Usaha Babbage yang pertama untuk menjawab masalah ini muncul pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan persamaan differensil. Mesin tersebut dinamakan Mesin Differensial. Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan penghitungan serta mencetak hasilnya secara otomatis.
Setelah bekerja dengan Mesin Differensial selama sepuluh tahun, Babbage terinspirasi untuk memulai membuat komputer general-purpose (multi guna) yang pertama, yang disebut Analytical Engine. Asisten Babbage, Augusta Ada King (1815-1842) memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ini. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris, dan mengkomunikasikan spesifikasi Analytical Engine kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dalam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer wanita yang pertama. Pada tahun 1980, Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya.
Analytical Engine tidak pernah selesai dikerjakan. Alat itu terdiri dari sekitar 50.000 komponen. Mesin ini menggunakan kartu-kartu berlubang-lubang (kartu perforasi) yang berisi instruksi operasi bagi mesin tersebut. Kartu-kartu berlubang atau punched card sebenarnya pertama kali digunakan untuk mengontrol mesin tenun.
Pada 1889, Herman Hollerith (1860-1929) juga menerapkan prinsip kartu berlubang-lubang untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Sensus sebelumnya pada tahun 1880 membutuhkan waktu tujuh tahun untuk menyelesaikan perhitungannya. Dengan berkembangnya populasi, Biro tersebut memperkirakan bahwa dibutuhkan waktu sepuluh tahun untuk menyelesaikan perhitungan sensus.
Hollerith menggunakan kartu perforasi untuk memasukkan data sensus yang kemudian diolah oleh alat tersebut secara mekanik. Sebuah kartu dapat menyimpan hingga 80 variabel. Dengan menggunakan alat tersebut, hasil sensus dapat diselesaikan dalam waktu enam minggu. Selain memiliki keuntungan dalam bidang kecepatan, kartu tersebut berfungsi sebagai media penyimpan data. Tingkat kesalahan perhitungan juga dapat ditekan secara drastis.
Hollerith kemudian mengembangkan alat tersebut dan menjualnya ke masyarakat luas. Ia mendirikan Tabulating Machine Company pada tahun 1896 yang kemudian menjadi International Business Machine (IBM) pada tahun 1924 setelah mengalami beberapa kali merger. Perusahaan lain seperti Remington Rand and Burroghs juga memproduksi alat pembaca kartu perforasi untuk usaha bisnis. Kartu perforasi digunakan oleh kalangan bisnis dan pemerintahan untuk pemrosesan data hingga tahun 1960.
Setelah masa Hollerith beberapa insinyur membuat penemuan baru lainnya. Vannevar Bush (1890-1974) membuat sebuah kalkulator untuk menyelesaikan persamaan differensial tahun 1931. Mesin tersebut dapat menyelesaikan persamaan differensial kompleks yang selama ini dianggap rumit oleh kalangan akademisi. Mesin tersebut sangat besar dan berat karena ratusan gerigi dan poros yang dibutuhkan untuk melakukan perhitungan.
Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry mencoba membuat komputer elektrik yang menerapkan aljabar Boolean pada sirkuit elektrik. Pendekatan ini didasarkan pada hasil kerja George Boole (1815-1864) berupa sistem biner aljabar, yang menyatakan bahwa setiap persamaan matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau salah. Dengan mengaplikasikan kondisi benar-salah ke dalam sirkuit listrik dalam bentuk terhubung-terputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer elektrik pertama di tahun 1940. Namun proyek mereka terhenti karena kehilangan sumber pendanaan.
a. Komputer Generasi Pertama (1940 s.d. 1959)
Perang Dunia Kedua membuat negara-negara yang terlibat dalam perang tersebut mengembangkan komputer untuk menggunakan potensi yang dimiliki komputer untuk memenangkan perang. Hal ini meningkatkan pendanaan pengembangan komputer serta mempercepat kemajuan teknik komputer. Komputer pada masa ini digunakan untuk membantu pembuatan peluru kendali sampai pembuatan bom atom.
Dari pihak Jerman pada tahun 1941, Konrad Zuse, seorang insinyur Jerman membangun sebuah komputer, Z3, untuk mendesain pesawat terbang dan peluru kendali. Tetapi karya Konrad Zuse tidak banyak diketahui sebab banyak yang rusak ketika terjadi pemboman. Pihak sekutu juga membuat kemajuan pada bidang komputer. Tahun 1943, pihak Inggris menyelesaikan komputer pemecah kode rahasia yang dinamakan Colossus untuk memecahkan kode-rahasia yang digunakan Jerman. Tetapi Colossus tidak terlalu mempengaruhi perkembangan industri komputer Colossus hanya didesain untuk memecahkan kode rahasia dan bukan komputer serba guna (general-purpose computer). Selain itu keberadaan mesin ini dijaga kerahasiaannya hingga satu dekade setelah perang berakhir.
Pihak Amerika juga membuat pengembangan komputer pada masa perang dunia II. Howard H. Aiken (1900-1973), seorang insinyur dari Harvard yang bekerja dengan IBM, berhasil memproduksi kalkulator elektronik untuk US Navy (Angkatan Laut Amerika). Kalkulator tersebut berukuran panjang setengah lapangan sepak bola dan memiliki rentang kabel sepanjang 500 mil dengan nama The Harvard-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator, atau Mark I. Mark I merupakan komputer relai elektronik. Mesin tersebut beroperasi dengan lambat (membutuhkan 3-5 detik untuk setiap perhitungan) dan tidak fleksibel (urutan kalkulasi tidak dapat diubah). Kalkulator tersebut dapat melakukan perhitungan aritmatika dasar dan persamaan yang lebih kompleks.
