Komputer

Komputer (bahasa Inggris: computer) adalah perangkat elektronik yang menerima, menyimpan dan memproses data menjadi informasi secara matematis atau logis sesuai dengan serangkaian instruksi yang diprogram. Program-program ini memungkinkan komputer untuk melakukan berbagai macam tugas. Sistem komputer adalah komputer lengkap yang mencakup perangkat keras, sistem operasi (perangkat lunak utama), dan peralatan periferal yang diperlukan dan digunakan untuk operasi penuh. Perangkat keras adalah bagian fisik komputer, yang meliputi komponen internal dan bagian eksternal seperti monitor, tetikus dan kibor. Perangkat lunak adalah serangkaian instruksi yang memberi tahu perangkat keras apa yang harus dilakukan dan cara melakukannya serta kapan harus berhenti melakukannya^[1], seperti peramban web, pemutar media, atau pengolah kata.

Komputer awal merupakan komputer program tetap, dirancang untuk membantu orang dalam melakukan perhitungan sejak zaman kuno, seperti swipoa dan kalkulator. Salah satu komputer pertama dibangun pada tahun 1941 oleh Atanasoff-Berry untuk memecahkan sistem persamaan linier. Mesin Turing dan Colossus yang dikembangkan selama Perang Dunia II, dirancang untuk memecahkan kode Enigma Jerman. Komputer awal lainnya ENIAC dan komputer lain buatan Konrad Zuse (Z3, Z4).

Komputer modern merupakan komputer program tersimpan yang dapat menjalankan serangkaian urutan instruksi. Secara konvensional, komputer modern dapat didefinisikan sebagai suatu peralatan elektronik yang terdiri dari beberapa komponen, yang dapat bekerja sama antara komponen satu dengan yang lain untuk menghasilkan suatu informasi berdasarkan program dan data yang ada. Konsep komponen-komponen komputer ini berasal dari arsitektur von Neumann, ketika John von Neumann memaparkan arsitekturnya pada tahun 1945. Program dan data dibaca dari peranti masukan (seperti pembaca kartu, kibor, tetikus, tuas kendali, dll.) ke dalam unit pemrosesan sentral (CPU). Instruksi program diproses baris demi baris secara berurutan, memindahkan data antara CPU dan memori, melakukan operasi aritmetika dan logis pada data, mengubah urutan operasi sebagai respons terhadap informasi dan mengirimkan hasilnya melalui peranti keluaran (seperti mesin cetak, monitor, dll).^[2]

Kata komputer secara umum pernah dipergunakan untuk mendefinisikan orang yang melakukan perhitungan aritmatika, dengan atau tanpa mesin pembantu. Menurut Barnhart Concise Dictionary of Etymology, kata tersebut digunakan dalam bahasa Inggris pada tahun 1646 sebagai kata untuk "orang yang menghitung" kemudian menjelang 1897 juga digunakan sebagai "alat hitung mekanis". Selama Perang Dunia II kata tersebut menunjuk kepada para pekerja wanita Amerika Serikat dan Inggris yang pekerjaannya menghitung jalan artileri perang dengan mesin hitung.

Charles Babbage mendesain salah satu mesin hitung pertama yang disebut mesin analitikal. Selain itu, berbagai alat mesin sederhana seperti slide rule juga sudah dapat dikatakan sebagai komputer.

Jenis

Sekalipun demikian, definisi di atas mencakup banyak alat khusus yang hanya bisa memperhitungkan satu atau beberapa fungsi. Ketika mempertimbangkan komputer modern, sifat yang paling membedakan mereka dari alat penghitung yang terdahulu ialah dengan pemrograman yang benar, semua komputer dapat mengemulasi sifat apa pun (meskipun barangkali dibatasi oleh kapasitas penyimpanan dan kecepatan yang berbeda), dan, memang dipercaya bahwa mesin sekarang bisa meniru alat perkomputeran yang akan diciptakan manusia pada masa depan (meskipun niscaya lebih lambat). Dalam suatu pengertian, batas kemampuan ini adalah tes yang berguna karena mengenali komputer "maksud umum" dari alat maksud istimewa yang lebih awal. Definisi dari "maksud umum" bisa diformulasikan ke dalam syarat bahwa suatu mesin harus dapat meniru Mesin Turing universal. Mesin yang mendapat definisi ini dikenal sebagai Turing-lengkap, dan yang pertama kali muncul pada tahun 1940 di tengah kesibukan perkembangan di seluruh dunia. Lihat artikel sejarah perkomputeran untuk lebih banyak detail periode ini.

