Sejarah Perkembangan Komputer

Sejarah Komputer Dari Masa ke Masa

Sebelum saya menerangkan Sejarah Komputer dari Masa ke Masa ada baiknya Jika kita membahas dulu Devinisi Komputer yang ada di bawah ini..

Definisi Komputer

Istilah komputer (computer) berasal dari bahasa Latin computare yang berarti menghitung. Komputer mempunyai arti yang sangat luas dan berbeda untuk orang yang berbeda. Berikut ini definisi komputer yang didapat dari beberapa buku komputer.

Menurut buku Computer Annual (Robert H.Blissmer), komputer adalah suatu alat elektronik yang mampu melakukan beberapa tugas sebagai berikut :

•    Menerima input

•    Memproses input tadi sesuai dengan programmnya

•    Menyimpan perintah-perintah dan hasil dari pengolahan

•    Menyediakan output dalam bentuk informasi

Menurut buku Computer Today (Donald H.Sanders), komputer adalah sistem elektronik untuk memanipulasi data yang cepat dan tepat serta dirancang dan diorganisasikan supaya secara otomatis menerima dan menyimpan data input, memprosesnya dan menghasilkan output dibawah pengawasan suatu langkah-langkah instruksi-instruksi program yang tersimpan di memori (stored program).

Menurut buku Computer Organization (V.C. Hamacher, Z.G. Vranesic. S.G. Zaky), komputer adalah mesin penghitung elektronik yang cepat dapat menerima informasi input digital, memprosesnya sesuai dengan suatu program yang tersimpan di memorinya (stored program) dan menghasilkan output informasi.

Menurut buku Introduction To The Computer, The Tool Of Busines (William M.Fouri), komputer adalah suatu pemroses data (data processor) yang dapat melakukan perhitungan besar dan cepat, termasuk perhitungan aritmatika yang besar atau operasi logika, tanpa campur tangan dari manusia mengoperasikan selama pemrosesan.

Menurut buku Introduction To Computers (Gordon B. Davis), komputer adalah tipe khusus alat penghitung yang mempunyai sifat tertentu yang pasti.

Dari beberapa definisi yang didapat dari berbagai buku, dapat disimpulkan bahwa komputer adalah :

•    Alat elektronik

•    Dapat menerima input data

•    Dapat mengolah data

•    Dapat memberikan informasi

•    Menggunakan suatu program yang tersimpan di memori komputer (stored program)

•    Dapat menyimpan program dan hasil pengolahan

SEJARAH KOMPUTER

Sejarah Komputer Generasi Pertama

Sedangkan yang disebut dengan program adalah kumpulan instruksi atau perintah terperinci yang sudah dipersiapkan supaya komputer dapat melakukan fungsinya dengan cara yang sudah tertentu. Berikut ini Sejarah Komputer Generasi Pertama:

Pada waktu Perang Dunia Kedua, negara-negara yang ikut dalam perang tersebut terus berusaha untuk mengembangkan komputer yang akan digunakan untuk mengeksploit potensi strategis yang dimiliki komputer. Karena hal ini, maka adanya peningkatan pendanaan dari negara untuk mempercepat pengembangan komputer serta kemajuan teknik komputer.

Dan pada tahun 1941, seorang insinyur jerman – Konrad Zuse berhasil membangun sebuah komputer Z3 yang digunakan untuk mendesain pesawat terbang dan juga peluru kendali.

Dilain pihak, pihal sekutu juga membuat kemajuan dalam hal pengembangan kekuatan komputer.  Dan pihak Inggris pada tahun 1943 telah menyelesaikan komputer yang digunakan untuk memecahkan kode rahasia yang diberi nama Colossus, untuk memecahkan kode rahasia yang digunakan militer Jerman. Dan dampak dari pembuatan Colussus ini tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap perkembangan industri komputer dikarenakan beberapa alasan yaitu:

•    Colossus bukan merupakan komputer general (serba guna), hanya digunakan untuk memecahkan kode     rahasia saja.

•    Dan keberadaan komputer ini dijaga kerahasiaannya hingga satu dekade setelah perang berakhir.

Disamping itu, ada usaha lain yang dilakukan pihak Amerika Serikat pada waktu itu dan berhasil mencapai kemajuan lainnnya, yaitu seorang insinyur Harvard – Howard H.Aiken (1900-1973) yang bekerja dengan IBM berhasil memproduksi kalkulator elektronik untuk US Navy. Kalkulator tersebut berukuran panjang setengah lapangan bola kaki dan memiliki rentang kabel sepanjang 500mil.  The Harvd-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, atau Mark I, merupakan komputer relai elektronik. Ia menggunakan sinyal elektromagnetik untuk menggerakkan komponen mekanik. Mesin tersebut beropreasi dengan lambat (ia membutuhkan 3-5 detik untuk setiap perhitungan) dan tidak fleksibel (urutan kalkulasi tidak dapat diubah). Kalkulator tersebut dapat melakukan perhitungan aritmatik dasar dan persamaan yang lebih kompleks.