Perkembangan komputer lainnya adalah pembuatan Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC), yang dibuat oleh kerjasama antara pemerintah Amerika Serikat dan University of Pennsylvania. ENIAC dirancang oleh John Presper Eckert (1919-1995) dan John W. Mauchly (1907-1980)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. ENIAC merupakan komputer serba guna (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 usaha membangun konsep desain komputer yang hingga 40 tahun mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuah memori untuk menampung program ataupun data. 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. Badan Sensus Amerika Serikat dan General Electric adalah beberapa organisasi yang memiliki UNIVAC. Salah satu hasil mengesankan yang dicapai oleh UNIVAC adalah keberhasilannya dalam memprediksi kemenangan Dwilight D. Eisenhower dalam pemilihan presiden tahun 1952.
Ciri khusus dari komputer Generasi pertama adalah
- Penggunaan instruksi operasi yang dibuat secara spesifik untuk suatu tugas tertentu. Sehingga setiap komputer memiliki “bahasa mesin” (machine language) yang berbeda yang menyebabkan komputer sulit untuk diprogram dan membatasi kecepatannya.
- Penggunaan tabung hampa udara
- Ukuran komputer yang sangat besar,
- menggunakan tenaga listrik sangat besar
- Penggunaan silinder magnetik untuk penyimpanan data.
Komputer generasi kedua dipengaruhi oleh penemuan transistor pada tahun 1948. Transistor menggantikan tube vakum pada peralatan elektronik sehingga ukuran mesin-mesin elektronik berkurang drastis.
Transistor mulai digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa pengembangan memori inti-magnetik yang 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 adalah superkomputer buatan IBM bernama Stretch, dan supercomputer buatan Sprery-Rand bernama LARC. Komputer-komputer ini dikembangkan untuk laboratorium energi atom. 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-singkatan 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 mirip dengan komputer pada saat ini: printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program.
Komputer generasi kedua yang terkenal adalah IBM 1401 yang telah 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. Beberapa bahasa pemrograman mulai bermunculan pada saat itu adalah bahasa pemrograman Common Business-Oriented Language (COBOL) dan Formula Translator (FORTRAN).
Bahasa pemrograman 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.
Ciri-ciri komputer generasi kedua antara lain:
- Kapasitas memori utama cukup besar
- Penggunaan transistor untuk menggantikan tabung hampa
- Menggunakan magnetic tape dan magnetic disk yang berbentuk removable disk
- Mempunyai kemampuan proses real-time dan time sharing
- Proses operasinya lebih cepat
- Orientasinya pada aplikasi bisnis dan teknik.
Komputer generasi ketiga dimulai dari penggunaan batu kuarsa untuk pembuatan IC dan miniaturisasi komponen-komponen elektronik. Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC: integrated circuit) di tahun 1958.
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. Contoh komputer generasi ke III adalah System/360, Illiac V, Sinclair ZX80, PDP dan VAX. Pada masa ini juga sistem operasi UNIX muncul.
Ciri-ciri komputer generasi ketiga antara lain:
- Komponen yang dipakai adalah IC (Integrated Circuits) yang terdiri atas ratusan atau ribuan transistor berbentuk hybrid integrated circuits dan monolithic integrated circuits,
- Proses operasinya jauh lebih cepat dan lebih tepat, kapasitas memori komputer jauh lebih besar,
- Ukuran fisik jauh lebih kecil sehingga penggunaan listrik lebih hemat,
- Menggunakan magnetic disk yang sifatnya random access,
- Dapat melakukan multiprocessing dan multiProgramming,
- Alat input-output mengalami pengembangan dengan menggunakan visual display terminal, serta
- Dapat melakukan komunikasi data dari satu komputer dengan komputer lainnya.
Perkembangan komputer generasi ke empat diawali dari kemampuan untuk memasang banyak komponen dalam suatu keping chip kecil logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keandalan komputer. Komputer yang digunakan sekarang masih merupakan komputer generasi ke empat.
Penurunan harga komponen elektronik menyebabkan komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga pemerintah. Pada pertengahan 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 1971 chip Intel 4004 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. Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan.
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.
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.
Seiring dengan menjamurnya penggunaan komputer di tempat kerja, cara-cara baru untuk menggali potensial terus dikembangkan. Seiring dengan bertambah kuatnya suatu komputer kecil, komputer-komputer 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 pengkabelan langsung (disebut juga local area network, LAN), atau kabel telepon, jaringan ini dapat berkembang menjadi sangat besar.
e. Komputer Generasi Kelima (Komputer Masa Depan)
Komputer generasi kelima belum dapat diwujudkan pada saat ini. Komputer generasi keempat merupakan komputer yang dapat mengerti percakapan manusia, memiliki kecerdasan buatan, mampu menerima masukan visual, dan mampu belajar dari pengalaman.
Komputer jenis ini belum mampu dibuat karena rumitnya bahasa manusia, terbatasnya kemampuan prosesor komputer, dan rumitnya pemrograman kecerdasan buatan untuk komputer.