IBM terus mengembangkan kalkulator mekanis untuk dijual kepada dunia bisnis untuk membantu penghitungan keuangan dan penghitungan inventaris. Satu ciri dari penghitungan keuangan dan penghitungan inventaris adalah walaupun anda perlu untuk mengurangi, anda tidak perlu angka negatif dan sebenarnya tidak perlu mengalikan karena perkalian tidak bisa diselesaikan melalui penambahan berulang.
Tapi militer AS menginginkan kalkulator mekanis yang lebih baik untuk perhitungan secara ilmiah. Hingga perang dunia ke 2 Amerika mempunyai kapal perang yang dapat menembakkan peluru seberat mobil kecil hingga jarak lebih dari 25 mil. Fisikawan dapat menulis persamaan yang menggambarkan bagaimana hambatan atmosferis, angin, gravitasi, kecepatan di mulut senjata dan lainnya dapat menentukan jalannya peluru. Tapi memecahkan persamaan seperti itu sangat sulit. waktu itu pekerjaan tersebut dikerjakan oleh manusia. Hasil dari perhitungan mereka akan dilampirkan di “tabel penembakan” balistik yang ditempatkan di buku petunjuk penggunaan senjata. Selama perang dunia ke 2 militer AS menjelajahi negaranya untuk mencari lulusan ilmu matematika (umumnya perempuan) untuk disewa mengerjakan tabel-tabel ini. Tapi tidak cukup manusia yang dapat ditemukan untuk mengejar perlunya tabel-tabel yang baru. Kadangkala barang-barang artileri harus dikirimkan ke medan perang tanpa tabel penembakan yang diperlukan dan ini artinya senjata tersebut hampir tidak berguna karena mereka tidak dapat diarahkan dengan tepat. Menghadapi situasi ini, militer AS ingin menginvestasikan dananya untuk mengotomatiskan jenis perhitungan ini.
Satu sukses awal adalah komputer Mark I dari Harvard yang dibuat atas kerjasama antara Harvard dan IBM pada tahun 1944. Ini adalah komputer digital yang dapat diprogram yang pertama kali dibuat di Amerika. Tapi komputer itu tidak sepenuhnya komputer elektronis. Malahan Mark 1 dibuat dari saklar-saklar, relay, batang yang berputar dan kopling. Mesin ini mempunyai bobot sebesar 5 ton, terdiri dari kabel sepanjang 500 mil, tinggi 8 kaki dan panjang 51 kaki, serta mempunyai batang berputar sepanjang 50 kaki yang diputar oleh motor elektrik 5 daya kuda. Mark 1 berjalan tanpa henti selama 15 tahun, berbunyi seperti satu ruangan yang penuh dengan perempuan sedang menjahit. Untuk menunjukan skala dari mesin ini, perhatikan empat mesin ketik di latar depan foto berikut
Harvard Mark I : sebuah komputer elektro-mekanis
Anda bisa melihat batang berputar sepanjang 50 kaki dibagian bawah foto diatas. Batang ini adalah pusat tenaga dari keseluruhan mesin. Desain ini adalah peninggalan cara berpikir pada masa tenaga air digunakan untuk menggerakkan sebuah mesin, dan tiap alat lain digerakkan oleh sabuk yang terhubung dengan batang utama yang diputar oleh roda air luar.
Batang utama yang terhubung dengan roda air luar dan terhubung dengan tiap mesin melalui sabuk adalah sumber tenaga utama untuk semua mesin di pabrik.
Ini adalah tampilan dekat dari empat pembaca pita kertas dari Mark I. Pita kertas adalah peningkatan dari satu kotak yang penuh dengan kartu berlubang yang semua orang pernah menjatuhkannya–lalu teracak–
Satu dari empat pembaca pita kertas dari Harvard Mark I (anda bisa memperhatikan gulungan kartu berlubang muncul dari bawah)
Satu dari programmer utama untuk Mark I adalah seorang perempuan bernama Grace Hopper. Hopper menemukan “bug” komputer pertama : seekor ngengat mati yang masuk ke dalam Mark 1 yang sayapnya menghalangi pembacaan lubang di pita kertas. Kalimat “bug” telah digunakan untuk melambangkan kesalahan paling tidak sejak 1889 tapi Hopper dikenal sebagai orang yang membuat kalimat “debugging” untuk menggambarkan pekerjaan menghilangkan kesalahan-kesalahan program.