Lalu perkembangan komputer lain pada masa itu adalah Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania . Terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor, dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar yang mengkonsumsi daya sebesar 160kW.

 Gambar Komputer {{ENIAC}}

Komputer tersebut dirancang oleh John Presper Eckert (1919-1995) dan John W. Mauchly (1907-1980), ENIAC merupakan komputer serbaguna (general purpose computer) yang bekerja 1000 kali lebih cepat dibandingkan Mark    I.

Pada pertengahan 1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University of Pennsylvania dalam usha membangun konsep desin komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuh memori untuk menampung baik program ataupun data.

 

Gambar Komputer EDVAC --->>

Teknik ini memungkinkan komputer untuk berhenti pada suatu saat dan kemudian melanjutkan pekerjaannya kembali. Kunci utama arsitektur Von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber tunggal. Tahun 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) yang dibuat oleh Remington Rand, menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan model arsitektur von Neumann tersebut.

Baik Badan Sensus Amerika Serikat dan General Electric memiliki UNIVAC. Salah satu hasil mengesankan yang dicapai oleh UNIVAC dalah keberhasilannya dalam memprediksi kemenangan Dwilight D. Eisenhower dalam pemilihan presiden tahun 1952.

Komputer Generasi pertama dikarakteristik dengan fakta bahwa instruksi operasi dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu. Setiap komputer memiliki program kode-biner yang berbeda yang disebut “bahasa mesin” (machine language). Hal ini menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya. Ciri lain komputer generasi pertama adalah penggunaan tube vakum (yang membuat komputer pada masa tersebut berukuran sangat besar) dan silinder magnetik untuk penyimpanan data.

Sejarah Komputer Generasi Kedua

Dimulai pada tahun 1948, penemuan transistor sangat mempengaruhi perkembangan komputer. Transistor menggantikan tube vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran mesin-mesin elektrik berkurang drastis.  Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi dibanding para pendahulunya.

Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputer-komputer ini, yang dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya.

Hanya ada dua LARC yang pernah dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore, California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan untuk menggantikan kode biner.

Pada awal 1960-an, mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program.

Salah satu contoh penting komputer pada masa ini adalah IBM 1401 yang diterima secara luas di kalangan industri. Pada tahun 1965, hampir seluruh bisnis-bisnis besar menggunakan komputer generasi kedua untuk memproses informasi keuangan.

Program yang tersimpan di dalam komputer dan bahasa pemrograman yang ada di dalamnya memberikan fleksibilitas kepada komputer. Fleksibilitas ini meningkatkan kinerja dengan harga yang pantas bagi penggunaan bisnis. Dengan konsep ini, komputer dapat mencetak faktur pembelian konsumen dan kemudian menjalankan desain produk atau menghitung daftar gaji.

Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu. Bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN) mulai umum digunakan. Bahasa pemrograman ini menggantikan kode mesin yang rumit dengan kata-kata, kalimat, dan formula matematika yang lebih mudah dipahami oleh manusia. Hal ini memudahkan seseorang untuk memprogram dan mengatur komputer. Berbagai macam karir baru bermunculan (programmer, analyst, dan ahli sistem komputer). Industri piranti lunak juga mulai bermunculan dan berkembang pada masa komputer generasi kedua ini.

Sejarah Komputer Generasi Ketiga

Walaupun transistor dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini.

Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa.

Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponenkomponen dapat dipadatkan dalam chip.

Kemajuan komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi memori komputer.

Sejarah Komputer Generasi Keempat

Setelah IC, tujuan pengembangan menjadi lebih jelas:  mengecilkan ukuran sirkuit dan komponenkomponen elektrik. Large Scale Integration (LSI) dapat memuat ratusan komponen dalam sebuah chip. Pada tahun 1980-an, Very Large Scale Integration (VLSI) memuat ribuan komponen dalam sebuah chip tunggal.

Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer.

Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik.

Gambar Intel Chip 4004 ---->>

Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dn mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor.

Perkembangan yang demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa. Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini, yang disebut minikomputer, dijual dengan paket piranti lunak yang mudah digunakan oleh kalangan awam. Piranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari 2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan dapat diprogram.

Pada tahun 1981, IBM memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah, kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit di tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit di tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65 juta PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang dapat digenggam (palmtop).

IBM PC bersaing dengan Apple Macintosh dalam memperebutkan pasar komputer. Apple Macintosh menjadi terkenal karena mempopulerkan sistem grafis pada komputernya, sementara saingannya masih menggunakan komputer yang berbasis teks. Macintosh juga mempopulerkan penggunaan piranti mouse.

