Komputer adalah perangkat atau alat yang digunakan untuk mengolah data menurut prosedur yang telah dirumuskan. Kata “komputer” berasal dari kata compute yang berarti menghitung. Istilah ini awalnya merujuk pada orang yang pekerjaannya melakukan perhitungan aritmetika, dengan atau tanpa alat bantu, tetapi kemudian digunakan untuk menyebut mesin penghitung itu sendiri. Komputer modern dipakai untuk banyak tugas yang tidak hanya berhubungan dengan matematika.
Sebuah sistem komputer terdiri dari tiga komponen utama: perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software), dan pengguna (brainware). Ketiganya harus ada agar komputer dapat beroperasi.
Komponen sistem
Perangkat keras
Perangkat keras adalah komponen fisik komputer yang dapat dilihat dan diraba. Berdasarkan fungsinya, perangkat keras dibagi menjadi lima bagian: perangkat masukan (input device), perangkat pemroses (process device), perangkat keluaran (output device), perangkat penyimpanan (backing storage), dan perangkat tambahan (periferal).
Perangkat masukan digunakan untuk memasukkan data ke dalam komputer. Contohnya adalah keyboard, mouse, touchpad, scanner, dan joystick. Keyboard berfungsi memasukkan huruf, angka, dan karakter khusus. Mouse mengontrol kursor pada antarmuka grafis.
Perangkat pemroses terdiri dari CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), dan VGA (Video Graphics Array). CPU memiliki dua komponen dasar: unit kontrol dan ALU (Arithmetic/Logical Unit). Unit kontrol memberikan instruksi ke sistem komputer, sedangkan ALU menangani operasi aritmetika dan logika. RAM menyimpan data dan program yang sedang berjalan secara sementara; data di RAM hilang saat komputer dimatikan. Merek prosesor yang umum dipakai adalah Intel dan AMD.
Perangkat keluaran menampilkan atau mencetak hasil pengolahan data. Contohnya adalah monitor, printer, proyektor, dan speaker. Monitor menampilkan informasi secara visual, printer mencetak dokumen, proyektor menampilkan gambar ke layar besar, dan speaker mengeluarkan suara.
Perangkat penyimpanan menyimpan data dalam kapasitas besar untuk digunakan kemudian. Contohnya adalah hard disk (HDD), solid state drive (SSD), optical drive (CD/DVD), dan USB flash drive. HDD menggunakan piringan magnetis (platter) dan lebih murah per kapasitasnya. SSD tidak punya komponen bergerak sehingga lebih cepat, tapi harganya lebih mahal. USB flash drive menggunakan memori kilat tipe NAND, berukuran kecil, dan kapasitasnya berkisar antara 8 GB hingga 512 GB, tetapi ketahanan datanya rata-rata hanya lima tahun.
Periferal adalah komponen tambahan. Periferal utama (mouse, keyboard, monitor) harus ada saat komputer dioperasikan. Periferal pendukung (sound card, printer, scanner, modem) bersifat opsional.
Perangkat lunak
Perangkat lunak adalah program berupa instruksi yang dapat dipahami komputer. Tanpa perangkat lunak, perangkat keras tidak bisa dioperasikan.
Perangkat lunak dibagi menjadi dua jenis. Pertama, sistem operasi: program yang menjadi perantara antara pengguna dan perangkat keras. Contoh sistem operasi modern adalah Windows, Linux, Android, iOS, dan macOS. Kedua, program aplikasi: perangkat lunak yang digunakan langsung untuk menyelesaikan tugas tertentu, misalnya pengolah kata, lembar kerja, dan pemutar media.
Pengguna
Brainware adalah orang yang mengoperasikan komputer. Pengguna dibagi menjadi beberapa jenis berdasarkan perannya: programmer (pembuat program), operator komputer (pengoperasi sistem), teknisi (perawat dan perbaikan perangkat), konsultan, trainer, project manager, graphic designer, sistem analis, spesialis jaringan, dan database administrator.
Klasifikasi komputer
Komputer diklasifikasikan ke dalam beberapa jenis berdasarkan ukuran dan kapasitasnya.
Komputer pribadi (personal computer/PC) adalah mikrokomputer untuk penggunaan individu. PC punya satu CPU, memori, penyimpanan, dan perangkat periferal seperti keyboard, mouse, dan monitor. Bentuknya bermacam-macam: desktop, laptop, tablet, dan smartphone. Desktop dirancang untuk digunakan di satu lokasi (biasanya meja). Laptop bersifat portabel dengan layar, keyboard, dan perangkat keras tergabung dalam satu unit lipat. Tablet dan smartphone menggunakan layar sentuh dan sistem operasi mobile.
Minikomputer adalah sistem komputasi berukuran menengah yang memiliki lebih dari satu prosesor. Minikomputer dapat melayani ratusan pengguna sekaligus dan biasanya digunakan untuk satu aplikasi tertentu, misalnya sistem kontrol industri atau pemrosesan transaksi bisnis.
Server adalah komputer khusus yang mengirim informasi dan memproses permintaan dari komputer “klien” dalam jaringan bersama. Server menyimpan data dan aplikasi secara terpusat dan dapat menangani banyak permintaan bersamaan. Perannya antara lain sebagai web hosting, manajemen database, layanan email, dan penyimpanan file.
Workstation adalah sistem komputasi berperforma tinggi untuk aplikasi teknis atau ilmiah, misalnya pemodelan 3D, simulasi, dan analisis data. Workstation punya CPU yang kuat, RAM besar, dan GPU khusus. Biasanya terhubung ke dua monitor atau lebih. Hanya bisa digunakan oleh satu pengguna pada satu waktu.
Mainframe adalah sistem komputasi berperforma tinggi yang dirancang untuk memproses data dalam jumlah besar secara cepat. Mainframe dapat melayani ratusan ribu pengguna sekaligus. Ukurannya sebesar lemari pendingin, dan hampir semua transaksi kartu kredit di dunia diproses oleh mainframe.
Superkomputer adalah sistem tercepat di dunia. Superkomputer menyelesaikan perhitungan kompleks dengan membagi tugas menjadi beberapa bagian dan memprosesnya secara paralel. Superkomputer punya banyak CPU, kapasitas penyimpanan besar, dan kemampuan input-output yang cepat. Kecepatannya mencapai satu kuintiliun perhitungan per detik. Superkomputer digunakan untuk simulasi iklim, pemodelan kosmologi, dan kriptografi.
Perkembangan sistem operasi
Menurut Tanenbaum, perkembangan sistem operasi dibagi ke dalam beberapa generasi.
Generasi awal (1945-1955) adalah masa awal komputasi elektronik sebagai pengganti komputasi mekanik. Pada masa ini belum ada sistem operasi. Pengguna memberi instruksi langsung ke komputer.
Generasi kedua (1955-1965) memperkenalkan Batch Processing System. Pekerjaan (job) dikerjakan dalam satu rangkaian dan dieksekusi berurutan. Belum ada sistem operasi utuh, tapi beberapa fungsinya sudah ada, contohnya FMS dan IBSYS.
Generasi ketiga (1965-1980) mengembangkan sistem operasi yang melayani banyak pengguna. Pengguna berkomunikasi lewat terminal secara online ke komputer. Sistem operasi menjadi multi-user, multi-programming, dan multi-tasking.
Generasi keempat (1980-2000an) mulai menggunakan Graphical User Interface (GUI), yaitu antarmuka berbasis grafis. Pada masa ini juga dimulai era komputasi tersebar (distributed computing), di mana komputasi tidak lagi terpusat di satu titik tetapi dipecah ke banyak komputer.
Generasi selanjutnya memperkenalkan sistem operasi mobile pada perangkat bergerak seperti PDA, laptop, dan netbook. Perangkat mobile didominasi oleh Android, iOS, BlackBerry OS, Windows Phone, dan Symbian. Pada masa ini juga berkembang virtualisasi (satu komputer fisik bisa menjalankan beberapa sistem operasi secara virtual) dan layanan komputasi awan (cloud). Apple memperkenalkan iCloud pada 6 Juni 2011, yang memungkinkan sinkronisasi data antar perangkat secara otomatis.
Microsoft Windows sendiri berkembang dari MS-DOS (dirilis pertama kali tahun 1981) ke Windows 1.0 (10 November 1985), lalu ke Windows 3.0, Windows 95 (14 Agustus 1995), Windows 98 (25 Juni 1998), Windows 2000, Windows XP (25 Oktober 2001), Windows Vista, Windows 7 (2009), dan Windows 8 (Oktober 2012).
Penyimpanan data
Teknologi penyimpanan data telah berkembang jauh. Pada 1956, hard drive pertama buatan IBM (RAMAC 305) mampu menyimpan 5 MB dan beratnya lebih dari satu ton. Saat ini, kartu microSD yang lebih kecil dari kuku jempol mampu menyimpan 1 TB.
Penyimpanan awan (cloud storage) memungkinkan data diakses dari mana saja dan direplikasi secara otomatis di beberapa lokasi geografis. Contohnya adalah AWS S3, Google Drive, dan Snowflake. Google Drive diluncurkan pada 24 April 2012 dan memberi kapasitas gratis 15 GB untuk setiap akun Google baru.
Teknologi penyimpanan yang masih dalam pengembangan antara lain penyimpanan DNA, penyimpanan holografis, dan penyimpanan kuantum. Penyimpanan DNA menyandikan data biner ke dalam empat basa nukleotida (A, T, C, G), lalu menyintesisnya menjadi untai DNA asli. Data diambil kembali dengan sekuensing DNA. Kepadatan datanya sangat tinggi dan daya tahannya bisa mencapai ratusan tahun. Penyimpanan kuantum memanfaatkan superposisi dan keterkaitan kubit (qubit) untuk pemrosesan data. IBM menargetkan komputer kuantum toleran-kesalahan pertama pada 2029, dengan kapasitas hingga 2.000 qubit dan kemampuan menjalankan 1 miliar gerbang logika.
Penyimpanan DNA diperkirakan tersedia secara komersial setelah 2030, penyimpanan holografis setelah 2028, dan penyimpanan kuantum setelah 2035.
Jaringan komputer
Jaringan komputer adalah jaringan telekomunikasi yang digunakan untuk bertukar data antar komputer. Setiap bagian dari jaringan dapat meminta dan memberikan layanan: pihak yang meminta layanan disebut klien (client), pihak yang memberikan layanan disebut peladen (server). Desain ini dikenal sebagai sistem client-server.
Jaringan sederhana terbentuk dari dua komputer atau lebih yang masing-masing punya kartu jaringan, dihubungkan melalui kabel atau nirkabel, dan menjalankan perangkat lunak sistem operasi jaringan. Untuk jaringan yang lebih luas, dibutuhkan peralatan tambahan seperti hub, bridge, switch, router, dan gateway.