PENGANTAR KOMPUTASI MODERN
Komputasi
bisa diartikan sebagai cara untuk menyelesaikan sebuah masalah dari inputan data
dengan menggunakan algoritma.Teknologi komputasi adalah aktivitas penggunaan
dan pengembangan teknologi komputer, perangkat keras, dan perangkat lunak
komputer. Ia merupakan bagian spesifik komputer dari teknologi informasi.
Komputasi
merupakan suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan
tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan
kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang
dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah
dilakukan dengan menggunakan komputer. Komputasi yang menggunakan komputer
inilah yang disebut dengan Komputasi Modern.
Komputasi
modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, yang menjadi
perhitungan dari komputasi modern adalah :
1.
Akurasi (bit, Floating poin)
2.
Kecepatan (Dalam satuan Hz)
3.
Problem volume besar (Down sizing atau paralel)
4.
Modeling (NN dan GA)
5.
Kompleksitas (Menggunakan teori Big O).
Komputasi
modern terbagi menjadi tiga macam, yaitu :
1. Mobile Computing
atau komputasi bergerak adalah kemajuan teknologi komputer sehingga dapat
berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel dan mudah dibawa dan mudah di
pindah – pindahkan. Contoh dari perangkat komputasi bergerak, seperti
smartphone, GPS, dll.
2. Grid Computing
atau komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis,
didistribusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelesaikan masalah
komputasi skala besar, ada beberapa daftar yang dapat digunakan untuk mengenali
sistem komputasi grid, adalah:
a. Sistem
untuk koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat.
b. Sistem menggunakan standart dan protocol yang
terbuka.
c. Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan
yang canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan
komputasi grid.
3. Cloud Computing
atau Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur dinamis dan sumber
daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet, Komputasi cloud
menggambarkan pelengkap baru, konsumsi, dan layanan IT berbasis model dalam
internet dan biasanya melibatkan ketentuan dari keterukuran dinamis dan sumber
daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.
Perbedaan
diantara ketigannya adalah:
1. Komputasi
Mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan
komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.
2. Biaya
untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid
dan cloud.
3. Komputasi
mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana – mana, sedangkan grid
dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.
4. Untuk
komputasi mobile, proses tergantung si pengguna. Komputasi grid proses
tergantung pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi cloud
prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya.
TEORI KOMPUTASI
Teori
komputasi (theory of computation) adalah cabang ilmu komputer teoritis
(theoritical computer science). Teori komputasi berkaitan dengan studi
bagaimana persoalan (problem) dapat diselesaikan pada sebuah model dengan
menggunakan algoritma. Model tersebut dinamakan model komputasi. Teori
komputasi dibagi lagi menjadi 3 ranting :
1. Teori
Otomata (automata theory)
2. Teori
Komputabilitas (computability theory)
3. Teori
Kompleksitas (computational complexity theory)
Teori
komputabilitas bertujuan untuk memeriksa apakah persoalan komputasi dapat
dipecahkan pada suatu model komputasi teoritis. Dengan kata lain, teori
komputabilitas mengklasifikasikan persoalan sebagai dapat dipecahkan (solvable)
atau persoalan yang tidak dapat dipecahkan (unsolvable). Teori kompleksitas
bertujuan untuk mengkaji kebutuhan waktu dan ruang untuk memecahkan persoalan
yang diselesaikan dengan pendekatan yang berbeda-beda
Dengan
kata lain, teori kompleksitas mengklasifikasikan persoalan sebagai persoalan
mudah (easy) atau persoalan sukar (hard). Teori komputabilitas memperkenalkan
beberapa konsep yang digunakan di dalam teori kompleksitas. Teori otomata
mengacu pada definisi dan sifat-sifat model komputasi. Di dalam teori
komputasi, model komputasi yang sering dipakai adalah Mesin Turing.
Beberapa
model komputasi :
1. Finite
State Automata (FSA)/Finite State Machine (FSM)
2. Push
Down Automata (PDA)
3. Mesin
Turing (Turing Machine) atau TM
Komputasi
juga sering diartikan sebagai sebuah komputer secara fisik. Sebagai contoh dari
sistem fisik yaitu komputer digital, komputer quantum, komputer penganalisa
DNA, dan komputer molekular. Sudut pandang ini dipelajari di cabang ilmu teori
fisik yang disebut Physic of Computation. Bahkan ada sudut pandang yang lebih
radikal berbasis dalil Digital Physic yang menyatakan bahwa evolusi alam
semesta itu sendiri adalah sebuah proses komputasi – disebut
Pancomputationalism.
Kelas
Komputasi dibagi menjadi 3 kriteria : digital vs. analog, sekuensial vs.
konkuren, batch vs. interaktif. Ilmu komputasi memiliki beberapa penelitian
spesifik, yaitu :
1. Numerical
Analysis (Analisa Numerik) – Mempelajari algoritma
untuk masalah continuous mathematics (berbeda dengan matematika diskrit).
2. Computational
Physics (Fisika) – Mempelajari implementasi
algoritma numerik untuk memecahkan permasalahan teori kuantitatif fisika yang
sudah ada. Sering dianggap sebagai cabang menengah diantara fisika teoritis dan
fisika eksperimental.