Pada masa sekarang, kita mengenal perjalanan IBM compatible dengan pemakaian CPU: IBM PC/486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV (Serial dari CPU buatan Intel). Juga kita kenal AMD k6, Athlon, dsb. Ini semua masuk dalam golongan komputer generasi keempat.

Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputerkomputer tersebut dapat dihubungkan secara bersamaan dalam suatu jaringan untuk saling berbagi memori, piranti lunak, informasi, dan juga untuk dapat saling berkomunikasi satu dengan yang lainnya. Komputer jaringan memungkinkan komputer tunggal untuk membentuk kerjasama elektronik untuk menyelesaikan suatu proses tugas.

Dengan menggunakan perkabelan langsung (disebut juga local area network, LAN), atau kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.

Sejarah Komputer Generasi Kelima

Mendefinisikan komputer generasi kelima menjadi cukup sulit karena tahap ini masih sangat muda. Contoh imajinatif komputer generasi kelima adalah komputer fiksi HAL9000 dari novel karya Arthur C. Clarke berjudul 2001: Space Odyssey.

HAL menampilkan seluruh fungsi yang diinginkan dari sebuah komputer generasi kelima. Dengan kecerdasan buatan (artificial intelligence), HAL dapat cukup memiliki nalar untuk melakukan percapakan dengan manusia, menggunakan masukan visual, dan belajar dari pengalamannya sendiri.

Walaupun mungkin realisasi HAL9000 masih jauh dari kenyataan, banyak fungsi-fungsi yang dimilikinya sudah terwujud. Beberapa komputer dapat menerima instruksi secara lisan dan mampu meniru nalar manusia. Kemampuan untuk menterjemahkan bahasa asing juga menjadi mungkin. Fasilitas ini tampak sederhana. Namun fasilitas tersebut menjadi jauh lebih rumit dari yang diduga ketika programmer menyadari bahwa pengertia manusia sangat bergantung pada konteks dan pengertian ketimbang sekedar menterjemahkan kata-kata secara langsung.

Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semkain memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi.

Jepang adalah negara yang terkenal dalam sosialisasi jargon dan proyek komputer generasi kelima. Lembaga ICOT (Institute for new Computer Technology) juga dibentuk untuk merealisasikannya. Banyak kabar yang menyatakan bahwa proyek ini telah gagal, namun beberapa informasi lain bahwa keberhasilan proyek komputer generasi kelima ini akan membawa perubahan baru paradigma komputerisasi di dunia.

 

KOMPUTER GENERASI KE ENAM ( Masa Depan KE-6)

Dengan Teknologi Komputer yang ada saat ini,agak sulit untuk dapat membayangkan bagaimana komputer masa depan.Dengan teknologi yang ada saat ini saja kita seakan sudah dapat “menggenggam dunia”.Dari sisi teknologi beberapa ilmuwan komputer meyakini suatu saat tercipta apa yang disebut dengan biochip yang dibuat dari bahan protein sitetis.Robot yang dibuat dengan bahan ini kelak akan menjadi manusia tiruan.Sedangkan teknologi yang sedang dalam tahap penelitian sekarang ini yaitu mikrooptik serta input-output audio yang mungkin digunakan oleh komputer yang akan datang.Ahli-ahli sains komputer sekarang juga sedang mencoba merancang komputer yang tidak memerlukan penulisan dan pembuatan program oleh pengguna.Komputer tanpa program (programless computer) ini mungkin membentuk ciri utama generasi komputer yang akan datang.

Generasi Komputer

1. Generasi Ke - 1 (1945 – 1959)

Ciri-ciri komputer generasi 1 :

a. Komponen yang dipergunakan adalah tabung hampa udara untuk sirkuitnya.

b. Program hanya dapat dibuat dengan bahasa mesin (machine language)

c. Menggunakan konsep stored program dengan memori utamanya adalah magnetic core storage.

d. Menggunakan simpanan luar magnetic tape dan magnetic disk

e. Ukuran pisik komputer besar dan memerlukan ruangan yang luas.

f. Cepat panas sehingga diperlukan alat pendingin.

g. Prosesnya kurang cepat

h. Simpananya kecil

i. Membutuhkan daya listrik yang besar

j. Orientasi utamanya adalah aplikasi bisnis

Contoh komputer generasi 1 : ENIAC, SEC, IBM701 dll

2. Generasi Ke – 2 (1959 – 1965)

Ciri-ciri komputer generasi ke 2 :

a. Komponen yang digunakan adalah transistor untuk sirkuitnya, dikembangkan di Bell Laboratories oleh John Bardeen, William Shockley dan Walter Brattain pada tahun 1947.

b. Program dapat dibuat dengan bahasa tingkat tinggi seperti misalnya FORTRAN, COBOL, ALGOL

c. Kapasitas memori utama sudah cukup besar dengan pengembangan dari magnetic core storage. Dapat menyimpan puluhan ribu karakter.