Komputer benam

Sekitar 20 tahun yang lalu, banyak alat rumah tangga, khususnya panel dari permainan video juga mencakup telepon genggam, perekam kaset video, PDA dan banyak sekali dalam rumah tangga, industri, otomotif, dan alat elektronik lain, semua berisi sirkuit elektronik seperti komputer yang memenuhi syarat Turing-lengkap di atas (dengan catatan bahwa program dari alat ini sering kali dibuat secara langsung di dalam chip ROM yang akan perlu diganti untuk mengubah program mesin). Maksud khusus komputer yang lain secara umum dikenal sebagai "mikrokontroler" atau "komputer benam". Oleh karena itu, banyak yang membatasi definisi komputer kepada alat yang maksud pokoknya adalah pengolahan informasi, daripada menjadi bagian dari sistem yang lebih besar seperti telepon, oven mikrowave, atau pesawat terbang, dan dapat diubah untuk berbagai maksud oleh pengguna tanpa modifikasi fisik. Komputer bingkai utama, minikomputer, dan komputer pribadi (PC) adalah macam utama komputer yang mendapat definisi ini.

Komputer pribadi

Komputer pribadi adalah istilah untuk komputer yang banyak diketahui orang pada umumnya sehingga banyak orang yang tak akrab dengan bentuk komputer selain komputer pribadi. Hanya orang-orang tertentu saja yang memakai istilah ini secara eksklusif untuk menunjukkan istilah yang lebih spesifik dan tepat.

Cara kerja komputer

Saat teknologi yang dipakai pada komputer digital sudah berganti secara dramatis sejak komputer pertama pada tahun 1940-an (lihat Sejarah perangkat keras menghitung untuk lebih banyak detail), komputer kebanyakan masih menggunakan arsitektur Von Neumann, yang diusulkan pada awal 1940-an oleh John von Neumann.

Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmetika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, "bus"

Memori

modul memori RAM

Di sistem ini, memori adalah urutan bita yang dinomori (seperti "sel" atau "lubang burung dara"), masing-masing berisi sepotong kecil informasi. Informasi ini bisa menjadi perintah untuk mengatakan pada komputer apa yang harus dilakukan. Sel bisa berisi data yang diperlukan komputer untuk melakukan suatu perintah. Setiap slot dapat berisi salah satu, dan apa yang sekarang menjadi data mungkin saja kemudian menjadi perintah.

Memori menyimpan berbagai bentuk informasi sebagai angka biner. Informasi yang belum berbentuk biner akan dipecahkan (encoded) dengan sejumlah instruksi yang mengubahnya menjadi sebuah angka atau urutan angka-angka. Sebagai contoh: Huruf F disimpan sebagai angka desimal 70 (atau angka biner) menggunakan salah satu metode pemecahan. Instruksi yang lebih kompleks bisa digunakan untuk menyimpan gambar, suara, video, dan berbagai macam informasi. Informasi yang bisa disimpan dalam satu sell dinamakan sebuah byte.

Secara umum, memori bisa ditulis kembali lebih jutaan kali - memori dapat diumpamakan sebagai papan tulis dan kapur yang dapat ditulis dan dihapus kembali, daripada buku tulis dengan pena yang tidak dapat dihapus.

Ukuran masing-masing sel, dan jumlah sel, berubah secara hebat dari komputer ke komputer, dan teknologi dalam pembuatan memori sudah berubah secara hebat - dari relai elektromekanik, ke tabung yang diisi dengan air raksa (dan kemudian pegas) di mana pulsa akustik terbentuk, sampai matriks magnet permanen, ke setiap transistor, ke sirkuit terpadu dengan jutaan transistor di atas satu chip silikon.

Pemrosesan

Unit Pemroses Sentral berperan untuk mengolah perintah yang diberikan oleh pengguna komputer, mengelolanya bersama data-data yang ada di komputer. Unit atau peranti pemrosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input, output dan penyimpanan untuk melaksanakan instruksi yang saling terkait.

Dalam arsitektur von Neumann yang asli, ia menjelaskan sebuah Unit Aritmetika dan Logika, dan sebuah Unit Kontrol. Dalam komputer-komputer modern, kedua unit ini terletak dalam satu sirkuit terpadu, yang biasanya disebut Unit Pemroses Sentral.

Unit aritmatika dan logika, adalah alat yang melakukan pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan aritmetika (tambahan, pengurangan, dan semacamnya), pelaksanaan logis (AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan "kerja" yang sebenarnya.

Unit kontrol menyimpan perintah saat ini yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapatkan kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Unit ini berfungsi mengontrol pembacaan instruksi program komputer.

Masukan dan hasil

I/O membolehkan komputer mendapatkan informasi dari dunia luar, dan menaruh hasil kerjanya di sana, dapat berbentuk fisik (hardcopy) atau non fisik (softcopy). Ada berbagai macam alat I/O, dari yang akrab keyboard, monitor dan disk drive, ke yang lebih tidak biasa seperti webcam (kamera web), pencetak, pemindai, dan sebagainya.