“bug” komputer pertama [foto (C) 2002 IEEE]
Pada tahun 1953 Grace Hopper menemukan bahasa tingkat tinggi pertama, “Flow-matic”. Bahasa ini pada akhirnya kemudian menjadi COBOL yang menjadi bahasa pemrograman yang paling terpengaruh oleh masalah Y2K. Bahasa tingkat tinggi didesain untuk bisa lebih dipahami oleh manusia daripada bahasa biner yang hanya dimengerti oleh mesin komputer. Bahasa tingkat tinggi tidak berguna tanpa sebuah program –dikenal dengan sebuah compiler — untuk menterjemahkan ke bahasa biner dari komputer. Dan karena itu Grace Hopper juga membuat compiler pertama di dunia. Grace tetap aktif sebagai Admiral di angkatan laut sampai usia 79 tahun.
Mark I bekerja pada angka-angka sepanjang 23 digit. Mesin ini bisa menambahkan atau mengurangi dua dari angka-angka ini dalam waktu 3/10 detik, mengalikannya dalam empat detik, dan membaginya dalam 10 detik. Empat puluh lima tahun kemudian komputer dapat mengerjakan penjumlahan dalam waktu sepersemilyar detik! Walaupun Mark I mempunyai 750 ribu komponen, tapi hanya bisa menyimpan 72 angka! Saat ini, komputer rumah bisa menyimpan 30 juta angka di RAM dan 10 milyar lagi di harddisk. Saat ini, sebuah angka bisa diambil dari RAM setelah tertunda hanya beberapa sepersemilyar detik, dan dari harddisk setelah tertunda beberapa seperseribu detik. Kecepatan seperti ini jelas tidak mungkin untuk sebuah mesin yang harus menggerakkan batang yang berputar dan itu sebabnya komputer elektronis membunuh pendahulunya komputer mekanis.
Sebagai catatan hiburan, desainer utama dari Mark I, Howard Aiken dari Harvard, memperkirakan bahwa pada tahun 1947 enam komputer digital akan cukup untuk memuaskan kebutuhan komputasi seluruh Amerika Serikat. IBM telah menugaskan penelitian ini untuk menentukan apakah harus mengembangkan penemuan baru ini menjadi satu produk standar (hingga saat itu komputer adalah barang langka yang dibuat dengan pesanan). Perkiraan Aiken tidaklah terlalu buruk karena hanya beberapa institusi (utamanya, pemerintah dan militer) yang mampu membeli apa yang disebut komputer pada tahun 1947. Dia hanya tidak meramalkan revolusi elektronik-mikro yang memungkinkan alat seperti IBM Stretch dibuat pada tahun 1959
(Diatas hanyalah konsol untuk operator dari panjang keseluruhan 33 kaki)
Dikenal sebagai komputer rumah pada tahun 1976 seperti APPLE I ini yang dijual hanya seharga $600
Apple I yang dijual sebagai kit yang dipasang sendiri (tanpa kotak yang indah seperti terlihat disini)
Komputer menjadi barang yang sangat mahal karena mereka memerlukan banyak perakitan dengan tangan, seperti perkabelan yang terlihat di CDC 7600 ini :
Perkabelan yang biasa digunakan di komputer mainframe generasi awal [photo courtesy The Computer Museum]
Revolusi mikroelektronis adalah yang memungkinkan jumlah perkabelan dengan tangan seperti foto diatas menjadi dapat diproduksi massal sebagai sirkuit terintegrasi yang terdiri dari potongan kecil silikon seukuran ibu jari anda.
Sebuah sirkuit terintegrasi (“chip silikon”) [photo courtesy of IBM]
Keuntungan utama dari sirkuit terintegrasi adalah bukan transistor (saklar) nya yang berukuran kecil (itu adalah keuntungan kedua), tapi lebih kepada jutaan transistor dapat dibuat dan saling terhubung dalam proses produksi massal. Semua bagian dari sirkuit terintegrasi dibuat secara serempak melalui topeng optis dalam jumlah kecil (mungkin 12) yang menentukan geometri tiap lapisan. Ini mempercepat proses pembuatan sebuah komputer — yang lalu dapat mengecilkan biaya pembuatannya– seperti mesin cetak Gutenberg mempercepat pembuatan buku dan pada akhirnya membuatnya dapat terjangkau oleh semua kalangan.
Komputer IBM Stretch pada tahun 1959 memerlukan panjang 33 kaki untuk manampung 150,000 transistor. Transistor-transistor ini sangat-sangat kecil dibandingkan pendahulunya yaitu tabung hampa, tapi mereka tetaplah elemen-elemen individual yang memerlukan perakitan individual. Hingga awal 1980-an transistor sebanyak ini dapat dengan serempak dibuat kedalam sirkuit terintegrasi. Pada masa kini Mikroprosesor Pentium 4 mengandung 42,000,000 transistor dengan ukuran keping silikon yang sebesar ibu jari yang sama.