d. Menggunakan simpanan luar magnetic tape dan magnetic disk yang berbentuk removable disk atau disk pack.

e. Mempunyai kemampuan proses real time dan time sharing, real time dapat dilakukan karena menggunakan simpanan luar yang sifatnya direct acces seperti misalnya magnetic disk. Sehingga informasi yang dibutuhkan seketika dapat dihasilkan. Sedang time sharing memungkinkan beberapa pemakai menggunakan komputer secara bersama-sama dan komputer akan membagi waktunya untuk tiap=tiap pemakai.

f. Ukuran pisik komputer lebih kecil dibandingkan komputer generasi pertama

g. Proses operasi sudah cepat dapat memproses jutaan operasi perdetik

h. Membutuhkan lebih sedikit daya listrik

i. Orientasinya tidak hanya aplikasi bisnis tetapi juga ke aplikasi teknik

Contoh komputer generasi ke 2 : PDP-1, IBM 7070, IBM 7080, NRC 300 dll

3. Generasi Ke – 3 (1965 – 1970)

Ciri-cirinya adalah sbb :

a. Komponen yang digunakan adalah IC (Integrated Circuits) yang berbentuk hybrid integrated circuits dan monolithic integrated circuits.

b. Peningkatan dari softwarenya

c. Lebih cepat dan lebih tepat. Kecepatanya hamper 10000 kali dari komputer komputer generasi pertama. Ukuran kecepatanya adalah microsecond bahkan sampai nano second.

d. Kapasitas memori komputer lebih besar, dapat menyimpan ratusan ribu karakter.

e. Menggunakan penyimpanan luar yang sifatnya random acces yaitu disk magnetic yang berkapasitas besar.

f. Penggunaan listrik yang lebih hemat dibandingkan dengan komputer generasi sebelumnya.

g. Memungkinkan untuk melakukan multiprocessing, yaitu dapat memproses sejumlah data dari sumber-sumber yang berbeda pada waktu yang bersamaan dan multiprogramming, yaitu dapat mengerjakan beberapa program sekaligus.

h. Pengembangan dari alat input-output yang menggunakan visual display terminal yang bias menampilkan gambar-gambar dan grafik, dapat menerima dan mengeluarkan suara serta penggunaan alat pembaca tinta magnetic yaitu MICR (Magnetic Ink Characters Recognition) reader

i. Harga semakin murah dibandingkan dengan komputer generasi sebelumnya.

j. Kemampuan melakukan komunikasi data dari satu komputer dengan komputer lainya misalnya lewat alat komunikasi telepon.

Contoh komputer generasi ke 3 : IBM S360,GE600, GE 235, UNIVAC 1108 dll

4. Generasi Ke – 4 (1970- 1995)

Ciri-cirinya :

a. Menggunakan LSI (Large Scale Integration) atau Bipolar Large scale integration. LSI merupakan pemadatan beribu-ribu IC yang dijadikan satu dalam suatu lempengan persegi empat yang memuat rangkaian-rangklaian terpadu (Integrated Circuits)

b. Dikembangkanya komputer mikro yang menggunakan microprocessor dan semiconductor yang berbentuk chip untuk memori komputer (Internal memory)

Jenis-jenis komputer generasi ke 4 : IBM 370, ARCNET, Apple II dll

5. Generasi Ke - 5 (1995 - Sekarang)

Komponen yang digunakan komputer generasi ini adalah VLSI (Very Large Scale Integration). Disamping VLSI juga dikembangkan Joseph Junction, teknologi yang kemungkinan bisa menggantikan chip. Joseph Junction mempunyai kemampuan memproses triliun operasi perdetik sedang teknologi chip hanya dapat memproses milyar operasi perdetik.

Jepang adalah negara pelopor perkembangan komputer generasi kelima. Suatu lembaga untuk pengembangan teknologi komputer didirikan di Tokyo, yaitu ICOT (Institute for new komputer technology). Bila berhasil, komputer generasi kelima akan dapat menterjemahkan bahasa manusia, melakukan percakapan dengan manusia, penghematan energi listrik, dapat mendiagnosa penyakit lebih akurat dsb

6. Komputer Masa Depan

Untuk memperkirakan perkembangan teknologi dengan akurat memanglah sulit. Kalau diamati perkembangan dari generasi ke generasi, perkembangan teknologi dari tahun ke tahun meningkat dengan sangat cepat. Beberapa ilmuwan berkeyakinan bahwa suatu saat akan ditemuikan suatu komponen yang terbuat dari sintesa protein yang akan disebut dengan biochip.

Kecerdasan Buatan, Kini dan Akan Datang

Tutorial ini dibuat sebagai pengantar utama pada perkuliahan Kecerdasan Buatan dan Sistem Pakar pada jurusan Ilmu Komputer dan Teknik/MIPA.   Bab 1  memberikan overview pegembangan dari bidang ilmu kecerdasan buatan dan Sistem Pakar, serta berbagai contoh aplikasi nyata yang sudah dikembangkan dan digunakan saat ini. Bab ini juga menjelaskan berbagai perangkat dan metode yang umum digunakan  untuk mengatasi berbagai masalah kompleks dalam kehidupan.