3. Computational
Chemistry (Kimia) – Merupakan salah satu cabang
kimia yang menggunakan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah
kimia. Hal yang dipaparkan dari dari teori kimia digabungkan dengan program
komputer yang handal untuk menghitung struktur dan sifat molekul.
4. Bioinformatics
(Biologi)
– Merupakan sebuah aplikasi dari teknologi informasi dan ilmu komputer terhadap
bidang biologi molekuler.
5. Computational
Neuroscience (Jaringan Saraf) – Mempelajari fungsi
otak dalam memproses informasi yang membentuk sistem jaringan saraf. Merupakan
bidang yang berada diantara neuroscience, ilmu kognitif dan psikologi dengan teknik
elektro, ilmu komputer, matematika dan fisika.
6. Cognitive
Science (Ilmu Kognitif) – Sebuah cabang ilmu
menengah yang mempelajari bagaimana informasi dibentuk dan digambarkan oleh
otak.
7. Computational
Sociology (Sosiologil) – Sebuah cabang ilsu sosiologi
yang menggunakan metode komputasi intensif untuk menganalisa fenomena sosial.
8. Computational
Economics (Ekonomi) – Mempelajari titik pertemuan
antara ekonomi dan komputasi. Area yang tercakup antara lain agent-based
computational modeling, computational econometrics dan statistika, komputasi
keuangan, computational modeling of dynamic macroeconomic systems, pemrograman
yang didesain khusus untuk komputasi ekonomi, dan pengembangan alat bantu dalam
pendidikan komputasi ekonomi.
Implementasi
Komputasi Modern dalam Bidang Ilmu Pengetahuan (Fisika, Kimia, Matematika,
Ekonomi, Geografi, Biologi):
1.
Pada bidang Fisika
Terdapat
Computational
Physics yang mempelajari algoritma numerik untuk memecah kan teori
kuantitatif fisika yang ada
Contohnya,
menyelesaikan permasalahan medan magnet dengan menggunakan komputasi fisika,
dalam hal ini menentukan besarnya medan magnet dan membandiangkan hubungan
antara medan magnet dengan panjang kawat.
2.
Pada bidang Kimia
Terdapat
Computational
Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia,
contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat
molekul.
Contohnya,
algoritma dan program komputer dapat digunakan untuk memungkinkan peramalan
sifat-sifat atom dan molekul. Kajian komputasi juga dapat dilakukan untuk
menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di
laboratorium, serta memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis
melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.
3.
Pada bidang Matematika
Terdapat
Numerical
Analysis yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah –
masalah matematika.
Contohnya,
penerapan teknik-teknik komputasi matematika meliputi metode numerik,
scientific computing, metode elemen hingga, metode beda hingga, scientific data
mining, scientific process control dan metode terkait lainnya untuk
menyelesaikan masalah-masalah real yang berskala besar.
4.
Pada bidang Ekonomi
Terdapat
Computational
Economics yang mempelajari titik pertemuan antara ilmu ekonomi dan ilmu
komputer mencakup komputasi keuangan, statistika, pemrograman yang di desain
khusus untuk komputasi ekonomi dan pengembangan alat bantu untuk pendidikan
ekonomi.
Contohnya,
mempelajari titik pertemuan antara ekonomi dan komputasi, meliputi agent-based
computational modelling, computational econometrics dan statistika, komputasi
keuangan, computational modelling of dynamic macroeconomic systems dan
pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi.
5.
Pada bidang Geografi
Terdapat
penggunaan komputasi yang diterapkan pada GIS (Geographic Information System)
yang berguna untuk menyimpan, memanipulasi dan menganalisa informasi geografi.
Contohnya,
Teknologi Sistem Informasi Geografis dapat digunakan untuk investigasi ilmiah,
pengelolaan sumber daya, perencanaan pembangunan, kartografi dan perencanaan
rute. Misalnya, GIS bisa membantu perencana untuk secara cepat menghitung waktu
tanggap darurat saat terjadi bencana alam, atau GIS dapat digunaan untuk
mencari lahan basah (wetlands) yang membutuhkan perlindungan dari polusi.
6.
Pada bidang Biologi
Terdapat
Bioinformatics merupakan aplikasi dari teknologi informasi dan ilmu komputer dalam penelitian bidang
biologi molekuler.
Contohnya,
Tes DNA atau RNA serta Pembacaan Sidik Jari dan Pembacaan retina / iris. Banyak
manfaat yang terjadi dengan adanya komputasi modern, diantaranya adalah:
a) Perhitungan-perhitungan
kompleks yang bisa mencapai ribuan data dapat dengan mudah dikerjakan manuisa
dengan bantuan komputer. Hal ini tentunya dapat mengurangi waktu, biaya dan
lain sebagainya.
b) Lahirnya
komputer dapat membantu pekerjaan manusia, dalam berbagai bidang. Misalnya pada
bidang kedokteran, pertanian, astronomi, teknologi, ekonomi dan lainnya. Bahkan
komputer sekarang telah ada dalam hampir semua bidang di dunia ini.
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
https://gthe.wordpress.com/2010/05/23/komputasi-modern/
http://informatika.stei.itb.ac.id/~rinaldi.munir/TeoriKomputasi/IF5110%20-%20Pengantar%20Teori%20Komputasi.pdf
