Komputer

Sebuah komputer adalah mesin yang dapat diprogram untuk secara otomatis melakukan urutan operasi aritmatika atau logika (perhitungan). Komputer elektronik digital modern dapat melakukan serangkaian operasi generik yang dikenal sebagai program, yang memungkinkan komputer untuk melakukan berbagai tugas. Istilah sistem komputer dapat merujuk pada komputer yang secara nominal lengkap yang mencakup perangkat keras, sistem operasi, perangkat lunak, dan peralatan periferal yang diperlukan dan digunakan untuk operasi penuh; atau pada sekelompok komputer yang terhubung dan berfungsi bersama, seperti jaringan komputer atau cluster komputer.

Berbagai produk industri dan konsumen menggunakan komputer sebagai sistem kontrol, termasuk perangkat khusus sederhana seperti oven microwave dan remote control, serta perangkat pabrik seperti robot industri. Komputer berada di inti perangkat umum seperti komputer pribadi dan perangkat seluler seperti smartphone. Komputer menggerakkan Internet, yang menghubungkan miliaran komputer dan pengguna.

Komputer awal dimaksudkan hanya digunakan untuk perhitungan. Instrumen manual sederhana seperti abakus membantu orang dalam melakukan perhitungan sejak zaman kuno. Pada awal Revolusi Industri, beberapa perangkat mekanis dibangun untuk mengotomatisasi tugas-tugas panjang dan membosankan, seperti mengarahkan pola untuk alat tenun. Mesin listrik yang lebih canggih melakukan perhitungan analog khusus pada awal abad ke-20. Mesin kalkulasi elektronik digital pertama dikembangkan selama Perang Dunia II, baik elektromekanis maupun menggunakan katup termionik. Transistor semikonduktor pertama pada akhir tahun 1940-an diikuti oleh teknologi chip MOSFET berbasis silikon dan sirkuit terpadu monolitik pada akhir tahun 1950-an, mengarah pada revolusi mikroprosesor dan mikrokomputer pada tahun 1970-an. Kecepatan, daya, dan keandalan komputer telah meningkat secara dramatis sejak saat itu, dengan jumlah transistor meningkat dengan cepat (Hukum Moore mencatat bahwa jumlahnya berlipat ganda setiap dua tahun), mengarah pada Revolusi Digital selama akhir abad ke-20 dan awal abad ke-21.

Secara konvensional, sebuah komputer modern terdiri dari setidaknya satu elemen pemrosesan, biasanya unit pemrosesan pusat (CPU) dalam bentuk mikroprosesor, bersama dengan jenis memori komputer, biasanya chip memori semikonduktor. Elemen pemrosesan melakukan operasi aritmatika dan logika, dan unit pengurutan dan kontrol dapat mengubah urutan operasi sebagai respons terhadap informasi yang disimpan. Perangkat perifer mencakup perangkat input (keyboard, mouse, joystick, dll.), perangkat output (monitor, printer, dll.), dan perangkat input/output yang melakukan kedua fungsi (misalnya layar sentuh). Perangkat perifer memungkinkan informasi diambil dari sumber eksternal, dan mereka memungkinkan hasil operasi disimpan dan diambil.

Baru pada pertengahan abad ke-20 kata tersebut memperoleh definisi modernnya; menurut Kamus Bahasa Inggris Oxford, penggunaan pertama kata komputer diketahui dalam arti yang berbeda, dalam sebuah buku tahun 1613 yang berjudul The Yong Mans Gleanings oleh penulis Inggris Richard Brathwait: "Aku telah membaca komputer waktu yang paling benar, dan aritmetika terbaik yang pernah ada, dan dia mengurangi hari-harimu menjadi angka pendek." Penggunaan istilah ini merujuk pada seorang komputer manusia, seseorang yang melakukan perhitungan atau komputasi. Kata tersebut tetap memiliki arti yang sama hingga pertengahan abad ke-20. Selama periode terakhir ini, wanita sering dipekerjakan sebagai komputer karena mereka bisa dibayar lebih sedikit dari rekan pria mereka. Pada tahun 1943, sebagian besar komputer manusia adalah wanita.

Kamus Etimologi Online memberikan penggunaan pertama komputer pada tahun 1640-an, yang berarti 'seseorang yang menghitung'; ini adalah "kata agen dari menghitung (v.)". Kamus Etimologi Online menyatakan bahwa penggunaan istilah tersebut untuk berarti 'mesin penghitung' (dari jenis apa pun) berasal dari tahun 1897. Kamus Etimologi Online menunjukkan bahwa penggunaan 'modern' dari istilah tersebut, untuk berarti 'komputer elektronik digital yang dapat diprogram' berasal dari "1945 dengan nama ini; [secara] teoritis [dari] 1937, sebagai mesin Turing". Nama tersebut tetap ada, meskipun komputer modern mampu melakukan banyak fungsi tingkat tinggi.

Sejak ribuan tahun, perangkat telah digunakan untuk membantu perhitungan, sebagian besar menggunakan korespondensi satu lawan satu dengan jari-jari. Alat hitung pertama kemungkinan besar adalah bentuk tongkat hitung. Alat bantu pencatatan kemudian di seluruh Fertile Crescent termasuk kalkuli (bola tanah liat, kerucut, dll.) yang mewakili jumlah barang, kemungkinan ternak atau biji-bijian, disegel dalam wadah tanah liat yang belum dipanggang. Penggunaan batang hitung adalah satu contoh.

Abakus awalnya digunakan untuk tugas aritmatika. Abakus Romawi dikembangkan dari alat yang digunakan di Babel sejak tahun 2400 SM. Sejak itu, banyak bentuk papan atau tabel perhitungan lainnya telah ditemukan. Di kantor hitung Eropa abad pertengahan, sehelai kain kotak-kotak akan diletakkan di atas meja, dan penanda akan dipindahkan di sekitarnya sesuai dengan aturan tertentu, sebagai bantuan untuk menghitung jumlah uang.

Mekanisme Antikythera diyakini sebagai komputer analog mekanis tertua yang diketahui, menurut Derek J. de Solla Price. Itu dirancang untuk menghitung posisi astronomis. Mekanisme ini ditemukan pada tahun 1901 di reruntuhan Antikythera di lepas pantai pulau Yunani Antikythera, antara Kythera dan Kreta, dan telah diduga berasal dari sekitar tahun 100 SM. Perangkat dengan kompleksitas yang sebanding dengan mekanisme Antikythera tidak akan muncul kembali hingga abad ke-14.

Banyak bantuan mekanis untuk perhitungan dan pengukuran dibangun untuk digunakan dalam astronomi dan navigasi. Planisfera adalah peta bintang yang ditemukan oleh Abū Rayhān al-Bīrūnī pada awal abad ke-11. Astrolabe ditemukan di dunia Helenistik pada abad ke-1 atau ke-2 SM dan sering dikaitkan dengan Hipparkhos. Gabungan antara planisfera dan dioptra, astrolabe pada dasarnya adalah komputer analog yang mampu menyelesaikan beberapa jenis masalah dalam astronomi sferis. Sebuah astrolabe yang mencakup kalender mekanis komputer dan gigi-gigi roda gigi ditemukan oleh Abi Bakr dari Isfahan, Persia pada tahun 1235. Abū Rayhān al-Bīrūnī menemukan astrolabe kalender lunisolar beroda gigi mekanis pertama, mesin pemrosesan pengetahuan tetap dengan satu rangkaian gigi dan roda gigi sekitar tahun 1000 M.

Sektor, alat hitung yang digunakan untuk menyelesaikan masalah proporsi, trigonometri, perkalian dan pembagian, dan berbagai fungsi, seperti akar kuadrat dan kubik, dikembangkan pada akhir abad ke-16 dan ditemukan aplikasinya dalam artileri, survei dan navigasi. Planimeter adalah alat manual untuk menghitung luas suatu gambar tertutup dengan melacaknya dengan tautan mekanis

Atas sekitar tahun 1620-1630, William Oughtred, seorang pendeta asal Inggris, menciptakan jangka geser setelah konsep logaritma diterbitkan. Alat ini merupakan komputer analog yang dapat digerakkan dengan tangan untuk melakukan perkalian dan pembagian. Seiring perkembangan jangka geser, tambahan skala menyediakan kebalikan, kuadrat dan akar kuadrat, kubus dan akar kubus, serta fungsi transcendental seperti logaritma dan eksponensial, trigonometri lingkaran dan hiperbolik, serta fungsi lainnya. Jangka geser dengan skala khusus masih digunakan untuk melakukan perhitungan rutin dengan cepat, seperti jangka geser lingkaran E6B yang digunakan untuk perhitungan waktu dan jarak di pesawat ringan.

Pada tahun 1770-an, Pierre Jaquet-Droz, seorang pembuat jam asal Swiss, membangun boneka mekanis yang dapat menulis menggunakan pena burung hias. Dengan mengubah jumlah dan urutan roda internalnya, berbagai huruf, dan oleh karena itu berbagai pesan, dapat diproduksi. Pada dasarnya, boneka tersebut dapat "diprogram" secara mekanis untuk membaca instruksi. Bersamaan dengan dua mesin kompleks lainnya, boneka tersebut berada di Musée d'Art et d'Histoire of Neuchâtel, Swiss, dan masih berfungsi.

Pada tahun 1831-1835, matematikawan dan insinyur Giovanni Plana merancang mesin Kalender Abadi, yang melalui sistem katrol dan silinder bisa memprediksi kalender abadi setiap tahun mulai dari 0 Masehi (atau 1 SM) hingga 4000 Masehi, melacak tahun kabisat dan panjang hari yang bervariasi. Mesin prediksi pasang surut yang ditemukan oleh ilmuwan Skotlandia Sir William Thomson pada tahun 1872 sangat berguna untuk navigasi di perairan dangkal. Mesin ini menggunakan sistem katrol dan kawat untuk menghitung secara otomatis tingkat pasang surut yang diprediksi selama periode tertentu di lokasi tertentu.

Differential analyser, komputer analog mekanis yang dirancang untuk menyelesaikan persamaan diferensial melalui integrasi, menggunakan mekanisme roda-dan-cakram untuk melakukan integrasi. Pada tahun 1876, Sir William Thomson telah membahas kemungkinan konstruksi kalkulator seperti itu, tetapi dia terkendala oleh torsi output terbatas dari integrator bola-dan-disk.[16] Dalam differential analyzer, output dari satu integrator menggerakkan input dari integrator berikutnya, atau output grafik. Penguat torsi adalah kemajuan yang memungkinkan mesin-mesin ini berfungsi. Mulai dari tahun 1920-an, Vannevar Bush dan yang lainnya mengembangkan differential analyzer mekanis.

Pada tahun 1890-an, insinyur Spanyol Leonardo Torres Quevedo mulai mengembangkan serangkaian mesin analog canggih yang dapat menyelesaikan akar-akar polinomial nyata dan kompleks, yang diterbitkan pada tahun 1901 oleh Akademi Sains Paris.

Komputer pertama

Charles Babbage, seorang insinyur mekanik dan polymath asal Inggris, mengembangkan konsep komputer yang dapat diprogram. Dianggap sebagai "bapak komputer", dia merancang dan menciptakan komputer mekanik pertama pada awal abad ke-19. Setelah bekerja pada mesin perbedaan, dia mengumumkan penemuannya pada tahun 1822, dalam sebuah makalah untuk Royal Astronomical Society, berjudul "Catatan tentang aplikasi mesin untuk perhitungan tabel astronomi dan matematika".

Dia juga merancang untuk membantu perhitungan navigasi, pada tahun 1833 dia menyadari bahwa desain yang jauh lebih umum, yaitu mesin analitik, dimungkinkan. Masukan program dan data akan diberikan ke mesin melalui kartu berlubang, metode yang digunakan saat itu untuk mengarahkan alat tenun mekanis seperti alat tenun Jacquard. Untuk output, mesin akan memiliki printer, plotter kurva, dan bel. Mesin juga akan dapat menembakkan angka ke kartu untuk dibaca kemudian. Mesin akan mencakup unit logika aritmatika, aliran kontrol dalam bentuk percabangan kondisional dan loop, dan memori terintegrasi, menjadikannya desain pertama untuk komputer serbaguna yang dapat dijelaskan dalam istilah modern sebagai Turing-lengkap.

Mesin ini sekitar satu abad lebih maju daripada zamannya. Semua bagian untuk mesinnya harus dibuat secara manual - ini adalah masalah besar untuk sebuah perangkat dengan ribuan bagian. Akhirnya, proyek tersebut dibubarkan dengan keputusan Pemerintah Inggris untuk menghentikan pendanaan. Kegagalan Babbage untuk menyelesaikan mesin analitik ini sebagian besar dapat diatribusikan kepada kesulitan politik dan finansial serta keinginannya untuk mengembangkan komputer yang semakin canggih dan untuk bergerak lebih cepat daripada siapa pun yang bisa mengikutinya. Namun, putranya, Henry Babbage, menyelesaikan versi disederhanakan dari unit komputasi mesin analitik (mill) pada tahun 1888. Dia berhasil mendemonstrasikan penggunaannya dalam menghitung tabel pada tahun 1906.

Mesin kalkulator elektromekanis

Dalam karyanya, Esai tentang Otomatis yang diterbitkan pada tahun 1914, Leonardo Torres Quevedo menulis sejarah singkat tentang upaya Babbage dalam membangun Mesin Perbedaan mekanik dan Mesin Analitik. Makalah tersebut berisi desain mesin yang mampu menghitung formula seperti a x (y - z) 2, untuk rangkaian set nilai. Seluruh mesin akan dikendalikan oleh program baca saja, yang lengkap dengan ketentuan untuk cabang kondisional. Dia juga memperkenalkan gagasan tentang aritmatika floating point. Pada tahun 1920, untuk merayakan 100 tahun penemuan arithmometer, Torres mempersembahkan di Paris Arithmometer Elektromekanis, yang memungkinkan pengguna untuk memasukkan masalah aritmatika melalui keyboard, dan menghitung serta mencetak hasilnya, menunjukkan kelayakan mesin analitik elektromekanis.

Komputer analog

Pada paruh pertama abad ke-20, banyak kebutuhan komputasi ilmiah dipenuhi oleh komputer analog yang semakin canggih, yang menggunakan model mekanis atau elektrik langsung dari masalah sebagai dasar perhitungan. Namun, komputer-komputer ini tidak dapat diprogram dan umumnya kurang serbaguna dan akurat dibandingkan dengan komputer digital modern. Komputer analog modern pertama adalah mesin prediksi pasang surut, yang ditemukan oleh Sir William Thomson (kemudian menjadi Lord Kelvin) pada tahun 1872. Differential analyser, komputer analog mekanis yang dirancang untuk menyelesaikan persamaan diferensial dengan integrasi menggunakan mekanisme roda dan cakram, dikonseptualisasikan pada tahun 1876 oleh James Thomson, kakak dari Sir William Thomson yang lebih terkenal.

Seni komputasi analog mekanis mencapai puncaknya dengan differential analyzer, yang selesai dibuat pada tahun 1931 oleh Vannevar Bush di MIT. Pada tahun 1950-an, keberhasilan komputer elektronik digital telah memusnahkan kebanyakan mesin komputasi analog, namun komputer analog tetap digunakan pada tahun 1950-an dalam beberapa aplikasi khusus seperti pendidikan (jembatan geser) dan pesawat terbang (sistem kontrol).

Komputer digital

Elektromekanik
Tesis master Claude Shannon pada tahun 1937 meletakkan dasar-dasar komputasi digital, dengan wawasannya tentang mengaplikasikan aljabar Boolean pada analisis dan sintesis rangkaian sakelar menjadi konsep dasar yang mendasari semua komputer digital elektronik. Pada tahun 1938, Angkatan Laut Amerika Serikat telah mengembangkan Torpedo Data Computer, sebuah komputer analog elektromekanik untuk kapal selam yang menggunakan trigonometri untuk menyelesaikan masalah menembakkan torpedo ke target yang bergerak. Selama Perang Dunia II, perangkat serupa dikembangkan di negara lain.

Komputer digital awal adalah elektromekanik; sakelar listrik menggerakkan relay mekanik untuk melakukan perhitungan. Perangkat ini memiliki kecepatan operasi yang rendah dan akhirnya digantikan oleh komputer listrik yang jauh lebih cepat, awalnya menggunakan tabung vakum. Z2, yang dibuat oleh insinyur Jerman Konrad Zuse pada tahun 1939 di Berlin, adalah salah satu contoh awal komputer relay elektromekanik.

Pada tahun 1941, Zuse mengikuti mesin sebelumnya dengan Z3, komputer digital otomatis elektromekanik yang pertama di dunia yang dapat diprogram. Z3 dibangun dengan 2000 relay, mengimplementasikan panjang kata 22 bit yang beroperasi pada frekuensi clock sekitar 5-10 Hz. Kode program disediakan pada film berlubang sementara data dapat disimpan dalam 64 kata memori atau disediakan dari keyboard. Ini cukup mirip dengan mesin modern dalam beberapa hal, memperkenalkan banyak kemajuan seperti angka floating-point. Alih-alih sistem desimal yang sulit dilaksanakan (digunakan dalam desain Charles Babbage sebelumnya), menggunakan sistem biner berarti bahwa mesin Zuse lebih mudah untuk dibangun dan potensial lebih andal, mengingat teknologi yang tersedia pada saat itu. Z3 sendiri bukanlah komputer universal tetapi dapat diperluas menjadi Turing lengkap.

Komputer berikutnya dari Zuse, Z4, menjadi komputer komersial pertama di dunia; setelah penundaan awal karena Perang Dunia Kedua, komputer tersebut selesai dibangun tahun 1950 dan diserahkan ke ETH Zurich. Komputer ini diproduksi oleh perusahaan milik Zuse sendiri, Zuse KG, yang didirikan tahun 1941 sebagai perusahaan pertama yang tujuannya hanya mengembangkan komputer di Berlin. Z4 menjadi inspirasi untuk pembangunan ERMETH, komputer pertama di Swiss dan salah satu yang pertama di Eropa.

Tabung hampa udara dan sirkuit elektronik digital

Elemen sirkuit elektronik murni segera menggantikan setara mekanik dan elektromekanik mereka, pada saat yang sama ketika perhitungan digital menggantikan analog. Insinyur Tommy Flowers, yang bekerja di Stasiun Penelitian Pos di London pada tahun 1930-an, mulai menjelajahi kemungkinan penggunaan elektronik untuk pertukaran telepon. Peralatan eksperimental yang dibuatnya pada tahun 1934 mulai beroperasi lima tahun kemudian, mengubah sebagian dari jaringan pertukaran telepon menjadi sistem pemrosesan data elektronik, menggunakan ribuan tabung hampa udara. Di Amerika Serikat, John Vincent Atanasoff dan Clifford E. Berry dari Universitas Negara Bagian Iowa mengembangkan dan menguji Komputer Atanasoff–Berry (ABC) pada tahun 1942, komputer digital elektronik otomatis pertama. Desain ini juga sepenuhnya elektronik dan menggunakan sekitar 300 tabung hampa udara, dengan kapasitor yang ditempatkan di dalam drum yang berputar secara mekanis untuk memori.

Selama Perang Dunia II, para pembongkar kode Inggris di Bletchley Park mencapai sejumlah keberhasilan dalam memecahkan komunikasi militer Jerman yang terenkripsi. Mesin enkripsi Jerman, Enigma, pertama kali diserang dengan bantuan bom elektromekanis yang sering dijalankan oleh wanita. Untuk meretas mesin Lorenz SZ 40/42 Jerman yang lebih canggih, digunakan untuk komunikasi tingkat tinggi di Angkatan Darat, Max Newman dan rekan-rekannya meminta Flowers untuk membangun Colossus. Dia menghabiskan sebelas bulan mulai dari awal Februari 1943 merancang dan membangun Colossus pertama. Setelah uji fungsional pada Desember 1943, Colossus dikirim ke Bletchley Park, di mana itu diserahkan pada 18 Januari 1944 dan menyerang pesan pertamanya pada 5 Februari. Colossus adalah komputer digital elektronik yang dapat diprogram pertama di dunia. Ini menggunakan sejumlah besar katup (tabung hampa udara). Ini memiliki input pita kertas dan mampu dikonfigurasi untuk melakukan berbagai operasi logika boolean pada datanya, tetapi tidak lengkap dengan Turing. Sembilan Colossi Mk II dibangun (Mk I dikonversi menjadi Mk II membuat sepuluh mesin secara total). Colossus Mark I berisi 1.500 katup termionik (tabung), namun Mark II dengan 2.400 katup, lebih cepat dan lebih sederhana dalam operasinya daripada Mark I, sangat mempercepat proses dekripsi.

ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) adalah komputer berbasis elektronik pertama yang dibangun di Amerika Serikat. Meskipun ENIAC mirip dengan Colossus, namun ENIAC jauh lebih cepat, lebih fleksibel, dan Turing-lengkap. Seperti Colossus, "program" pada ENIAC ditentukan oleh keadaan kabel dan sakelarnya, jauh dari mesin elektronik dengan program yang disimpan yang muncul kemudian. Setelah program ditulis, harus diatur secara mekanis ke dalam mesin dengan mereset manual colokan dan sakelarnya. Para pemrogram ENIAC terdiri dari enam wanita, yang sering dikenal secara kolektif sebagai "ENIAC girls".

Mesin ini menggabungkan kecepatan tinggi dari elektronika dengan kemampuan untuk diprogram untuk banyak masalah kompleks. ENIAC bisa menambah atau mengurangi 5000 kali dalam satu detik, seribu kali lebih cepat dari mesin lainnya. Mesin ini juga dilengkapi dengan modul untuk perkalian, pembagian, dan akar kuadrat. Memori berkecepatan tinggi terbatas pada 20 kata (sekitar 80 byte). Dibangun di bawah arahan John Mauchly dan J. Presper Eckert di University of Pennsylvania, pengembangan dan konstruksi ENIAC berlangsung dari tahun 1943 hingga beroperasi penuh pada akhir tahun 1945. Mesin ini sangat besar, beratnya 30 ton, menggunakan 200 kilowatt daya listrik dan mengandung lebih dari 18.000 tabung vakum, 1.500 relay, dan ratusan ribu resistor, kapasitor, dan induktor.

Konsep komputer modern

Prinsip dari komputer modern pertama kali diusulkan oleh Alan Turing dalam makalahnya yang berpengaruh pada tahun 1936, "On Computable Numbers". Turing mengusulkan sebuah perangkat sederhana yang ia sebut "Mesin Komputasi Universal" dan yang sekarang dikenal sebagai mesin Turing universal. Dia membuktikan bahwa mesin tersebut mampu menghitung apa pun yang dapat dihitung dengan menjalankan instruksi (program) yang disimpan di pita, memungkinkan mesin tersebut dapat diprogram. Konsep dasar dari desain Turing adalah program yang disimpan, di mana semua instruksi untuk menghitung disimpan dalam memori. Von Neumann mengakui bahwa konsep pusat dari komputer modern adalah karena makalah ini. Mesin Turing masih menjadi objek sentral dalam teori komputasi. Kecuali batasan yang diberlakukan oleh memori terbatas, komputer modern dikatakan Turing-lengkap, yang berarti, mereka memiliki kemampuan eksekusi algoritma yang setara dengan mesin Turing universal.

Program-program yang tersimpan

Mesin komputer awal memiliki program-program yang tidak dapat diubah. Mengubah fungsinya memerlukan pengaturan ulang dan perubahan kawat pada mesin tersebut. Dengan diusulkannya komputer dengan program tersimpan, hal ini berubah. Sebuah komputer dengan program tersimpan dirancang dengan set instruksi dan dapat menyimpan dalam memori sebuah rangkaian instruksi (program) yang menjelaskan komputasi. Dasar teoritis untuk komputer dengan program tersimpan diletakkan oleh Alan Turing dalam makalahnya tahun 1936. Pada tahun 1945, Turing bergabung dengan National Physical Laboratory dan mulai mengembangkan komputer digital elektronik dengan program tersimpan. Laporan Turing tahun 1945 "Proposed Electronic Calculator" adalah spesifikasi pertama untuk perangkat seperti itu. John von Neumann di University of Pennsylvania juga mengedarkan "First Draft of a Report on the EDVAC" pada tahun 1945.

Manchester Baby adalah komputer dengan program tersimpan pertama di dunia. Dibangun di University of Manchester di Inggris oleh Frederic C. Williams, Tom Kilburn, dan Geoff Tootill, dan menjalankan program pertamanya pada 21 Juni 1948. Dirancang sebagai alat uji untuk tabung Williams, perangkat penyimpanan digital akses acak pertama. Meskipun komputer tersebut digambarkan sebagai "kecil dan primitif" oleh retrospektif tahun 1998, itu adalah mesin kerja pertama yang mengandung semua elemen penting dari komputer elektronik modern. Begitu Baby telah menunjukkan kemungkinan desainnya, sebuah proyek dimulai di universitas untuk mengembangkannya menjadi komputer yang secara praktis berguna, Manchester Mark 1.

Mark 1 segera menjadi prototipe untuk Ferranti Mark 1, komputer tujuan umum pertama yang tersedia secara komersial di dunia. Dibangun oleh Ferranti, komputer itu diserahkan ke University of Manchester pada bulan Februari 1951. Setidaknya tujuh dari mesin-mesin kemudian diserahkan antara tahun 1953 dan 1957, salah satunya ke laboratorium Shell di Amsterdam. Pada bulan Oktober 1947, para direktur perusahaan layanan makanan Inggris J. Lyons & Company memutuskan untuk mengambil peran aktif dalam mempromosikan pengembangan komersial komputer. Komputer LEO I milik Lyons, yang didasarkan pada Cambridge EDSAC tahun 1949, mulai beroperasi pada bulan April 1951 dan menjalankan pekerjaan rutin komputer kantor pertama di dunia.

Transistor

Konsep transistor efek medan diusulkan oleh Julius Edgar Lilienfeld pada tahun 1925. John Bardeen dan Walter Brattain, saat bekerja di bawah William Shockley di Bell Labs, membangun transistor pertama yang berfungsi, yaitu transistor kontak-titik pada tahun 1947, yang kemudian diikuti oleh transistor junction bipolar Shockley pada tahun 1948. Mulai dari tahun 1955, transistor menggantikan tabung vakum dalam desain komputer, menimbulkan "generasi kedua" komputer. Dibandingkan dengan tabung vakum, transistor memiliki banyak keunggulan: mereka lebih kecil, dan membutuhkan daya yang lebih sedikit daripada tabung vakum, sehingga menghasilkan panas yang lebih sedikit. Transistor junction jauh lebih dapat diandalkan daripada tabung vakum dan memiliki masa pakai layanan yang lebih lama dan tak terbatas. Komputer dengan transistor dapat mengandung puluhan ribu sirkuit logika biner dalam ruang yang relatif kompak. Namun, transistor junction awal adalah perangkat yang relatif besar yang sulit diproduksi secara massal, yang membatasi penggunaannya hanya untuk beberapa aplikasi khusus.

Di University of Manchester, sebuah tim di bawah kepemimpinan Tom Kilburn merancang dan membangun mesin menggunakan transistor yang baru dikembangkan sebagai pengganti katup. Komputer transistor pertama dan yang pertama di dunia, mulai beroperasi pada tahun 1953, dan versi kedua diselesaikan di sana pada bulan April 1955. Namun, mesin tersebut tetap menggunakan katup untuk menghasilkan gelombang jam 125 kHz dan dalam sirkuit untuk membaca dan menulis pada memori drum magnetiknya, sehingga bukanlah komputer yang sepenuhnya bertransistor. Penghargaan itu diberikan kepada Harwell CADET tahun 1955, dibangun oleh divisi elektronika Atomic Energy Research Establishment di Harwell.

Transistor efek medan logam-oksid-silikon (MOSFET), juga dikenal sebagai MOS transistor, ditemukan di Bell Labs antara tahun 1955 dan 1960 dan merupakan transistor yang benar-benar kompak pertama yang dapat dikecilkan ukurannya dan diproduksi secara massal untuk berbagai keperluan. Dengan skalabilitas tinggi, dan konsumsi daya yang jauh lebih rendah dan kerapatan yang lebih tinggi daripada transistor junction bipolar, MOSFET membuatnya mungkin untuk membangun sirkuit terpadu berkepadatan tinggi. Selain pemrosesan data, MOSFET juga memungkinkan penggunaan praktis transistor MOS sebagai elemen penyimpanan sel memori, yang mengarah pada pengembangan memori semikonduktor MOS, yang menggantikan memori inti magnetik sebelumnya dalam komputer. MOSFET memimpin revolusi mikrokomputer, dan menjadi kekuatan penggerak di balik revolusi komputer. MOSFET adalah transistor yang paling banyak digunakan dalam komputer, dan merupakan blok bangunan fundamental dari elektronika digital.

Sirkuit terpadu merupakan salah satu inovasi terbesar dalam dunia komputasi. Konsep sirkuit terpadu pertama kali dicetuskan oleh seorang ilmuwan radar yang bekerja untuk Royal Radar Establishment of the Ministry of Defence, Geoffrey W.A. Dummer. Dummer memaparkan deskripsi pertama tentang sirkuit terpadu pada sebuah Simposium di Washington, D.C., pada 7 Mei 1952.

IC pertama yang berhasil diciptakan adalah oleh Jack Kilby di Texas Instruments dan Robert Noyce di Fairchild Semiconductor. Kilby mencatat ide awalnya tentang sirkuit terpadu pada bulan Juli 1958, dan berhasil menunjukkan contoh pertama IC yang berfungsi pada 12 September 1958. Sirkuit terpadu Kilby pertama yang berhasil dibuat adalah IC hibrida, bukan chip IC monolitik. Chip IC monolitik pertama diciptakan oleh Noyce setengah tahun setelah Kilby. Chip Noyce menyelesaikan banyak masalah praktis yang tidak dapat dipecahkan oleh chip Kilby. Chip Noyce yang monolitik dibuat dari silicon, sementara chip Kilby dibuat dari germanium. IC monolitik Noyce dibuat dengan menggunakan proses planar yang dikembangkan oleh Jean Hoerni. Proses planar ini didasarkan pada karya Carl Frosch dan Lincoln Derick tentang pasivasi permukaan semikonduktor oleh silikon dioksida.

IC monolitik modern sebagian besar adalah IC MOS (logam-oksidasi-semikonduktor), yang dibangun dari MOSFET (transistor MOS). MOSFET telah menjadi komponen paling kritis dalam IC modern. MOS IC pertama yang berhasil dibuat secara eksperimental adalah chip 16 transistor yang dibuat oleh Fred Heiman dan Steven Hofstein di RCA pada tahun 1962. Kemudian, General Microelectronics memperkenalkan MOS IC komersial pertama pada tahun 1964 yang dikembangkan oleh Robert Norman. Setelah pengembangan transistor MOS dengan gerbang yang diselaraskan sendiri oleh Robert Kerwin, Donald Klein, dan John Sarace di Bell Labs pada tahun 1967, MOS IC dengan gerbang yang diselaraskan sendiri pertama kali dikembangkan oleh Federico Faggin di Fairchild Semiconductor pada tahun 1968.

Pengembangan sirkuit terpadu MOS mengarah pada penemuan mikroprosesor, dan menandai ledakan penggunaan komersial dan pribadi komputer. Meskipun persis perangkat mana yang pertama kali mikroprosesor adalah kontroversial, sebagian karena tidak adanya kesepakatan tentang definisi tepat dari istilah "mikroprosesor", hampir tidak dipersengketakan bahwa mikroprosesor sirkuit tunggal pertama adalah Intel 4004, dirancang dan direalisasikan oleh Federico Faggin dengan teknologi IC MOS gerbang silikonnya, bersama dengan Ted Hoff, Masatoshi Shima, dan Stanley Mazor di Intel. Pada awal tahun 1970-an, teknologi IC MOS memungkinkan integrasi lebih dari 10.000 transistor pada satu chip.

Sistem on a Chip (SoCs) adalah komputer lengkap pada sebuah mikrochip (atau chip) seukuran koin. Mereka mungkin memiliki atau tidak memiliki RAM dan memori flash terintegrasi. Jika tidak terintegrasi, RAM biasanya ditempatkan langsung di atas (dikenal sebagai Package on package) atau di bawah (di sisi berlawanan dari papan sirkuit) SoC, dan memori flash biasanya ditempatkan tepat di sebelah SoC. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kecepatan transfer data, karena sinyal data tidak perlu melakukan perjalanan jarak jauh. Sejak ENIAC pada tahun 1945, komputer telah maju secara sangat pesat, dengan SoCs modern (seperti Snapdragon 865) seukuran koin tetapi juga ratusan ribu kali lebih kuat dari ENIAC, mengintegrasikan miliaran transistor, dan hanya mengonsumsi beberapa watt daya.

Komputer mobile

Komputer mobile pertama berat dan dijalankan dari sumber listrik utama. IBM 5100 seberat 50 pound (23 kilogram) adalah contoh awalnya. Kemudian komputer portabel seperti Osborne 1 dan Compaq Portable jauh lebih ringan tetapi masih perlu dihubungkan ke listrik. Laptop pertama, seperti Grid Compass, menghilangkan kebutuhan ini dengan menyertakan baterai - dan dengan terus berkurangnya ukuran sumber daya komputasi dan kemajuan dalam masa pakai baterai portabel, komputer portabel semakin populer pada tahun 2000-an. perkembangan yang sama memungkinkan produsen untuk mengintegrasikan sumber daya komputasi ke dalam ponsel seluler pada awal tahun 2000.

Smartphone dan tablet ini berjalan pada berbagai sistem operasi dan baru-baru ini menjadi perangkat komputasi dominan di pasaran. Ini ditenagai oleh System on a Chip (SoCs), yang merupakan komputer lengkap dalam sebuah mikrochip berukuran sebesar koin.