1.1 Sejarah Kecerdasan Buatan

Kecerdasan buatan merupakan bidang ilmu komputer yang sangat penting di era kini dan masa akan datang untuk mewujudkan sistem komputer yang cerdas.  Bidang ini telah berkembang sangat pesat di 20 tahun terakhir seiring dengan kebutuhan perangkat cerdas pada industry dan rumah tangga, oleh karena itu buku ini memaparkan berbagai pandangan modern dan hasil riset terkini  yang perlu dikuasai oleh para akademisi, pelajar dan praktisi lengkap dengan implementasi nyata.

Kata “intelligence” berasal dari bahasa Latin “intelligo” ang bearti “saya paham”.  Barti dasar dari intelligence ialah kemampuan untuk memahami dan melakukan aksi.  Sebenarnya, area Kecerdasan Buatan (Artificial Intelligence) atau disingkat dengan AI,  bermula dari kemunculan komputer sekitar th 1940-an, meskipun sejarah perkembangannya dapat dilacak sejak zaman Mesir kuno. Pada masa ini, perhatian difokuskan pada kemampuan komputer mengerjakan sesuatu yang dapat dilakukan oleh manusia.  Dalam hal ini, komputer tersebut dapat meniru kemampuan kecerdasan  dan perilaku  manusia[1].

McMulloh dan Pitts pada tahun 1943 mengusulkan model matematis bernama perceptron dari neuron di dalam  otak.  Mereka juga menunjukkan  bagaimana neuron menjadi aktif seperti saklar on-off dan neuron tersebut mampu untuk belajar dan memberikan aksi berbeda terhadap waktu dari input yang diberikan.  Sumbangan terbesar di bidang AI diawali pada paper Alan Turing, pada tahun 1950 yang mencoba menjawab  “Dapatkah computer berfikir” dengan menciptakan mesin Turing.  Paper Alan Turing pada tahun 1950 berjudul “Computing Machineri and Intelligence” mendiskusikan syarat sebuah mesin dianggap cerdas. Dia beranggapan bahwa jika mesin dapat dengan sukses berprilaku seperti manusia, kita dapat menganggapnya cerdas.

Pada akhir 1955, Newell dan Simon mengembangkan  The Logic Theorist, program AI pertama. Program ini merepresentasikan  masalah sebagai model pohon, lalu penyelesaiannya dengan  memilih cabang yang akan menghasilkan kesimpulan terbenar. Program ini berdampak besar dan menjadi batu loncatan penting dalam mengembangkan bidang AI. Pada tahun 1956 John McCarthy dari  Massacuhetts Institute of Technology dianggap sebagai bapak AI, menyelenggarakan konferensi untuk menarik para ahli komputer bertemu, dengan  nama kegiatan “The Dartmouth summer research project on artificial intelligence.”   Konferensi Dartmouth itu mempertemukan para pendiri dalam AI, dan bertugas untuk meletakkan dasar bagi masa depan  pemgembangan dan penelitian AI.  John McCarthy  di saat itu mengusulkan definisi AI adalah “ AI merupakan cabang dari ilmu komputer yang berfokus pada pengembangan komputer untuk dapat memiliki kemampuan dan  berprilaku  seperti manusia” [2].

   Gambar  1.1. John McCarthy, dikenal sebagai bapak AI

Pada  tahun 1960 hingga 1970, muncul berbagai dikusi bagaimana komputer dapat meniru sedetail mungkin pada kemampuan otak manusia, dimana saat itu dapat dikategorikan sebagai “classical AI”. Pada tahun 1980, dimana computer yang semakin mudah diperoleh dengan harga yang lebih murah menjadikan berbagai riset di bidang kecerdasan buatan berkembang sangat pesat pada berbagai universitas.  Tabel 1.1 merupakan rangkuman sejarah penting pengembagan bidang Kecerdasan Buatan.

Tabel 1.1  Sejarah penting pengembangan  bidang Kecerdasan Buatan

No	Tahun	Deskripsi
1	1206	Robot humanoid pertama karya Al-Jazari
2	1796	Boneka penuang the dari jepang bernama Karakuri
3	1941	Komputer elektronik pertama
4	1949	Komputer dengna program tersimpan pertama
5	1956	Kelahiran dari Artificial Intelligence pada Dartmouth conference
6	1958	Bahasa LISP dibuat
7	1963	Penelitian intensif departemen pertahanan Amerika
8	1970	Sisem pakaer pertama diperkenalkan secara luas
9	1972	Bahasa Prolog diciptakan
10	1986	Perangkat berbasis AI dijual luas mencapai $425 juta
11	1994	AC berbasis Neuro fuzzy dijual
12	2010	Sistem kecerdasan buatan untuk Pesawat komersial BOEING 900-ER ramai digunakan
13	2011	Service Robot untuk restoran berhasil dibuat di Indonesia
14	2012	Sistem Pakar Troubleshooting Komputer berbasis Fuzzy dan Self Learning
15	2012	Sistem immune pada Deteksi spam diciptaka

