Perkembangan Komputer Generasi Ke Generasi.

           Perkembangan komputer dari masa ke masa salalu mengalami peningkatan. Pada awalnya komputer bukanlah alat yang diciptakan untuk berbagai kegunaan seperti yang kita amati pada zaman sekarang. Dulu komputer diciptakan hanya sebagai alat untuk mempermudah dalam penghitungan atau lebih mudahnya sebagai mesin hitung matematika. Tetapi seiring dengan perkembangan zaman komputer ini terus berevolusi menjadi mesin serba guna khususnya pada bidang industri dan penelitian.

            Oleh karena itu, kata dasar komputer berasal dari kata “compute” yang berarti menghitung dengan kata lain komputer berati alat penghitung. Komputer pertama kali ditemukan oleh Charles Babbage, kecerdasannya logika matematikanya yang sangat sepesial membuatnya mampu menciptakan sebuah mesin yang dia sebut dengan nama Analytical Engine pada tahun 1882, sebuah mesin yang berfungsi sebagai alat perhitungan-perhitungan umum.

          Beberapa tahun kemudian munculah John V. Atanasoff dengan komputer rancangannya Atanasoff-Berry Computer (ABC) pada tahun 1937 yang kemudian dianggap resmi menjadi komputer elektronik pertama. selang beberapa tahun kemudian munculah ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Computer) yang di perkenalkan oleh John Mauchly dan J. Presper Eckert. Sebuah mesin yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania. Terdiri dari 18.000 tabung vakum(vacum tube), 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengkonsumsi daya sebesar 160kW.

     Evolusi komputer selepas tahun 1940 boleh dikelaskan kepada lima generasi.

1. Generasi Pertama (1940 – 1959)
2. Generasi Kedua (1959 -1964)
3. Generasi Ketiga (1964 – awal 80-an)
4. Generasi Keempat (awal 80-an – ?)
5. Generasi Kelima (masa depan)

1. Komputer Generasi Pertama 

          Komputer genarasi pertama ini disebut juga sebagai komputer dinosaurus karena ukurannya yang relatif besar. Hanya orang yang ahli sajalah yang dapat menggunakan komputer ini karena sangat sulit dan daya komputesinya sangatlah lambat.

Ciri ciri komputer pada generasi pertama adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari Tabung Hampa (Vacuum Tube)
• Program dibuat dalam bahasa mesin (Machine Language), yang programnya tersimpan dalam memori komputer. Programnya masih menggunakan bahasa mesin dengan menggunakan kode 0 dan 1 dalam urutan tertentu.
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya besar dan memerlukan tempat yang sangat luas
• Memerlukan banyak Pendingin (AC) karena banyak mengeluarkan panas
• Prosesnya relatif lambat
• Kapasitas untuk menyimpan data kecil.
• Pabrik yang memproduksi; UNIVAC, IBM, BURROGHS, HONEYWELL
• Contoh mesin; ENIAC, MARK II, EDSAC, MARK III, UNIVAC I & II, IBM 650, ADVAC

           Komputer generasi pertama berawal dari tahun 1942 hingga tahun 1959. Komputer semacam ENIAC menggunakan 18.000 tabung hampa untuk  mengolah data. Pada tahun 1950-an, beberapa komputer yang mempekerjakan ribuan tabung hampa masih diproduksi. Komputer IBM 701 yang dibuat tahun 1953 misalnya, mengandung 4.000 tabung di dalamnya.

            2. Komputer Generasi Kedua

         Komputer generasi kedua ini muncul pada era 1960-an dan dulu komputer ini banyak di gunakan di berbagai perusahaan perusahaan khususnya dalam bidang bisnis. Ukurannya lebih kecil ketimbang komputer generasi pertama yaitu kira kira seukuran lemari saja. Pada era ini juga manusia telah mengenal printer, memori, disket ataupun sitem operasi.

