Komputer

Sejarah pengkomputeran

Catatan pertama penggunaan perkataan "komputer" adalah direkodkan pada tahun 1613, merujuk kepada orang yang melakukan pengiraan, atau komputasi, dan perkataan itu berterusan dengan makna yang sama hingga ke pertengahan abad ke-20. Sejak akhir abad ke-19, kata itu mula membentuk maksud yang lebih jelas, iaitu merujuk kepada mesin yang melakukan komputasi.

Komputer awal yang kurang-fungsi

komputer adalah Sejarah dari komputer moden bermula dengan dua teknologi yang berbeza diautokan pengiraan dan pengprograman tetapi tiada alat tunggal yang boleh dikenalpasti sebagai komputer terawal, sebahagiannya akibat dari aplikasi ketidakkerapan istilah itu. Contoh dari awal pengiraan awal termasuk abacus, slide rule dan yang dikatakan astrolabe dan mekanisme Antikythera, suatu komputer astronomi purba yang dicipta oleh Greek sekitar 80 BC. Ahli matematik Greek Hero si Iskandariah (c. 10-70 M) membina teater mekanikal iaitu melakukan sebuah lakonan yang bertahan selama 10 minit dan telah dioperasikan oleh sistem kompleks dari tali dan dram yang mungkin dianggap sebagai cara untuk menentukan mana satu dari mekanisme yang melakukan mana-mana tindakan dan bila. Ini merupakan intipati dari pemprograman.
"Jam istana", suatu jam astronomikal yang dicipta oleh Al-Jazari pada 1206, dianggap sebagai analog komputer berporgram terawal. Ianya mempamerkan zodiak, solar dan orbit lunar, bentuk-bulan sabit penunjuk yang mengembara sepanjang laluan pagar yang menyebabkan pintu automatik membuka setiap jam, dan lima pemuzik robotik yang memainkan muzik apabila dikenakan oleh pengumpil yang dioperasikan oleh camshaft yang dicantum kepada roda air. Jarak siang dan malam akan diprogram semula untuk ganti rugi jarak berubah-ubah siang dan malam sepanjang tahun.
Renaissance menjumpai penciptaan dari kalkulator mekanikal, sebuah alat yang boleh melakukan semua empat-empat operasi arimetik tanpa bergantung pada kepintaran manusia, pada 1642. Kalkulator mekanikal telah jadi asas dari perkembangan komputer dalam dua cara berasingan; mulanya, ianya mencuba untuk membangunkan kalkulator yang lebih berkuasa dan lebih fleksibel iaitu bahawa komputer telah diteorikan oleh (Charles Babbage, Alan Turing) dan kemudian dikembangkan (ABC, Z3, ENIAC...) membawa kepada perkembangan dari kerangka utama komputer, tetapi juga mikropemproses, iaitu bermulanya revolusi komputer peribadi, iaitu kni pada pusat semua negara tanpa mengira saiz atau tujuan, telah dicipta secara tuahnya oleh Intel semasa perkembangan dari kalkulator elektronik, satu keturunan kepada kalkulator mekanikal.

Definisi

Takrif asal "komputer", seperti yang disebut di atas, hanya merangkumi peralatan khusus yang boleh mengira satu fungsi atau berbilang fungsi yang terhad. Sekiranya mengambil kira komputer moden, salah satu ciri yang membezakannya dengan komputer awal ialah: sekiranya dimasukkan dengan perisian-perisian yang sesuai, komputer moden berkemampuan untuk meniru sebarang pengiraan. Namun kemampuan ini dibatasi oleh pemuatan storan, ingatan capaian rawak (RAM) serta kelajuan pemprosesan. Dalam erti kata lain, kemampuan ini boleh digunakan sebagai ujian untuk membezakan komputer "serba-guna" dengan komputer awal yang hanya khusus untuk tugas tertentu. Komputer juga boleh ditakrifkan sebagai satu sistem yang mengendalikan simbol-simbol elektronik dengan pantas dan tepat dan direka khas untuk menerima, memproses, menyimpan dan mengeluarkan hasil keluaran.

Penggunaan komputer

Pada awalnya, komputer digit elektronik, dengan saiz dan kosnya yang besar, hanya digunakan untuk pengiraan saintifik, selalunya untuk tujuan ketenteraan, contohnya ENIAC.

Komputer terbenam

Dalam masa 20 tahun ini, kebanyakan peralatan rumah, seperti konsol permainan video sehingga telefon bimbit, perakam kaset video (VCR), PDA, dan banyak lagi; jentera industri, kenderaan, dan alat elektronik lain; kesemuanya mengandungi litar komputer yang Turing-sempurna. Komputer yang digunakan dalam peralatan untuk fungsi tertentu, dikenali sebagai "mikropengawal" atau "komputer terbenam". Komputer jenis ini hanya berfungsi untuk memproses maklumat tertentu sahaja.

Komputer peribadi

Kebanyakan masyarakat umum lebih mengenali komputer sebagai Komputer Peribadi.

Bagaimana komputer berfungsi

Teknologi dalam komputer digital telah melalui perubahan besar sejak komputer yang pertama pada tahun 1940. Namun kebanyakannya masih menggunakan senibina von Neumann, yang dicadangkan oleh John von Neumann pada awal 1940-an.
Senibina von Neumann menyatakan komputer dibahagi kepada 4 bahagian utama: Unit Aritmetik dan Logik, litar pengawal, memori, dan alat input-output (I/O). Kesemua bahagian ini disambung bersama oleh wayar-wayar, yang dikenali sebagai "bas".

Ingatan

Di dalam sistem komputer, ingatan ialah jujukan bait (seperti sel), di mana setiap satunya mengandungi sebutir maklumat. Maklumat tersebut mungkin adalah arahan untuk komputer, dan setiap sel menyimpan serpihan data yang diperlukan komputer untuk menjalankan arahan.
Secara amnya, ingatan boleh diguna semula lebih sejuta kali. Ia lebih berupa pad lakaran, daripada batu tablet yang hanya boleh ditulis sekali.
Saiz setiap sel, dan bilangannya, berbeza di antara satu komputer dengan komputer yang lain. Begitu juga dengan teknologi memori tersebut, daripada denyutan elektromekanik, seterusnya tiub raksa, seterusnya kepada susunan matriks magnet kekal, seterusnya kepada transistor, dan seterusnya litar bersepadu yang mengandungi berjuta kapasitor dalam sebiji cip.

Pemprosesan

Unit Aritmetik dan Logik (ALU), ialah alat yang melaksanakan operasi asas, seperti operasi aritmetik (tambah, tolak, darab, dan sebagainya), operasi logik (AND, OR, NOT) dan membandingkan operasi. Unit ini melakukan tugas sebenar dalam komputer.
Unit pengawal menyelia slot-slot yang menyimpan arahan terkini, seterusnya memberitahu ALU tentang operasi yang perlu dilakukan serta menerima maklumat yang perlu (daripada memori) untuk melaksanakan operasi tersebut. Kemudiannya ia menghantar kembali hasil operasi ke kedudukan memori yang sesuai. Setelah itu, Unit Pengawal akan beralih kepada arahan yang seterusnya.

Input-Output

Unit Input-output membenarkan komputer menerima maklumat daripada dunia luar, dan menghantar keputusan maklumat kembali ke dunia luar. Terdapat pelbagai bentuk alat I/O, daripada Papan kekunci, skrin, Cakera liut, kepada alat yang luar biasa, seperti Webcam.
Kesemua alat (peranti) input mengkod maklumat kepada data supaya boleh diproses oleh sistem komputer digital. Alat (peranti) output pula menyahkod data komputer kepada maklumat yang boleh difahami oleh pengguna komputer.

Arahan

Arahan komputer bukanlah arahan berbunga seperti bahasa manusia. Komputer hanya mempunyai arahan-arahan mudah yang terhad. Arahan biasa yang disokong oleh kebanyakan komputer adalah seperti: Salin kandungan sel 123, dan letak salinan ke sel 456; tambahkan kandungan sel 666 ke sel 042, dan letak hasil tambahan ke sel 013; sekiranya sel 999 adalah 0, arahan seterusnya ialah pada sel 345.
Arahan-arahan tersebut diwakili sebagai angka (numbers). Contohnya, Kod untuk "Salin" mungkin adalah 001. Set Arahan yang disokong oleh komputer dipanggil Bahasa Mesin. Secara praktiknya, arahan untuk komputer biasanya tidak ditulis dalam bentuk Bahasa Mesin, tapi dalam bentuk Bahasa Pengaturcaraan Tahap Tinggi (High Level Programming Language). Bahasa pengaturcaraan kemudiaanya dialihbahasa kepada Bahasa Mesin dengan menggunakan Program Komputer khas (seperti Pengkompil - compiler, atau Interpreter).
Sesetengah bahasa pengaturcaraan adalah dalam bentuk yang hampir dengan Bahasa Mesin, contohnya Bahasa Penghimpun - (juga dikenali sebagai Bahasa Tahap Rendah - ); Manakala sesetengah bahasa mengguna prinsip yang jauh berbeza dengan operasi mesin, contohnya Prolog.

Seni bina

Komputer moden meletakkan ALU (Unit Aritmetik dan Logik) dan Unit Pengawal di dalam satu litar bersepadu yang dikenali sebagai Unit Pemproses Pusat (Central Processing Unit - CPU). Kebiasaanya, memori komputer akan diletak pada beberapa litar bersepadu kecil berhampiran dengan CPU. Alat-alat yang lain dalam komputer adalah bekalan kuasa dan alat input-output.
Fungsi sebuah komputer secara prinsipnya agak jelas. Komputer menyambut arahan dan data daripada memori. Arahan kemudiannya dilaksanakan, hasilnya disimpan, dan seterusnya menyambut arahan yang berikutnya pula. Prosedur ini diulang sehingga komputer itu ditutup.

Program

Program Komputer ialah satu senarai arahan yang besar untuk dilaksana oleh komputer. Kebanyakan Program Komputer mempunyai berjuta arahan, dan kebanyakan daripada arahan-arahan tersebut dilaksanakan berulang-kali. Sebuah Komputer peribadi yang moden berupaya melaksanakan lebih kurang 2-3 bilion arahan per saat.
Pada masa sekarang, kebanyakan komputer berupaya melaksanakan lebih dari satu program pada satu masa. Keupayaan ini dinamakan multitugas. Walaupun secara kasarnya, seolah-olah komputer melakukan dua kerja sekaligus, sebenarnya CPU melaksanakan arahan daripada satu program dahulu, kemudian beralih ke program yang satu lagi pada jangka masa sejenak. Jangka masa sejenak ini dipanggil Hirisan Masa (Time Slice). Sistem Pengoperasian ialah program yang mengawal perkongsian masa ini.
Contoh sistem pengoperasian yang membenarkan multitasking ialah Windows dan Unix.

Sistem pengendalian

Sistem pengendalian (operating system) ialah sistem yang menentukan program apa yang perlu dilaksanakan, dan sumber apa (memori atau I/O) yang perlu digunakan. Sistem pengendalian membekalkan perkhidmatan kepada program lain, contohnya kod (driver) yang membolehkan pengaturcara menulis program untuk mesin tanpa perlu mengetahui lebih terperinci tentang alat elektronik pada sistem komputer.