Saat ini, hampir semua perangkat komputer dan perangkat elektronika canggih menerapkan kccerdasan buatan untuk membuat sistem lebih handal. Di masa yang akan datang, diperkirakan semua perangkat elektronika dan komputer menjadi jauh lebih cerdas karena  telah ditanamkan berbagai metode kecerdasan buatan.

1.2  Bidang Ilmu Kecerdasan Buatan

Supaya komputer dapat bertindak seperti atau serupa dengan manusia, maka komputer harus diberi bekal pengetahuan, dan mempunyai kemampuan untuk menalar.  Penerapan bidang AI beraneka ragam. Tujuan dari sistem kecerdasan buatan dapat dibagi dalam 4 kategori [5]

1. Sistem yang dapat berfikir seperti manusia (Bellman, 1978)
2. Sistem yang dapat berfikir secara rasional ( Winston, 1992)
3. Sistem yang dapat beraksi seperti manusia (Rich and Knight, 1991)
4. Sistem yang dapat beraksi secara rasional (Nilsson, 1998)[4]

Secara garis besar bidang ilmu yang dipelajari dalam bidang  AI bisa dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 1.2.  Domain Area AI

 

Penjelasan dari cabang ilmu  AI di atas  sebagai berikut :

1.      Natural Language Processing (NLP)

NLP mempelajari bagaimana bahasa alami itu diolah sedemikian hingga user dapat berkomunikasi dengan komputer. Konsentrasi ilmu ini adalah interaksi antara komputer dengan bahasa natural yang digunakan manusia, yakni bagaimana komputer melakukan ekstraksi informasi dari input yang berupa natural language dan atau menghasilkan output yang juga berupa natural language, misalnya pada system Automated online assistant seperti gambar 1.3 dan deteksi email spam yang cerdas [7].

Gambar 1.3 Penerapan NLP pada automated online asistant berbasis web

2.  Computer Vision

Cabang ilmu ini erat kaitannya dengan pembangunan arti/makna dari image ke obyek secara fisik. Yang dibutuhkan didalamnya adalah metode-metode untuk memperoleh, melakukan proses, menganalisa dan memahami image. Apabila cabang ilmu ini dikombinasikan dengan Artificial Intelligence secara umum akan mampu menghasilkan sebuah visual intelligence system. Akuisisi dan pemrosesan informasi berupa vision dapat ditampilkan pada gambar 1.4

Gambar 1.4  Model persepsi visual pada computer vision

Gambar 1.5 Contoh penerapan computer vision untuk identifikasi wajah

3.          Robotika dan Sistem Navigasi

Bidang ilmu inilah yang mempelajari bagaimana merancang robot yang berguna bagi industry dan mampu membantu manusia, bahkan yang nantinya bisa menggantikan fungsi manusia. Robot mampu melakukan beberapa task dengan berinteraksi dengan lingkungan sekitar. Untuk melakukan hal tersebut, robot diperlengkapi dengan actuator  seperti lengan, roda, kaki, dll. Kemudian, robot juga diperlengkapi dengan sensor, yang memampukan mereka untuk menerima dan bereaksi terhadap environment mereka Al-Jajari (1136-1206) seorang ilmuwan Islam pada dinasti Artuqid yang dianggap pertama kali menciptakan robot humanoid dimana berfungsi sebagai 4 musisi, hebat kan? Bahkan pada tahun 1796 sudah dihasilkan boneka mekanik bernama Karakuri yang mampu menuangkan air teh atau menulis karakter Kanji yang dibuat oleh Hisashige Tanaka.

Gambar 1.6  Al-Jazari’s programmable automata (Tahun 1206)

Gambar 1.7  Karakuri, rancangan robot  dari Jepang  adad 16  yang mampu menuang air teh

Ada beberapa istilah penting di dalam robot vision yang saling berhubungan, diantaranya computer vision, machine vision dan robot vision.  Computer vision merupakan teknologi paling penting di masa yang akan datang dalam pengembangan robot yang interaktif.  Computer Vision merupakan bidang pengetahuan yang berfokus pada bidang sistem kecerdasan buatan  dan berhubungan dengan akuisisi  dan pemrosesan image. Machine vision merupakan proses menerpakan teknologi untuk inspeksi automatis berbasis image, kontrol proses dan pemanduan robot pada berbagai aplikasi industri dan rumah tangga.  Robot vision merupakan pengetahuan mengenai penerapan computer  vision pada robot.  Robot   membutuhkan informasi vision untuk memutuskan aksi apa yang akan dilakukan.  Penerapan saat ini vision pada robot antara lain sebagai alat bantu navigasi robot, mencari obyek yang diinginkan, inspeksi lingkungan dan lainnya.  Vision pada robot menjadi sangat penting karena informasi yang diterima lebih detail dibanding hanya sensor jarak atau sensor lainnya.  Misalnya dengan vision, robot dapat mengenal apakah obyek yang terdeteksi merupakan wajah orang atau bukan.  Lebih jauh lagi, sistem vision yang canggih pada robot membuat robot dapat membedakan wajah A dengan wajah B secara akurat (Face recognition system menggunakan metode PCA, LDA dan lainnya) [6].  Proses pengolahan dari input image dari kamera hingga memiliki arti bagi robot  dikenal sebagai visual perception, dimulai dari akuisisi image, image preprocessing untuk memperoleh image yang diinginkan dan bebas noise misalnya, ekstrasi fitur hingga interpretasi seperti ditunjukkan pada gambar 1.8. Misalnya saja untuk identifikasi pelanggan dan penghindaran multiple moving obstacles berbasis vision, atau untuk menggerakan servo sebagai aktuator untuk mengarahkan kamera agar tetap mengarah ke wajah seseorang (face tracking) [5].

Gambar 1.8  Contoh  Model visual perception pada robot[3]

Contoh nyata model service robot berbasis vision  (vision-based service robot) yang dikembangkan penulis bernama Srikandi III yang menggunakan 2 buah kamera (stereo vision) seperti gambar di bawah, dimana robot dapat mengirimkan order pesanan minuman ke pelanggan:

 (a)                                          (b)

Gambar 1.9  Contoh robotika berbasis kamera

Pada pengembangan selanjutnya, menanamkan kecerdasan buatan yang komplek pada robot sehingga  mampu mengenal dan memahami suara manusia, perhatian terhadap berbagai gerak lawan bicara dan mampu memberikan response alami yang diberikan robot ke manusia merupakan tantangan ke depan untuk membangun robot masa depan.

4.         Game Playing

Game biasanya memiliki karakter yang dikontrol oleh user, dan karakter lawan yang dikontrol oleh game itu sendiri. Dimana kita harus merancang aturan-aturan yang nantinya akan dikerjakan oleh karakter lawan. Game akan menjadi menarik apabila karakter lawan (non-player) bereaksi dengan baik terhadap apa yang dilakukan oleh player. Hal ini akan memancing penasaran user dan membuat game menarik untuk dimainkan. Tujuan intinya adalah membuat non-player memiliki strategi yang cerdas untuk mengalahkan player. Pada bidang ini,  AI dibutuhkan, yaitu untuk merancang dan menghasilkan game yang fun serta antarmuka antara man-machine yang cerdas dan menarik untuk dimainkan[8].

Gambar 1.10 Games tingkat lanjut yang menerapkan AI

5.  Sistem Pakar

Bidang ilmu ini mempelajari bagaimana membangun sistem atau komputer yang memiliki keahlian untuk memecahkan masalah dan menggunakan penalaran dengan meniru atau mengadopsi keahlian yang dimiliki oleh pakar. Dengan sistem ini, permasalahan yang seharusnya hanya bisa diselesaikan oleh para pakar/ahli, dapat diselesaikan oleh orang biasa/awam. Sedangkan, untuk para ahli, sistem pakar juga akan membantu aktivitas mereka sebagai asisten yang seolah-olah sudah mempunyai banyak pengalaman.Sedangkan definisi lain dari  sistem pakar adalah sistem berbasis komputer yang

Gambar 1.11.  Model Sistem Pakar

Menurut Turban [6],  Sistem Pakar dapat ditampilkan dengan dua lingkungan, yaitu lingkungan pengembangan dan lingkungan konsultasi (runtime). Lingkungan pengembangan digunakan oleh ES builder untuk membangun komponen dan memasukkan pengetahuan ke dalam basis pengetahuan. Lingkungan konsultasi digunakan oleh user nonpakar untuk memperoleh pengetahuan dan nasihat pakar. Lingkungan ini dapat dipisahkan setelah sistem lengkap.

Tiga komponen utama yang tampak secara virtual di setiap sistem pakar adalah :

• Basis pengetahuan

Merupakan representasi pengetahuan dari seorang pakar yang diperlukan untuk memahami, memformulasikan dan memecahkan masalah. Terdiri dari 2 elemen dasar yaitu :

1. Fakta yang berupa informasi tentang situasi permasalahan, teori dari area permasalahan atau informasi tentang objek.
2. Spesial heuristik yang merupakan informasi tentang cara bagaimana membangkitkan fakta.

• Mesin inferensi

Membuat inferensi yang memutuskan rule-rule  mana yang akan digunakan.

• antarmuka pengguna.