Ciri ciri komputer generasi kedua adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari Transistor
• Program dibuat dengan Assembly Language, Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) dan ALGOL
• Menjadi titik awal penemuan Mini computer.
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya relatif kecil
• Tidak banyak mengeluarkan panas
• Telah mengenal Magnetic Tape dan Magnetic Disk untuk menyimpan data
• Mulai mengenal Tele Processing (time sharing yang memungkinkan beberapa user dapat memakai kokmputer secara bersama-sama)
• Proses relatif lebih cepat
• Kapasitas untuk menyimpan data semakin besar.
• Tidak membutuhkan tegangan listrik sebesar generasi sebelumnya
• Memory masih cukup kecil tapi masih lebih besar dibandingkan dengan komputer sebelumnya.
•  
• Pabrik yang memproduksi; UNIVAC, IBM, BURROGHS, HONEYWELL, CDC (Control Data Corporation), NCR
• Contoh mesin; IBM (IBM 1620, IBM 1401, IBM 7070, IBM 7080, IBM 7094), UNIVAC III, CDC 6600 Super dan CDC 7600, BURROGHS 5500, HONEYWELL 400, PDP 1 & 5

           Komputer generasi kedua muncul antara tahun 1958 sampai dengan tahun 1963. Munculnya komputer generasi pertama ini  ditandai dengan ditemukannya transistor, komponen elektronik berukuran kecil yang  cara bekerjanya memanfaatkan aliran muatan (elektron) di dalam zat padat kristalin. Transistor mempunyai sifat lebih ringan, lebih kuat dan tahan lama dibandingkan teknologi tabung.

           Walaupun komputer ini telah menggunakan transistor yang mana menggantikan fungsi tabung hampa tetapi tetap saja mengeluarkan panas walaupun tidak sebanyak yang di keluarkan oleh komputer generasi pertama dan itu dapat berpotensi untuk merusak komponen komponen yang ada pada komputer. Pada generasi ini juga bermunculan banyak programmer, analyst dan ahli di bidang komputer serta juga bermunculan dan mulai berkembang industr piranti lunak atau softwere. 

        3. Komputer Generasi Ketiga

          Komputer generasi ketiga merupakan perkembangan yang paling pesat dari perkembangan komputer yang ada. Komputer generasi ketiga muncul sejak era 1965-1971-an. Transistor yang dianggap tidak effisien lagi membuat manusia mencari solusi lain dan solusi itu di temukan pada batu kuarsa ( Quartz rock ). Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. Hal ini merupakan sebuah inovasi yang dapat mendongkrak munculnya komputer generasi ketiga.

Ciri ciri komputer generasi ketiga adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari Integrated Circuit (IC) yang berbentuk lempengan atau chip
• Program dibuat dengan bahasa tingkat tinggi (High Level Language), yaitu: BASIC, FORTRAN, COBOL
• Sudah menerapkan konsep multi processing dan dapat menjalankan program lebih dari satu multi programming dalam waktu yang bersamaan
• Dapat berkomunikasi dengan peralatan lain untuk melakukan komunikasi data seperti telepon dengan komputer.
• Sebagai titik awal fenomena mikrokomputer
• Komputer menjadi lebih kecil dan lebih murah
• Konsep ‘time sharing’ diperkenalkan
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya lebih kecil dari komputer generasi kedua
• Mulai mengenal Multi Programming dan Multi Processing
• Adanya integrasi antara Software dan Hardware dalam Sistem Operasi
• Prosesnya sangat cepat
• Kapasitas untuk menyimpan data lebih besar.
• Menggunakan teknologi small-and medium-scale integration
• Pabrik yang memproduksi; IBM, BURROGHS, HONEYWELL, NCR
• Contoh mesin; IBM S/360, UNIVAC 1108, PDP 8 & 11, HONEYWELL 200, RCA, SPECTRA 70.

            Inilah komputer generasi ketiga yang diperkenalkan antara tahun 1963 sampai dengan tahun 1971. Pada era ini juga mulai digunakannya sistem operasi (operation sistem) yang memungkinkan mesin menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer. Sistem operasi komputer pada generasi ketiga adalah UNIX dan Windows. Walapupun grafiknya masihlah sangat minim. 

           4. Komputer Generasi Keempat

          Komputer generasi keempat adalah komputer yang kita temui pada saat ini. Komputer yang dalam komponen elektriknya masih menggunakan mikrochip walaupun ukurannya dan bahan yang digunakan berbeda. Ukurannya lebih kecil membuat ukuran komputerpun lebuh sederhana.

          Dampak dari ide cemerlang Kilby yang telah mengembangkan teknologi IC dapat dirasakan dengan hadirnya komputer-komputer dalam bentuk yang lebih cerdas, bekerja lebih cepat dan handal, mempunyai kapasitas memori yang sangat besar serta keunggulan-keunggulan lainnya, meski bentuk maupun volumenya justru semakin kecil.

