Penemuan
komputer dimulai oleh Charles Babbage (1791-1871) seorang profesor
matematika Inggris. Tahun 1812, Babbage memperhatikan kesesuaian antara
mesin mekanik dan matematika: mesin mekanik sangat baik dalam
mengerjakan tugas yang sama berulangkali tanpa kesalahan; sedang
matematika membutuhkan pengulangan sederhana dari suatu langkah-langkah
tertentu. Masalah tersebut kemudian berkembang hingga menempatkan mesin
mekanik sebagai alat untuk menjawab kebutuhan mekanik.
Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul 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 penghitungan serta mencetak hasilnya secara
otomatis.
Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama
sepuluh tahun, Babbage terinspirasi untuk memulai membuat komputer
general-purpose (multi guna) 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
Analytical 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.
Analytical Engine tidak pernah selesai dikerjakan. Alat itu terdiri
dari sekitar 50.000 komponen. Mesin ini menggunakan kartu-kartu
berlubang-lubang (kartu perforasi) yang berisi instruksi operasi bagi
mesin tersebut. Kartu-kartu berlubang atau punched card sebenarnya
pertama kali digunakan untuk mengontrol mesin tenun.
Pada
1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu
berlubang-lubang untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah
menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro
Sensus Amerika Serikat. Sensus sebelumnya pada tahun 1880 membutuhkan
waktu tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungannya. Dengan
berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan
waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus.
Hollerith menggunakan kartu perforasi untuk memasukkan data sensus yang
kemudian diolah oleh alat tersebut secara mekanik. Sebuah kartu dapat
menyimpan hingga 80 variabel. Dengan menggunakan alat tersebut, hasil
sensus dapat diselesaikan dalam waktu enam minggu. Selain memiliki
keuntungan dalam bidang kecepatan, kartu tersebut berfungsi sebagai
media penyimpan data. Tingkat kesalahan perhitungan juga dapat ditekan
secara drastis.
Hollerith kemudian mengembangkan alat
tersebut dan menjualnya ke masyarakat luas. Ia mendirikan Tabulating
Machine Company pada tahun 1896 yang kemudian menjadi International
Business Machine (IBM) pada tahun 1924 setelah mengalami beberapa kali
merger. Perusahaan lain seperti Remington Rand and Burroghs juga
memproduksi alat pembaca kartu perforasi untuk usaha bisnis. Kartu
perforasi digunakan oleh kalangan bisnis dan pemerintahan untuk
pemrosesan data hingga tahun 1960.
Setelah masa Hollerith
beberapa insinyur membuat penemuan baru lainnya. Vannevar Bush
(1890-1974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan
differensial 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.
a. Komputer Generasi Pertama (1940 s.d. 1959)
Perang Dunia Kedua membuat negara-negara yang terlibat dalam perang
tersebut mengembangkan komputer untuk menggunakan potensi yang dimiliki
komputer untuk memenangkan perang. Hal ini meningkatkan pendanaan
pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan teknik komputer.
Komputer pada masa ini digunakan untuk membantu pembuatan peluru kendali
sampai pembuatan bom atom.
Dari pihak Jerman pada tahun
1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman membangun sebuah komputer,
Z3, untuk mendesain pesawat terbang dan peluru kendali. Tetapi karya
Konrad Zuse tidak banyak diketahui sebab banyak yang rusak ketika
terjadi pemboman. Pihak sekutu juga membuat kemajuan pada bidang
komputer. Tahun 1943, pihak Inggris menyelesaikan komputer pemecah kode
rahasia yang dinamakan Colossus untuk memecahkan kode-rahasia yang
digunakan Jerman. Tetapi Colossus tidak terlalu mempengaruhi
perkembangan industri komputer Colossus hanya didesain untuk memecahkan
kode rahasia dan bukan komputer serba guna (general-purpose computer).
Selain itu keberadaan mesin ini dijaga kerahasiaannya hingga satu dekade
setelah perang berakhir.
Pihak
Amerika juga membuat pengembangan komputer pada masa perang dunia II.
Howard H. Aiken (1900-1973), seorang insinyur dari Harvard yang bekerja
dengan IBM, berhasil memproduksi kalkulator elektronik untuk US Navy
(Angkatan Laut Amerika). Kalkulator tersebut berukuran panjang setengah
lapangan sepak bola dan memiliki rentang kabel sepanjang 500 mil dengan
nama The Harvard-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, atau Mark
I. Mark I merupakan komputer relai elektronik. Mesin tersebut
beroperasi dengan lambat (membutuhkan 3-5 detik untuk setiap
perhitungan) dan tidak fleksibel (urutan kalkulasi tidak dapat diubah).
Kalkulator tersebut dapat melakukan perhitungan aritmatika dasar dan
persamaan yang lebih kompleks.
Perkembangan komputer lainnya
adalah pembuatan Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC),
yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan
University of Pennsylvania. ENIAC dirancang oleh John Presper Eckert
(1919-1995) dan John W. Mauchly (1907-1980)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.
ENIAC merupakan komputer serba guna (general purpose computer) yang
bekerja 1000 kali lebih cepat dibandingkan Mark I.
Pada
pertengahan 1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim
University of Pennsylvania dalam usaha membangun konsep desain komputer
yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von
Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Computer
(EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuah memori untuk menampung 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.
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 adalah beberapa organisasi
yang memiliki UNIVAC. Salah satu hasil mengesankan yang dicapai oleh
UNIVAC adalah keberhasilannya dalam memprediksi kemenangan Dwilight D.
Eisenhower dalam pemilihan presiden tahun 1952.
Ciri khusus dari komputer Generasi pertama adalah
- Penggunaan
instruksi operasi yang dibuat secara spesifik untuk suatu tugas
tertentu. Sehingga setiap komputer memiliki “bahasa mesin” (machine
language) yang berbeda yang menyebabkan komputer sulit untuk diprogram
dan membatasi kecepatannya.
- Penggunaan tabung hampa udara
- Ukuran komputer yang sangat besar,
- menggunakan tenaga listrik sangat besar
- Penggunaan silinder magnetik untuk penyimpanan data.
b. Komputer Generasi Kedua (1959 s.d. 1965)
Komputer generasi kedua dipengaruhi oleh penemuan transistor pada
tahun 1948. Transistor menggantikan tube vakum pada peralatan elektronik
sehingga ukuran mesin-mesin elektronik berkurang drastis.
Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956.
Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik yang
membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih
cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para
pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru adalah
superkomputer buatan IBM bernama Stretch, dan supercomputer buatan
Sprery-Rand bernama LARC. Komputer-komputer ini dikembangkan untuk
laboratorium energi atom. 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-singkatan 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 mirip dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam
disket, memory, sistem operasi, dan program.
Komputer
generasi kedua yang terkenal adalah IBM 1401 yang telah 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. Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu
adalah bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language (COBOL) dan
Formula Translator (FORTRAN).
Bahasa pemrograman menggantikan
kode mesin yang rumit dengan kata-kata, kalimat, dan formula matematika
yang lebih mudah dipahami oleh manusia. Hal ini memudahkan seseorang
untuk memprogram dan mengatur komputer. Berbagai macam karir baru
bermunculan (programmer, analyst, dan ahli sistem komputer). Industri
piranti lunak juga mulai bermunculan dan berkembang pada masa komputer
generasi kedua ini.
Ciri-ciri komputer generasi kedua antara lain:
- Kapasitas memori utama cukup besar
- Penggunaan transistor untuk menggantikan tabung hampa
- Menggunakan magnetic tape dan magnetic disk yang berbentuk removable disk
- Mempunyai kemampuan proses real-time dan time sharing
- Proses operasinya lebih cepat
- Orientasinya pada aplikasi bisnis dan teknik.
c. Komputer Generasi Ketiga (1965 s.d. 1970)
Komputer generasi ketiga dimulai dari penggunaan batu kuarsa untuk
pembuatan IC dan miniaturisasi komponen-komponen elektronik. Jack Kilby,
seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit
terintegrasi (IC: integrated circuit) di tahun 1958.
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. Contoh komputer
generasi ke III adalah System/360, Illiac V, Sinclair ZX80, PDP dan
VAX. Pada masa ini juga sistem operasi UNIX muncul.
Ciri-ciri komputer generasi ketiga antara lain:
- Komponen
yang dipakai adalah IC (Integrated Circuits) yang terdiri atas ratusan
atau ribuan transistor berbentuk hybrid integrated circuits dan
monolithic integrated circuits,
- Proses operasinya jauh lebih cepat dan lebih tepat, kapasitas memori komputer jauh lebih besar,
- Ukuran fisik jauh lebih kecil sehingga penggunaan listrik lebih hemat,
- Menggunakan magnetic disk yang sifatnya random access,
- Dapat melakukan multiprocessing dan multiProgramming,
- Alat input-output mengalami pengembangan dengan menggunakan visual display terminal, serta
- Dapat melakukan komunikasi data dari satu komputer dengan komputer lainnya.
d. Komputer Generasi Keempat (Sejak tahun 1970)
Perkembangan komputer generasi ke empat diawali dari kemampuan untuk
memasang banyak komponen dalam suatu keping chip kecil logam mendorong
turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya
kerja, efisiensi dan keandalan komputer. Komputer yang digunakan
sekarang masih merupakan komputer generasi ke empat.
Penurunan
harga komponen elektronik menyebabkan komputer tidak lagi menjadi
dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada
pertengahan 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka
ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini yang disebut 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 1971 chip Intel 4004
membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah
komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output)
dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk
mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik. Sekarang, sebuah
mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi
seluruh kebutuhan yang diinginkan.
Pada tahun 1981, IBM
memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di
rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2
juta unit di tahun 1981 menjadi 5, 5 juta unit di tahun 1982. Sepuluh
tahun kemudian, 65 juta PC digunakan.
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.
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 pengkabelan
langsung (disebut juga local area network, LAN), atau kabel telepon,
jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.
e. Komputer Generasi Kelima (Komputer Masa Depan)
Komputer generasi kelima belum dapat diwujudkan pada saat ini.
Komputer generasi keempat merupakan komputer yang dapat mengerti
percakapan manusia, memiliki kecerdasan buatan, mampu menerima masukan
visual, dan mampu belajar dari pengalaman.
Komputer jenis
ini belum mampu dibuat karena rumitnya bahasa manusia, terbatasnya
kemampuan prosesor komputer, dan rumitnya pemrograman kecerdasan buatan
untuk komputer.