Merupakan bagian dari sistem pakar yang berfungsi sebagai pengendali masukan dan keluaran. User interface melayani user selama proses konsultasi mulai dari tanya-jawab untuk mendapatkan fakta-fakta yang dibutuhkan oleh inference engine sampai menampilkan output yang merupakan kesimpulan dan solusi.

Informasi dari pakar harus dijadikan pengetahuan bagi system pakar yang akan kita kembangkan.  Pengetahuan dari system pakar selanjutnya dapat direpresentasikan dengan beberapa cara. Salah satu yang paling umum untuk merepresentasikan pengetahuan dalam bentuk aturan  IF-THEN, misalnya :

IF the car doesn’t run and

The fuel gauge reads empty

THEN fill the gas tank

1.3  Case Study : Sistem Pakar untuk Troubleshooting Komputer

Dalam mengoperasikan komputer tentu sering mengalami masalah dengan PC dan  sistem operasi, misanyal PC tidak mau start-p atau sistem operasi tidak mau tampil, ataupun muncul pesan kesalahan yang tidak dimengerti, masalah-masalah yang muncul ini tidak jarang berakibat fatal sehingga mengganggu pekerjaan kita.  Untuk mencoba memahami pentingya Kecerdasan buatan, kita dapat memcoba membuat aplikasi sederhana untuk Sistem Pakar Troubleshooting Komputer berbasis Web menggunakan  Visual Studio 2010 Express Edition, Anda saya sarankan membaca artikel yang lebih lengkap di [2]. Program ini sangat memudahkan kita di dalam membangun aplikasi windows dan web dengan berbagai fitur yang lengkap.

Langkah-langkahnya :

1. Unduh terlebih dahulu program tersebut di http://www.microsoft.com/visualstudio/en-us/products/2010-editions/express, setelah diinstalasi, pilih new Project ASP .Net Web Application  dan beri nama project seperti gambar di bawah :

Gambar 1.12. Membuat proyek baru  AS.Net Web Application

2. Desainlah site.Master dan Default.aspx dan tambahkan label dan radiobutton  seperti gambar berikut :

 

Gambar 1.13 Desain form Default.aspx yang menampilkan sekumpulan pertanyaan

3.  Template web tersebut juga sudah menyediakan form Login dan Register yang dapat yang terhubung ke database SqlServer dan dapat dikembangkan untuk aplikasi yang lebih komplek.

Gambar 1.14  Tampilan form Register user

4.  Setelah register,  pada pengembangan selanjutnya, kita dapat login untuk mendapatkan hak akses yang lebih banyak pada aplikasi kita.

 

Gambar 1.15  Tampilan form Login

5. Tambahkan button submit dan sertakan kode yang sesuai dengan rancangan Anda, misalnya untuk kasus sederhana sebagai berikut :

Protected Sub btnSubmit_Click(ByVal sender As Object, ByVal e As EventArgs) Handles btnSubmit.Click

‘jika power supply ok, booting ok namun tidak bisa masukke Sistem Operasi

        If q1y.Checked = True And q4y.Checked = True And q7y.Checked = False Then

lblResult.Text = ” Your Operating System was Corrupted “

lblSolution.Text = “Please reinstall the Operating System”

Else

‘Jika semua jawaban “No”

lblResult.Text = ” Your Power Supply was out of service “

lblSolution.Text = “Please change the Power Supply module with the same Power Output and

connectors”

End If

End Sub

Jalankan program, maka aplikasi web akan berjalan di browser sebagai berikut :

Gambar 1.16  Tampilan demo program yang memberikan diagnosa dan solusi dari permasalahan yang ada.

Ayo, tunggu apalagi, pastikan Anda mencoba mengembangkan Sistem Pakar untuk kasus spesifik yang Anda inginkan.

Referensi :

1. K. Warwick, Artificial Intelligence: The Basics, Routledge Publisher, 2012.
2. Youssef Basil, Expert PC Troubleshooter with Fuzzy Logic and Self Learning Support, International Journal of Artificial Intelligence and Applications, vol. 3, no. 2, 2012.
3. Budiharto W., Purwanto D., Jazidie A., A Robust Obstacle Avoidance for Service Robot using Bayesian Approach, International Journal of Advanced Robotic Systems,  Intech publisher, vol 8(1), 2011.
4. S. Russel, P.  Norwig, Artificial Intelligence: A Modern Approach, Pearson Publisher,  2009.
5. Jozeph C. Giaratanno, Expert Systems  Principles and Programming, 2005.
6. E. Turban, Decision Support and Expert Systems, 1995.
7. Ismaila Idris, Model and Algorithm in Artificial Immune System for Spam Detection, International Journal of Artificial Intelligence and Applications, vol. 4(1), 2012
8. S.Bhuvaneswari, Man-Machine Interface, International Journal of Artificial Intelligence and Applications, vol. 3(1), 2012.