Ciri ciri komputer generasi keempat adalah sebagai berikut :

• Komponen elektronikanya dari miniaturisasi yang disebut LSI dan mulai memperkenalkan VLSI (Very Large Scale Integration) yang merupakan paduan dari IC dengan kapasitas rangkaian dapat mencapai 100.000 komponen tiap chip
• Mulai dikembangkan suatu jaringan komputer lokal yang menggunakan ARCNET (Attach Research Computing Network)
• Program dibuat dengan bahasa: BASIC, FORTRAN, COBOL, PASCAL
• Telah menggunakan Metal Oxide Semiconductor (MOS)
• Sifat-sifatnya:
• Ukurannya relatif lebih kecil
• Sudah menerapkan Multi Programming dan Multi Processing
• Mengenal DataBase Management System (DBMS).
• Pabrik yang memproduksi; IBM, BURROGHS, HONEYWELL, INTEL
• Contoh mesin; IBM (IBM S/34, IBM S/36, IBM PC/AT & XT, IBM PS/2), HONEYWELL 700, BURROGHS 600, CRAY I, CYBER, PC Aplle II, COMMODORE PC ,INTEL i386 sampai dengan intel Pentium I, II, III, IV, Dual Core, Core 2 Duo, dan Quad Core.

        Komputer genarasi ini telah berkembang sangat pesat karena penggunannya yang sangat mudah (friendly user) dan serba guna apalagi di bidang industri dan teknologi informasi, peranan komputer sangatlah membantu. 

        5. Komputer Generasi Kelima

         Berkat kepopulerannya di kalangan rumah tangga maupun dunia bisnis, pada sekitar tahun 1982 Komputer Pribadi (Personal Computer) yang oleh Majalah “Time” diberi gelar “Man of The Year”. Selanjutnya menjelang tahun 1990-an, kemampuan Komputer pribadi meningkat secara drastis hampir menyamai kemampuan komputer multiuser. Kini komputer tingkat tinggi (higher-end computer) lebih sering membedakannya dari komputer pribadi dari segi kestabilan serta kemampuan multitasking yang lebih baik, daripada hanya bergantung semata-mata pada kemampuan CPU.

         Rencana masa depan komputer generasi ke lima adalah komputer yang telah memiliki Artificial Intelligence (AI). Sehingga komputer di masa depan dapat memberikan respon atas keinginan manusia.

Ciri ciri komputer generasi kelima adalh sebagai berikut :

• Komputer generasi ini masih dalam tahap pengembangan dan pemakainya belum banyak. Pengembangan komputer genarasi ini dipelopori oleh negara Jepang
• Komponen elektronikanya menggunakan bentuk paling baru dari chip VLSI
• Program dibuat dalam bahasa PROLOG (Programming Logic) dan LISP (List Processor)
• Komputer generasi kelima difokuskan kepada AI (Artificial Inteligence / Kecerdasan Buatan), yaitu sesuatu yang berhubungan dengan penggunaan komputer untuk melaksanakan tugas-tugas yang merupakan analog tingkah laku manusia.
• Sifat-sifatnya:
• Dapat membantu menyusun program untuk dirinya sendiri
• Dapat menerjemahkan dari suatu bahasa ke bahasa lain
• Dapat membuat pertimbangan-pertimbangan logis
• Dapat mendengar kalimat perintah yang diucapkan serta melaksanakannya
• Dapat memilih setumpuk fakta serta menggunakan fakta yang diperlukan
• Dapat mengolah gambar-gambar dan grafik dengan cara yang sama dengan mengolah kata, misalnya dapat melihat serta mengerti sebuah foto.

            Dua tanda tanda akan munculnya inovasi komputer generasi kelima adalah  komputer paralel yang berarti memungkinkan banyak CPU bekerja sama membentuk suatu jaringan yang efisien. Selin itu ditemukannya superkonduktor yang memungkinkan aliran listrik mengalir tanpa hambatan sedikitpun sehingga dapat meningkatkan kecepatan informasi yang di dapat. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikan keberadaan komputer generasi kelima ini

Bioinformatika

Bioinformatika merupakan ilmu terapan yang lahir dari perkembangan teknologi informasi dibidang molekular. Pembahasan dibidang bioinformatik ini tidak terlepas dari perkembangan biologi molekular modern, salah satunya peningkatan pemahaman manusia dalam bidang genomic yang terdapat dalam molekul DNA.

Kemampuan untuk memahami dan memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh teknologi informasi melalui perkembangan hardware dan soffware. Baik pihak pabrikan sofware dan harware maupun pihak ketiga dalam produksi perangkat lunak. Salah satu contohnya dapat dilihat pada upaya Celera Genomics, perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom manusia yang secara maksimal memanfaatkan teknologi informasi sehingga bisa melakukan pekerjaannya dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun).

Perkembangan teknologi DNA rekombinan memainkan peranan penting dalam lahirnya bioinformatika. Teknologi DNA rekombinan memunculkan suatu pengetahuan baru dalam rekayasa genetika organisme yang dikenala bioteknologi. Perkembangan bioteknologi dari bioteknologi tradisional ke bioteknologi modren salah satunya ditandainya dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme, sekuensing DNA dan manipulasi DNA.

Sekuensing DNA satu organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida atau molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara menyeluruh pada tahun 1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun, walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan tahun 1982.

Bioinformatika ialah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasi untuk mengelola dan menganalisis informasi hayati. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologi, terutama yang terkait dengan penggunaan sekuens DNA dan asam amino. Contoh topik utama bidang ini meliputi pangkalan data untuk mengelola informasi hayati, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.

Bioinformatika pertamakali dikemukakan pada pertengahan 1980an untuk mengacu kepada penerapan ilmu komputer dalam bidang biologi. Meskipun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika seperti pembuatan pangkalan data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologi telah dilakukan sejak tahun 1960an.

Kemajuan teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi protein (sejak awal 1950an) dan asam nukleat (sejak 1960an) mengawali perkembangan pangkalan data dan teknik analisis sekuens biologi. Pangkalan data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun 1960an di Amerika Serikat, sementara pangkalan data sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).

Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat diungkapkan pada 1980an dan 1990an. Hal ini menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, yang meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.

Perkembangan jaringan internet juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Pangkalan data bioinformatika yang terhubungkan melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam pangkalan data tersebut serta memperoleh sekuens biologi sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi bioinformatika melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.

Pangkalan Data sekuens biologi dapat berupa pangkalan data primer untuk menyimpan sekuens primer asam nukleat dan protein, pangkalan data sekunder untuk menyimpan motif sekuens protein, dan pangkalan data struktur untuk menyimpan data struktur protein dan asam nukleat.

Pangkalan data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah GenBank (Amerika Serikat), EMBL (the European Molecular Biology Laboratory, Eropa), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan, Jepang). Ketiga pangkalan data tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga keluasan cakupan masing-masing pangkalan data. Sumber utama data sekuens asam nukleat adalah submisi (pengumpulan) langsung dari peneliti individual, proyek sekuensing genom, dan pendaftaran paten. Selain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam pangkalan data sekuens asam nukleat pada umumnya mengandung informasi tentang jenis asam nukleat (DNA atau RNA), nama organisme sumber asam nukleat tersebut, dan segala sesuatu yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.

Selain asam nukleat, beberapa contoh pangkalan data penting yang menyimpan sekuens primer protein adalah PIR (Protein Information Resource, Amerika Serikat), Swiss-Prot (Eropa), dan TrEMBL (Eropa). Ketiga pangkalan data tersebut telah digabungkan dalam UniProt, yang didanai terutama oleh Amerika Serikat. Entri dalam UniProt mengandung informasi tentang sekuens protein, nama organisme sumber protein, pustaka yang berkaitan, dan komentar yang pada umumnya berisi penjelasan mengenai fungsi protein tersebut.

Perangkat bioinformatika yang berkaitan erat dengan penggunaan pangkalan data sekuens Biologi ialah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Penelusuran BLAST (BLAST search) pada pangkalan data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens baik asam nukleat maupun protein yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal ini berguna misalnya untuk menemukan gen sejenis pada beberapa organisme atau untuk memeriksa keabsahan hasil sekuensing atau untuk memeriksa fungsi gen hasil sekuensing. Algoritma yang mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran sekuens.

PDB (Protein Data Bank, Bank Data Protein) ialah pangkalan data tunggal yang menyimpan model struktur tiga dimensi protein dan asam nukleat hasil penentuan eksperimental (dengan kristalografi sinar-X, spektroskopi NMR, dan mikroskopi elektron). PDB menyimpan data struktur sebagai koordinat tiga dimensi yang menggambarkan posisi atom-atom dalam protein atau pun asam nukleat.