Yang dimiliki oleh semua alat masukan biasa ialah bahwa mereka meng-encode (mengubah) informasi dari suatu macam ke dalam data yang bisa diolah lebih lanjut oleh sistem komputer digital. Alat output, men-decode data ke dalam informasi yang bisa dimengerti oleh pemakai komputer. Dalam pengertian ini, sistem komputer digital adalah contoh sistem pengolah data.

Instruksi

Perintah yang dibicarakan di atas bukan perintah seperti bahasa manusiawi. Komputer hanya mempunyai perintah sederhana dalam jumlah terbatas yang dirumuskan dengan baik. Perintah biasa yang dipahami kebanyakan komputer ialah "menyalin isi sel 123, dan tempat tiruan di sel 456", "menambahkan isi sel 666 ke sel 042, dan tempat akibat di sel 013", dan "jika isi sel 999 adalah 0, perintah berikutnya anda di sel 345".

Instruksi diwakili dalam komputer sebagai nomor - kode untuk "menyalin" mungkin menjadi 001, misalnya. Suatu himpunan perintah khusus yang didukung oleh komputer tertentu diketahui sebagai bahasa mesin komputer. Dalam praktiknya, orang biasanya tidak menulis perintah untuk komputer secara langsung di bahasa mesin tetapi memakai bahasa pemrograman "tingkat tinggi" yang kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa mesin secara otomatis oleh program komputer khusus (interpreter dan kompiler). Beberapa bahasa pemrograman berhubungan erat dengan bahasa mesin, seperti assembler (bahasa tingkat rendah); di sisi lain, bahasa seperti Prolog didasarkan pada prinsip abstrak yang jauh dari detail pelaksanaan sebenarnya oleh mesin (bahasa tingkat tinggi)

Arsitektur

Komputer kontemporer menaruh ALU dan unit kontrol ke dalam satu sirkuit terpadu yang dikenal sebagai Unit Pemroses Sentral atau CPU. Biasanya, memori komputer ditempatkan di atas beberapa sirkuit terpadu yang kecil dekat UPS. Alat yang menempati sebagian besar ruangan dalam komputer adalah ancilliary sistem (misalnya, untuk menyediakan tenaga listrik) atau alat I/O.

Beberapa komputer yang lebih besar berbeda dari model di atas di satu hal utama - mereka mempunyai beberapa UPS dan unit kontrol yang bekerja secara bersamaan. Terlebih lagi, beberapa komputer, yang dipakai sebagian besar untuk maksud penelitian dan perkomputeran ilmiah, sudah berbeda secara signifikan dari model di atas, tetapi mereka sudah menemukan sedikit penggunaan komersial.

Fungsi dari komputer secara prinsip sebenarnya cukup sederhana. Komputer mencapai perintah dan data dari memorinya. Perintah dilakukan, hasil disimpan, dan perintah berikutnya dicapai. Prosedur ini berulang sampai komputer dimatikan.

Program

Program komputer adalah daftar besar perintah untuk dilakukan oleh komputer, barangkali dengan data di dalam tabel. Banyak program komputer berisi jutaan perintah, dan banyak dari perintah itu dilakukan berulang kali. Sebuah komputer pribadi modern yang umum (pada tahun 2003) bisa melakukan sekitar 2-3 miliar perintah dalam sedetik. Komputer tidak mendapat kemampuan luar biasa mereka lewat kemampuan untuk melakukan perintah kompleks. Tetapi, mereka melakukan jutaan perintah sederhana yang diatur oleh orang pandai, pemrogram."Programmer Baik memperkembangkan set-set perintah untuk melakukan tugas biasa (misalnya, menggambar titik di layar) dan lalu membuat set-set perintah itu tersedia kepada programmer lain". Sekarang ini, kebanyakan komputer dapat melakukan beberapa program sekaligus. Ini biasanya diserahkan ke sebagai multitasking. Pada kenyataannya, UPS melakukan perintah dari satu program, kemudian setelah beberapa saat, UPS beralih ke program kedua dan melakukan beberapa perintahnya. Jarak waktu yang kecil ini sering diserahkan ke sebagai irisan waktu (time-slice). Ini menimbulkan khayal program lipat ganda yang dilakukan secara bersamaan dengan memberikan waktu UPS di antara program. Ini mirip bagaimana film adalah rangkaian kilat saja masih membingkaikan. Sistem operasi adalah program yang biasanya menguasai kali ini membagikan

Sistem operasi

Sistem operasi adalah semacam gabungan dari potongan kode yang berguna. Ketika semacam kode komputer dapat dipakai secara bersama oleh beraneka-ragam program komputer, setelah bertahun-tahun, pemrogram (programmer) akhirnya memindahkannya ke dalam sistem operasi.

Sistem operasi, menentukan program mana yang akan dijalankan, kapan, dan alat yang mana (seperti memori atau I/O) yang mereka gunakan. Sistem operasi juga memberikan layanan (service) kepada program lain, seperti kode yang membolehkan pemrogram untuk menulis program untuk suatu mesin tanpa perlu mengetahui detail dari semua alat elektronik yang terhubung pada komputer.

Penggunaan komputer

Anak-anak sedang belajar menggunakan komputer bersama sang guru.

Komputer digital pertama, memiliki ukuran yang besar dan membutuhkan biaya besar untuk pembuatannya. Komputer pada masa itu umumnya digunakan untuk mengerjakan perhitungan ilmiah. ENIAC, komputer awal AS awalnya dibuat 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 Punch card, memperlihatkan bentuk lalu di bawah pertimbangan akan gagal). CSIR Mk 1/CSIRAC, komputer pertama Australia, mengevaluasi pola curah hujan untuk tempat penampungan dari Snowy Mountains, suatu proyek pembangkit Hidroelektrik besar. Selain itu juga dipakai dalam kriptanalisis, misalnya komputer elektronik digital yang pertama, Colossus, dibuat selama Perang Dunia II. Akan tetapi, visionaris awal juga menyangka bahwa pemrograman itu akan dapat memainkan catur, memindahkan gambar dan penggunaan lain.

Orang-orang di pemerintah dan perusahaan besar juga memakai komputer untuk mengotomasikan banyak data dan mengerjakan tugas yang sebelumnya dikerjakan oleh manusia misalnya, memelihara dan memperbarui rekening dan inventaris. Dalam bidang pendidikan, ilmuwan di berbagai bidang mulai memakai komputer untuk analisis mereka sendiri. Penurunan harga komputer membuat komputer dapat dipakai oleh organisasi yang lebih kecil. Bisnis, organisasi, dan pemerintah sering menggunakan banyak komputer kecil untuk menyelesaikan tugas yang sebelumnya dilakukan oleh komputer kerangka utama yang mahal dan besar. Kumpulan komputer yang lebih kecil di satu lokasi disebut sebagai server.

Dengan penemuan mikroprosesor di 1970-an, menghasilkan komputer yang sangat murah menjadi mungkin. PC menjadi populer untuk banyak tugas, termasuk menyimpan buku, menulis, dan mencetak dokumen. Perhitungan meramalkan dan lain berulang matematika dengan lembatang sebar, berhubungan dengan e-pos dan, Internet. Namun, ketersediaan luas komputer dan mudah dikostumisasi komputer dapat digunakan untuk banyak pekerjaan lain.

Sekaligus, komputer kecil, biasanya dengan mengatur program, ditemukan cara mengaplikasikan mereka ke dalam alat lain seperti peralatan rumah, mobil, pesawat terbang, dan perlengkapan industri. Prosesor benam menguasai kelakuan alat seperti itu yang lebih mudah, membolehkan kelakuan kontrol yang lebih kompleks (untuk kejadian, perkembangan sistem rem anti terkunci di mobil). Saat abad ke-21 dimulai, kebanyakan alat listrik, bentuk angkutan bertenaga, dan batas produksi pabrik dikuasai di sisi komputer. Kebanyakan insinyur memprediksikan bahwa ini akan terus berkembang.

Bagian-bagian komputer

Komputer terdiri atas 2 bagian besar yaitu perangkat lunak (software) dan perangkat keras (hardware).

Perangkat keras

Pemroses atau CPU sebagai unit pengolah data
Memori RAM, tempat penyimpanan data sementara
Cakram keras, media penyimpanan data semi permanen
Perangkat masukan, media yang digunakan untuk memasukkan data untuk diproses oleh CPU, seperti tetikus, kibor, dan tablet
Perangkat keluaran, media yang digunakan untuk menampilkan hasil keluaran pemrosesan CPU, seperti monitor, pengeras suara, perangkat jemala, plotter, proyektor, dan pencetak

Perangkat lunak

Sistem operasi
Program dasar pada komputer yang menghubungkan pengguna dengan hardware komputer. Sistem operasi yang biasa digunakan adalah Linux, Windows, dan Mac OS. Tugas sistem operasi termasuk (Namun tidak hanya) mengatur eksekusi program di atasnya, koordinasi input, output, pemrosesan, memori, serta instalasi software.
Program komputer
Merupakan aplikasi tambahan yang dipasang sesuai dengan sistem operasinya

Slot pada komputer

ISA/PCI, slot untuk masukan kartu tambahan non-grafis
AGP/PCIe, slot untuk masukan kartu tambahan grafis
IDE/SCSI/SATA, slot untuk hard drive/ODD
USB, slot untuk masukan media plug-and-play (colok dan mainkan, artinya perangkat yang dapat dihubungkan ke komputer dan langsung dapat digunakan)