dan pekerjaan lainnya yang menggunakan komputer.

Melihat kilas balik sejarah, perkembangan komputer dimulai sejak digunakannya  Abacus yang ditemukan di Babylonia (Irak) sekitar 5000 tahun yang lalu  yang merupakan alat perhitungan manual pertama, baik di lingkup sekolah maupun kalangan pedagang pada saat itu. Perkembangan komputer terus berkembang pada periode selanjutnya dengan ditemukannya alat-alat hitung mekanikal sejenis yaitu Pascaline yang ditemukan oleh Blaine Pascal pada tahun 1642, Arithometer oleh Charles Xavier Thomas de Colmar pada tahun 1820, Babbage’s Folly oleh Charles Babbage pada tahun 1822, dan Hollerith oleh Herman Hollerith pada tahun 1889. Alat-alat tersebut masih berbentuk mesin tanpa tenaga listrik dengan ukuran dan kerumitan strukturnya berdasarkan atas tingkat pengoperasian perhitungan yang dilakukan. Barulah pada tahun 1940, era baru komputer elektrik dimulai dengan ditemukannya komputer elektrik yang menerapkan sistem aljabar Boolean.

B. Perkembangan Komputer Sebelum tahun 1940

1. Abacus

Muncul sekitar 5000 tahun yang lalu di Asia kecil dan masih digunakan di beberapa tempat hingga saat ini, dianggap sebagai awal mula mesin komputasi. Alat ini memungkinkan penggunanya untuk melakukan perhitungan menggunakan biji-bijian geser yang diatur pada sebuh rak. Para pedagang di masa itu menggunakan abacus untuk menghitung transaksi perdagangan. Seiring dengan munculnya pensil dan kertas, terutama di Eropa, Abacus kehilangan popularitasnya.

2. Kalkulator roda numerik ( numerical wheel calculator )

Pada tahun 1642, Blaise Pascal (1623-1662), yang pada waktu itu berumur 18 tahun, menemukan apa yang ia sebut sebagai kalkulator roda numerik (numerical wheel calculator) untuk membantu ayahnya melakukan perhitungan pajak.

Kotak persegi kuningan ini dinamakan Pascaline, menggunakan delapan roda putar bergerigi untuk menjumlahkan bilangan hingga delapan digit. Alat ini merupakan alat penghitung bilangan berbasis sepuluh. Kelemahan alat ini adalah hanya terbataas untuk melakukan penjumlahan.

3. Kalkulator roda numerik 2

Tahun 1694, seorang matematikawan dan filsuf Jerman, Gottfred Wilhem von Leibniz (1646-1716) memperbaiki Pascaline dengan membuat mesin yang dapat mengalikan. Sama seperti pendahulunya, alat mekanik ini bekerja dengan menggunakan roda-roda gerigi. Dengan mempelajari catatan dan gambar-gambar yang dibuat oleh Pascal, Leibniz dapat menyempurnakan alatnya.

4. Kalkulator Mekanik

Charles Xavier Thomas de Colmar menemukan mesin yang dapat melakukan empat fungsi aritmatik dasar. Kalkulator mekanik Colmar, arithometer, mempresentasikan pendekatan yang lebih praktis dalam kalkulasi karena alat tersebut dapat melakukan penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian. Dengan kemampuannya, arithometer banyak dipergunakan hingga masa Perang Dunia I. Bersama-sama dengan Pascal dan Leibniz, Colmar membantu membangun era komputasi mekanikal.

5. Mesin Differensial

Awal mula komputer yang sebenarnya dibentuk oleh seorang profesor matematika Inggris, Charles Babbage (1791-1871). Tahun 1812, Babbage memperhatikan kesesuaian alam antara mesin mekanik dan matematika:mesin mekanik sangat baik dalam mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan, sedang matematika membutuhkan repetisi sederhana dari suatu langkah-langkah tertentu. Usaha Babbage yang pertama dilakukan pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan persamaan differensil, mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan kalkulasi serta mencetak hasilnya secara otomatis.

6. Analytical Engine

Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun, Babbage terinspirasi membuat komputer general-purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine. Asisten Babbage, Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Anlytical Engine kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dalam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980, Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya.

Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu perforasi untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Sensus sebelumnya yang dilakukan di tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungan. Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus.

Pada masa berikutnya, beberapa insinyur membuat penemuan baru lainnya. Vannevar Bush (1890-1974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan differensial di tahun 1931. Mesin tersebut dapat menyelesaikan persamaan differensial kompleks yang selama ini dianggap rumit oleh kalangan akademisi. Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan. Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang menerapkan aljabar Boolean pada sirkuit elektrik. Pendekatan ini didasarkan pada hasil kerja George Boole (1815-1864) berupa sistem biner aljabar, yang menyatakan bahwa setiap persamaan matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau salah. Dengan mengaplikasikan kondisi benar-salah ke dalam sirkuit listrik dalam bentuk terhubung-terputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer elektrik pertama di tahun 1940. Namun proyek mereka terhenti karena kehilangan sumber pendanaan.

C. Perkembangan Komputer Setelah tahun 1940

Perkembangan komputer setelah tahun 1940 dibagi menjadi 5 generasi, yakni :

1. Komputer generasi pertama (1940-1959)

Perang Dunia Kedua mendorong negara-negara yang ikut dalam perang tersebut berusaha untuk mengembangkan komputer yang akan mereka gunakan untuk mengeksploit potensi strategis yang dimiliki komputer untuk kepentingan memenangkan peperangan. Karena hal ini pula, maka terjadi peningkatan pendanaan dari negara untuk mempercepat pengembangan komputer serta kemajuan teknik komputer. Pada tahun 1941, seorang insinyur Jerman Konrad Zuse berhasil membangun sebuah komputer Z3 yang digunakan untuk mendesain pesawat terbang dan juga peluru kendali.

Dilain pihak, sekutu juga membuat kemajuan dalam hal pengembangan kekuatan komputer.  Pada tahun 1943, Inggris berhasil menyelesaikan komputer yang digunakan untuk memecahkan kode rahasia yang diberi nama Colossus, untuk memecahkan kode rahasia yang digunakan militer Jerman. Dan dampak dari pembuatan Colussus ini tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap perkembangan industri komputer dikarenakan beberapa alasan yaitu:

Colossus bukan merupakan komputer general (serba guna), hanya digunakan untuk memecahkan kode rahasia saja. Dan keberadaan komputer ini dijaga kerahasiaannya hingga satu dekade setelah perang berakhir.

Amerika Serikat juga berhasil mencapai kemajuan lainnnya, yaitu seorang insinyur Harvard Howard H.Aiken (1900-1973) yang bekerja dengan IBM berhasil memproduksi kalkulator elektronik untuk US Navy. Kalkulator tersebut berukuran panjang setengah lapangan bola kaki dan memiliki rentang kabel sepanjang 500mil.  The Harvd-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, atau Mark I, merupakan komputer relai elektronik. Ia menggunakan sinyal elektromagnetik untuk menggerakkan komponen mekanik. Mesin tersebut beropreasi dengan lambat (ia membutuhkan 3-5 detik untuk setiap perhitungan) dan tidak fleksibel (urutan kalkulasi tidak dapat diubah). Kalkulator tersebut dapat melakukan perhitungan aritmatik dasar dan persamaan yang lebih kompleks.

Perkembangan komputer gemerasi kesatu adalah :

a. ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator )

Dirancang oleh Dr John Mauchly dan Presper Eckert pada tahun 1946.

Numerical Integrator and Computer (ENIAC), yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania . Terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengkonsumsi daya sebesar 160kW.

b. EDVAC Computer (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

Pada pertengahan 1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University of Pennsylvania dalam usha membangun konsep desin komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuh memori untuk menampung baik program ataupun data. Teknik ini memungkinkan komputer untuk berhenti pada suatu saat dan kemudian melanjutkan pekerjaannya kembali. Kunci utama arsitektur Von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal.

Penggunaan tabung vakum juga telah dikurangi di dalam perancangan komputer EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) di mana proses perhitungan menjadi lebih cepat dibandingkan 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

Tahun 1951,UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) yang dibuat oleh Remington Rand, menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan model arsitektur von Neumann tersebut.

Badan Sensus Amerika Serikat dan General Electric memiliki UNIVAC. Salah satu hasil mengesankan yang dicapai oleh UNIVAC dalah keberhasilannya dalam memprediksi kemenangan Dwilight D. Eisenhower dalam pemilihan presiden tahun 1952.

Komputer generasi pertama menggunakan tabung vakum untuk memproses dan menyimpan data. Ia menjadi cepat panas dan mudah terbakar, oleh karena itu beribu-ribu tabung vakum diperlukan untuk menjalankan operasi keseluruhan komputer. Komputer ini juga memerlukan banyak tenaga elektrik yang menyebabkan gangguan elektrik dikawasan sekitarnya. Komputer generasi pertama ini 100% elektronik dan membantu para ahli dalam menyelesaikan masalah perhitungan dengan cepat dan tepat. Komputer generasi ini sudah mulai menyimpan data yang dikenal sebagai konsep penyimpanan data (stored program concept) yang dikemukakan oleh John Von Neuman.