Lucu untuk mengingat bahwa antara IBM Stretch (yang akan disebut mainframe pada masa kini) dan Apple I (sebuah komputer desktop) terdapat segmen industri yang disebut dengan komputer mini seperti komputer PDP-12 pada tahun 1969 berikut ini:
DEC PDP-12
Yakin terlihat “mini” ya? Tapi cerita terus berlanjut.
Satu percobaan awal dalam mambuat komputer digital elektronik (tanpa roda gigi, kem, sabuk, batang berputar dan lainnya) terjadi pada tahun 1937 oleh J.V. Atanasoff , seorang profesor fisika dan matematika di Iowa State University. Pada tahun 1941 dia dan siswa lulusannya, Clifford Berry, sukses membuat mesin yang dapat memecahkan 29 persamaan secara serempak dengan 29 lagi tidak diketahui. Mesin ini adalah yang pertama menyimpan data sebagai muatan listrik di kapasitor, yang mana menjadi proses pada komputer saat ini menyimpan informasi di memori utamanya (DRAM atau Dynamic RAM). Sejauh para penemunya menyadari, mesin itu juga yang pertama menggunakan aritmatika biner. Akan tetapi, mesin itu tidak dapat diprogram, kurang mempunyai cabang kondisional, desainnya hanya sesuai untuk satu jenis permasalahan matematika, dan tidak ditindaklanjuti setelah perang dunia ke 2. Penemunya bahkan tidak merawat mesinnya sendiri dan dibongkar oleh mereka yang pindah ke ruangan dimana mesin tersebut ditinggalkan.
Komputer Atanasoff-Berry [photo (c) 2002 IEEE]
Calon lain dari nenek moyang komputer moderen adalah Colossus, dibuat saat perang dunia ke 2 oleh Inggris untuk keperluan memecahkan kode kriptografi yang digunakan Jerman. Inggris memimpin dunia dalam mendesain dan membuat mesin elektronik khusus untuk pemecahan kode, dan dengan teratur dapat membaca transimisi radio jerman yang di-kodekan. Tapi dengan jelas Colossus bukan untuk keperluan umum, mesin yang dapat diprogram ulang. Perhatikan adanya puli pada dua foto Colossus dibawah :
Dua gambar mesin pemecah kode Colossus dari Inggris Raya
Harvard Mark I, komputer Atanasoff-Berry, dan Colossus membuat sumbangan penting. Saat pelopor komputer Inggris dan Amerika masih berdebat siapa yang pertama kali membuat apa, pada tahun 1965 hasil karya orang Jerman Konrad Zuse disiarkan pertama kali di Inggris. Menghebohkan! Zuse telah membuat lanjutan dari komputer keperluan umum di Nazi Jerman. Yang pertama, Z1, dibuat antara 1936 dan 1938 di kamarnya di rumah orangtuanya.
Zuse Z1 di kediamannya
Mesin ketiga Zuse, Z3, dibuat pada tahun 1941, mungkin adalah komputer digital yang dapat diprogram (yaitu, dikendalikan software), keperluan umum, dan berfungsi, yang pertama. Tanpa pengetahuan akan adanya penemu mesin penghitung sejak Leibniz (yang hidup di tahun 1600-an) , Zuse menemukan kembali konsep pemrogramannya Babbage, dan memutuskan sendiri untuk menggunakan pewakilan biner untuk angka (Babbage menganjurkan desimal). Mesin Z3 dihancurkan pemboman pasukan sekutu. Z1 dan Z2 menemui nasib yang sama dan Z4 selamat hanya karena Zuse membawanya naik ke pegunungan. Pencapaian Zuse adalah yang paling menakjubkan dengan keterbatasan material dan sumberdaya manusia di Jerman saat perang dunia ke 2. Zuse bahkan tidak bisa mendapatkan pita kertas hingga dia harus membuatnya sendiri dengan cara membuat lubang di lembaran film bekas. Karena mesin ini tidak dikenal di luar Jerman, mereka tidak berpengaruh pada jalur sejarah komputasi di Amerika. Tapi arsitektur mereka mirip dengan yang digunakan pada masa kini: Unit Aritmetik untuk melakukan perhitungan, memori untuk menyimpan angka-angka, sistem kontrol untuk mengawasi operasi, dan alat input-output untuk berhubungan dengan dunia luar. Zuse juga menemukan apa yang mungkin menjadi bahasa komputer tingkat tinggi pertama, “Plankalkul”, walaupun ini juga tidak dikenal diluar Jerman.
0 komentar: