Komputasi Modern

Komputer adalah Programmable mesin yang dirancang untuk secara berurutan dan secara otomatis melaksanakan urutan aritmatika atau operasi logika. Urutan operasi tertentu dapat diubah dengan mudah, yang memungkinkan komputer untuk menyelesaikan lebih dari satu jenis masalah.

Konvensional komputer terdiri dari beberapa bentuk memori untuk penyimpanan data, setidaknya satu unsur yang melaksanakan operasi aritmatika dan logika, dan sequencing dan elemen kontrol yang dapat mengubah urutan operasi berdasarkan informasi yang disimpan. Piranti periferal memungkinkan informasi yang akan dimasukkan dari sumber eksternal, dan memungkinkan hasil usaha untuk dikirim keluar.

Teman-pengolahan unit komputer A menjalankan serangkaian instruksi yang membuatnya membaca, memanipulasi dan kemudian menyimpan data. Instruksi Bersyarat mengubah urutan instruksi sebagai fungsi dari keadaan saat ini mesin atau lingkungannya.

Komputer elektronik pertama dikembangkan pada pertengahan abad ke-20 (1940-1945).Awalnya, mereka adalah ukuran ruangan besar, sebagai kekuatan mengkonsumsi sebanyak beberapa ratus modern Komputer Personal (PC).

Modern komputer didasarkan pada sirkuit terpadu dengan jutaan miliaran kali lebih mampu dari mesin awal, dan menempati sebagian kecil ruang. Komputer sederhana cukup kecil untuk masuk ke dalam perangkat mobile, dan dapat diaktifkan oleh baterai kecil.

Sejarah Komputasi

Penggunaan pertama "komputer" kata tercatat pada 1613, mengacu kepada orang yang melakukan perhitungan, atau perhitungan, dan kata itu dilanjutkan dengan arti yang sama sampai pertengahan abad ke-20. Dari akhir abad ke-19 dan seterusnya, kata tersebut mulai mengambil makna yang lebih akrab, menggambarkan sebuah mesin yang melakukan perhitungan. Fungsi komputer awal Sejarah komputer modern dimulai dengan dua perhitungan teknologi otomatis terpisah dan programmabilitas, tapi tidak ada perangkat yang dapat diidentifikasi sebagai komputer pada awalnya. Ahli matematika Yunani Hero dari Alexandria membangun sebuah teater mekanik yang dapat melakukan drama yang berlangsung selama 10 menit dam dioperasikan oleh sebuah sistem yang kompleks.  Pada tahun 1642, Renaissance melihat penemuan dari kalkulator mekanik, sebuah perangkat yang bisa melakukan keempat operasi aritmatika tanpa bergantung pada kecerdasan manusia.Kalkulator mekanis pada akar perkembangan komputer dalam dua cara terpisah, awalnya, adalah dalam mencoba mengembangkan kuat dan lebih  fleksibel kalkulator lebih bahwa komputer pertama kali berteori (Charles Babbage dan Alan Turing) dan kemudian berkembang (ABC, Z3, ENIAC, ...) mengarah ke pengembangan komputer mainframe, tetapi juga mikroprosesor, yang dimulai revolusi komputer pribadi, dan yang sekarang di jantung dari semua sistem komputer tanpa ukuran atau tujuan, kebetulan diciptakan oleh Intel selama pengembangan sebuah kalkulator elektronik. Tujuan Umum Komputer Pada 1801, Joseph Marie Jacquard melakukan perbaikan terhadap alat tenun tekstil dengan memperkenalkan serangkaian kartu keras sebagai template yang memungkinkan nya alat tenun untuk menenun pola rumit secara otomatis. Yang dihasilkan alat tenun Jacquard merupakan langkah penting dalam pengembangan komputer karena penggunaan kartu menekan untuk mendefinisikan pola tenunan dapat dilihat sebagai bentuk awal, meskipun terbatas, dari programabilitas. Pada akhir 1880-an, Herman Hollerith menemukan rekaman data pada media yang dapat dibaca mesin. Sebelum menggunakan media mesin yang dapat dibaca, di atas, telah untuk kontrol, bukan data. "Setelah beberapa percobaan awal dengan pita kertas, ia menetap di kartu menekan ..." [12] Untuk memproses kartu ini menekan ia menemukan tabulator , dan keypunch mesin. Ketiga penemuan adalah dasar dari industri pengolahan informasi modern.skala besar otomatis data pengolahan kartu menekan dilakukan untuk Sensus Amerika Serikat 1890 oleh's perusahaan Hollerith, yang kemudian menjadi inti dari IBM . Pada akhir abad ke-19 sejumlah teknologi yang nantinya akan berguna dalam realisasi praktis komputer telah mulai muncul: kartu menekan , Aljabar Boolean , yang tabung vakum (katup termionik) dan teleprinter . Selama paruh pertama abad ke-20, banyak ilmiah komputasi kebutuhan bertemu dengan semakin canggih komputer analog , yang menggunakan atau langsung mekanik listrik model masalah sebagai dasar perhitungan . Namun, tidak diprogram dan umumnya tidak memiliki fleksibilitas dan akurasi komputer digital modern. Alan Turing secara luas dianggap sebagai bapak modern ilmu komputer . Pada tahun 1936 Turing memberikan formalisasi berpengaruh konsep algoritma dan perhitungan dengan mesin Turing , menyediakan cetak biru untuk komputer digital elektronik. [13] Dari perannya dalam penciptaan komputer modern, Sisa majalah dalam penamaan Turing salah satu yang 100 paling berpengaruh orang-orang di abad ke-20, menyatakan: "Fakta tetap bahwa setiap orang yang keran di keyboard, membuka spreadsheet atau-program pengolah kata, adalah bekerja di sebuah inkarnasi dari mesin Turing". [13]

The Atanasoff-Berry Computer (ABC) merupakan salah satu perangkat komputer elektronik pertama biner digital. Dirancang pada tahun 1937 oleh Iowa State College profesor fisika John Atanasoff , dan dibangun dengan bantuan dari mahasiswa pascasarjana Clifford Berry , ^[14] mesin tidak diprogram, yang dirancang hanya untuk menyelesaikan sistem persamaan linier. Komputer itu menggunakan komputasi paralel.Sebuah 1973 putusan pengadilan dalam sengketa paten menemukan bahwa paten untuk 1946 ENIAC komputer berasal dari Atanasoff-Berry Computer.

Penemu program komputer yang dikendalikan adalah Konrad Zuse , yang membangun komputer kerja pertama pada tahun 1941 dan kemudian pada tahun 1955 komputer pertama berdasarkan penyimpan yang bersifat magnetis. ^[15]

George Stibitz diakui secara internasional sebagai seorang ayah dari komputer digital modern. Ketika bekerja di Bell Labs pada bulan November 1937, Stibitz menciptakan dan membangun sebuah kalkulator berbasis relay ia dijuluki "Model K" (untuk "meja dapur", di mana dia telah dirakit itu), yang merupakan pertama yang menggunakan biner sirkuit untuk melakukan operasi aritmatika . Kemudian model menambahkan kecanggihan yang lebih besar termasuk aritmatika kompleks dan programabilitas. ^[16]

Sebuah suksesi terus lebih powerful dan fleksibel komputasi perangkat dibangun tahun 1930-an dan 1940-an, secara bertahap menambahkan fitur utama yang terlihat pada komputer modern. Penggunaan elektronika digital (sebagian besar diciptakan oleh Claude Shannon pada tahun 1937) dan lebih fleksibel programabilitas langkah yang amat penting, tetapi menentukan satu titik di sepanjang jalan ini sebagai "komputer digital elektronik pertama" adalah sulit. ^{Shannon 1940} terkenal termasuk prestasi.

• Konrad Zuse 's elektromekanis "mesin Z". The Z3 (1941) adalah mesin kerja pertama menampilkan biner aritmatika, termasuk aritmatika floating point dan ukuran programabilitas. Pada 1998 Z3 terbukti menjadi Turing lengkap , oleh karena itu yang pertama operasional komputer dunia ini. ^[17]
• Non-programmable Atanasoff-Berry Computer (dimulai pada tahun 1937, selesai tahun 1941) yang menggunakan tabung vakum berdasarkan perhitungan , bilangan biner, dan memori kapasitor regeneratif . Penggunaan memori regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih kompak dari rekan-rekan (yang kira-kira ukuran meja besar atau meja kerja), karena hasil antara dapat disimpan dan kemudian akan dimasukkan kembali ke set yang sama elemen perhitungan.
• Inggris rahasia komputer Colossus (1943), ^[18] yang telah membatasi programabilitas tetapi menunjukkan bahwa perangkat yang menggunakan ribuan tabung bisa cukup handal dan elektronik reprogrammable. Itu digunakan untuk memecahkan kode perang Jerman.
• The Harvard Mark I (1944), skala elektromekanis komputer besar dengan programabilitas terbatas. ^[19]
• Tentara AS Laboratorium Penelitian Balistik ENIAC (1946), yang digunakan desimal aritmatika dan kadang-kadang disebut umum tujuan pertama elektronik komputer (sejak Konrad Zuse 's Z3 tahun 1941 digunakan elektromagnet bukan elektronik ).Pada awalnya, bagaimanapun, ENIAC memiliki arsitektur fleksibel yang pada dasarnya diperlukan rewiring untuk mengubah pemrogramannya.

Stored-program arsitektur

Beberapa pengembang ENIAC, mengakui kesalahannya, datang dengan jauh lebih fleksibel dan desain elegan, yang kemudian dikenal sebagai "arsitektur program yang tersimpan" atau arsitektur von Neumann . Desain ini pertama kali secara resmi digambarkan oleh John von Neumann di koran Pertama Draft Laporan di EDVAC , didistribusikan pada tahun 1945. Sejumlah proyek untuk mengembangkan komputer berdasarkan arsitektur-program yang disimpan dimulai sekitar kali ini, yang pertama ini diselesaikan di Inggris . Prototipe kerja pertama yang ditunjukkan adalah Manchester Kecil Eksperimental Mesin (SSEM atau "Baby") pada tahun 1948. The Electronic Delay Storage Automatic Calculator (EDSAC), selesai setahun setelah SSEM di Universitas Cambridge , adalah praktis pertama, pelaksanaan non-eksperimental dari desain program yang disimpan dan dimanfaatkan dengan segera untuk pekerjaan penelitian di universitas. Tak lama kemudian, mesin awalnya dijelaskan oleh von Neumann kertas- EDVAC -selesai tetapi tidak melihat-waktu penggunaan penuh untuk tambahan dua tahun.

Hampir semua komputer modern mengimplementasikan beberapa bentuk dari arsitektur yang disimpan-program, sehingga sifat tunggal dengan mana kata "komputer" sekarang didefinisikan. Sedangkan teknologi yang digunakan dalam komputer telah berubah secara dramatis sejak elektronik pertama, komputer tujuan umum tahun 1940, sebagian besar masih menggunakan arsitektur von Neumann.

Dimulai pada tahun 1950-an, Soviet ilmuwan Sergei Sobolev dan Nikolay Brusentsov melakukan penelitian pada komputer terner , perangkat yang dioperasikan pada tiga dasar penomoran sistem -1, 0, dan 1 daripada konvensional penomoran biner sistem atas yang kebanyakan komputer didasarkan. Mereka merancang Setun , komputer terner fungsional, di Moscow State University . Perangkat dimasukkan ke produksi terbatas di Uni Soviet, tetapi digantikan oleh arsitektur biner lebih umum.

Semikonduktor dan mikroprosesor

Komputer menggunakan tabung vakum sebagai elemen elektronik mereka digunakan di seluruh tahun 1950-an, tetapi oleh 1960-an sebagian besar telah digantikan oleh transistor  yang berbasis mesin-, yang lebih kecil, lebih cepat, lebih murah untuk memproduksi, dibutuhkan daya yang lebih kecil, dan lebih handal. Komputer transistorised pertama didemonstrasikan di University of Manchester pada tahun 1953. ^[20] Pada 1970-an, sirkuit terintegrasi teknologi dan penciptaan berikutnya mikroprosesor , seperti Intel 4004 , menurun lebih lanjut ukuran dan biaya dan peningkatan kecepatan lebih lanjut dan kehandalan komputer . Pada akhir 1970-an, banyak produk seperti perekam video berisi didedikasikan komputer disebut mikrokontroler , dan mereka mulai muncul sebagai pengganti untuk kontrol mekanik dalam peralatan rumah tangga seperti mesin cuci . Tahun 1980-an menyaksikan komputer rumah dan sekarang di mana-mana komputer pribadi .Dengan evolusi internet , komputer pribadi menjadi yang biasa seperti yang televisi dan telepon dalam ^[rumah tangga ^rujukan? ].

Modern smartphone sepenuhnya komputer diprogram dalam hak mereka sendiri, dan pada tahun 2009 mungkin menjadi bentuk paling umum dari komputer tersebut dalam keberadaan ^{[ rujukan? ].}

Program

Fitur mendefinisikan komputer modern yang membedakan mereka dari semua mesin lainnya adalah bahwa mereka dapat diprogram . Itu adalah untuk mengatakan bahwa beberapa jenis instruksi (di program ) dapat diberikan ke komputer, dan akan membawa proses mereka. Sementara beberapa komputer mungkin memiliki konsep yang aneh "instruksi" dan "output" (lihat komputasi kuantum ), komputer modern berdasarkan arsitektur von Neumann seringkali memiliki kode mesin dalam bentuk bahasa pemrograman imperatif .

Dalam istilah praktis, sebuah program komputer mungkin hanya beberapa instruksi atau memperpanjang untuk jutaan instruksi, seperti melakukan program untuk pengolah kata dan browser web misalnya. Sebuah komputer modern khas dapat menjalankan milyaran instruksi per detik ( GigaFLOPS ) dan jarang membuat kesalahan selama bertahun-tahun operasi. besar program komputer yang terdiri dari beberapa juta instruksi mungkin diperlukan tim pemrogram tahun untuk menulis, dan karena kompleksitas tugas hampir pasti mengandung kesalahan.