Ciri komputer generasi pertama :

1.     Penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar)

2.     Adanya silinder magnetik untuk penyimpanan data.

3.     Instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu.

4.     Setiap komputer memiliki program kodebiner yang berbeda yang disebut “bahasa mesin” (machine language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya.

2. Komputer generasi kedua (1959 -1964)

Pada tahun 1948, dengan ditemukannya transistor  penggunaan tabung vakum di televisi, radio, dan komputer digantikan oleh transistor sehingga ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis. Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956.

Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor serta memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program. Selain penemuan transistor, penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik juga membantu pengembangan komputer generasi kedua menjadi lebih kecil, lebih cepat, dan lebih dapat diandalkan, serta lebih hemat energi dibanding generasi pendahulunya. Komputer generasi kedua dikembangkan untuk digunakan di laboratorium energi atom dan menangani data dalam jumlah yang besar. Karena harganya yang mahal dan terlalu komplek untuk kebutuhan bisnis, sehingga membatasi kepopuleran komputer tersebut.

Komputer generasi kedua menggunakan bahasa assembly, yaitu bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan untuk menggantikan kode biner menggantikan bahasa mesin. Komputer generasi kedua mulai sukses di bidang bisnis, di universitas-universitas, dan di pemerintahan sekitar pada awal tahun 1960-an.

Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. 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.

Salah satu komputer pada masa ini adalah IBM 1401. 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, sehingga lebih meningkatkan kinerja, komputer dapat mencetak faktur pembelian konsumen dan kemudian menjalankan desain produk atau menghitung daftar gaji. 

Pada generasi ini bermunculan pula beberapa bahasa pemograman, seperti bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) yang mulai umum digunakan pada saat itu. Bahasa pemograman ini menggantikan kode mesin yang rumit dengan kata-kata, kalimat, dan formula matematika yang lebih mudah dipahami oleh manusia sehingga memudahkan seseorang untuk memprogram dan mengatur komputer. Seiring munculnya bahasa pemograman baru ternyata berdampak terhadap munculnya berbagai macam karir baru, seperti programmer, analyst, dan ahli sistem komputer. Industri piranti lunak juga mulai bermunculan dan berkembang pada masa komputer generasi kedua ini.

Ciri komputer generasi kedua :

1.     Penggunaan transistor sehingga ukurannya lebih kecil.

2.     Adanya pengembangan memori intimagnetik yang membantu pengembangan komputer generasi kedua menjadi lebih kecil, lebih cepat, dan lebih dapat diandalkan, serta lebih hemat energi dibanding generasi pendahulunya.

3.     Penggantian dari bahasa mesin menjadi bahasa Asembly.

4.     Muncul bahasa pemrograman COBOL dan FORTRAN.

3. Komputer generasi ketiga (1964 - awal 80an)

Pada generasi ketiga ini komputer sudah mulai menggunakan sistem operasi (operating system) dan sirkuit terintegrasi (IC). Penggunaan IC membuat komputer generasi ketiga menjadi lebih kecil daripada komputer generasi sebelumnya.

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor memiliki kelemahan yaitu menghasilkan panas yang cukup besar yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer tetapi bisa diatasi menggunakan Batu kuarsa (quartz rock).

Seorang insinyur di Texas Instrument bernama Jack Kilby, berhasil mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC: integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

Ciri komputer generasi ketiga :

1.     Penggunaan IC(Intregrated Circuit)

2.     Ukuran komputer menjadi lebih kecil

3.     Ditemukannya Sistem Operasi

4. Komputer generasi keempat (awal 80an)

Dengan ditemukannya  IC(Intregrated Circuit) pada generasi sebelumnya, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas, yakni mengecilkan ukuran sirkuit dan komponen-komponen elektrik. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) berhasil memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip , Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Hal tersebut mendorong turunnya harga dan ukuran komputer,  dan meningkatkan daya kerja, efisiensi serta keterandalan komputer.

Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC(Intregrated Circuit)  dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC(Intregrated Circuit)  dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik. Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dan mobil dengan electronic fuel injection juga dilengkapi dengan microprosesor.

Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum yang disebut dengan minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang
mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih
canggih dan dapat diprogram. 

Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop). Pada masa ini IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan pasar komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena mempopulerkan sistem grafis pada komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer yang berbasis teks. Macintosh juga mempopulerkan penggunaan piranti mouse.

Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat.

Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Komputer jaringan memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas. Dengan menggunakan perkabelan langsung (disebut juga local area network, LAN), atau kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.

Ciri komputer generasi keempat:

1.     Digunakannya LSI,VLSI, ULSI

2.     Digunakannya microprosesor

5. Komputer generasi kelima ( masa depan )

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semakin
memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neuman. Model non Neuman akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi.

Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology)
juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia.