Nama : Sela Melinda
Kelas : 4IA22
NPM : 56415454
Dosen : Dr. Rina Noviana, SKom. MMSI
Pengantar Komputasi Modern
Universitas Gunadarma
PENGANTAR KOMPUTASI MODERN
- Teori
Komputasi
Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk
menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma.
Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, 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.
Secara umum
iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan
model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer
untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam
penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai
bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai
bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan
prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.
Bidang ini
berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi,
komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan
percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu
alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru,
melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan
landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata
dalam ilmu tersebut.
Untuk melakukan
studi komputasi dengan ketat, ilmuwan komputer bekerja dengan abstraksi
matematika dari komputer yang dinamakan model komputasi. Ada beberapa model
yang digunakan, namun yang paling umum dipelajari adalah mesin Turing. Sebuah
mesin Turing dapat dipikirkan sebagai komputer pribadi meja dengan kapasitas
memori yang tak terhingga, namun hanya dapat diakses dalam bagian-bagian
terpisah dan diskret. Ilmuwan komputer mempelajari mesin Turing karena mudah
dirumuskan, dianalisis dan digunakan untuk pembuktian, dan karena mesin ini
mewakili model komputasi yang dianggap sebagai model paling masuk akal yang
paling ampuh yang dimungkinkan. Kapasitas memori tidak terbatas mungkin
terlihat sebagai sifat yang tidak mungkin terwujudkan, namun setiap
permasalahan yang “terputuskan” (decidable) yang dipecahkan oleh mesin Turing
selalu hanya akan memerlukan jumlah memori terhingga. Jadi pada dasarnya setiap
masalah yang dapat dipecahkan (diputuskan) oleh meisn Turing dapat dipecahkan
oleh komputer yang memiliki jumlah memori terbatas.
Pengertian Komputasi Modern
Komputasi modern
adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya
dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Oleh karena
pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang
komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama kali digagasi
oleh John Von Neumann (1903-1957). Beliau adalah ilmuan yang meletakkan
dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21.
Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori
kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui
karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam
pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kegeniusannya dalam
matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian
bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.
Dalam kerjanya
komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan
perhitungan yang dilakukan itu meliputi:
- Akurasi (big, Floating point)
- Kecepatan (dalam satuan Hz)
- Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel)
- Modeling (NN & GA)
- Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)
2. Karakteristik Komputasi Modern
Komputer-komputer penyedia sumber
daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras,
sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.
- Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas
dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
- Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa
hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.
3. Jenis-Jenis Komputasi Modern
Jenis-jenis komputasi modern
ada 3 macam, yaitu :
- Mobile Computing atau Komputasi Bergerak Mobile
computing (komputasi bergerak) merupakan kemajuan teknologi komputer
sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel
serta mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi
nirkabel.
- Grid Computing Komputasi grid memanfaatkan kekuatan
pengolahan idle berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses
untuk menghitung satu pekerjaan.
- Cloud Computing atau Komputasi Awan Cloud computing adalah
perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi. Abstraksi,
sebagaimana dijelaskan sebelumnya, menghapus rincian kerja yang kompleks
dari visibilitas.
Adapun
perbedaan antara komputasi mobile, komputasi grid dan komputasi cloud, dapat
dilihat penjelasannya di bawah ini:
- Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang
bekerja seperti handphone, sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan
komputer.
- Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal
dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.
- Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah
dibawa kemana-mana, sedangkan grid dan cloud membutuhkan tempat yang
khusus.
- 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.
Beberapa Contoh Komputasi Modern Sampai Dengan Lahirnya ENIAC
Konrad Zuse’s electromechanical
“Z mesin”.Z3 (1941) sebuah mesin pertama menampilkan biner aritmatika, termasuk
aritmatika floating point dan ukuran programmability. Pada tahun 1998, Z3
operasional pertama di dunia komputer itu di anggap sebagai Turing lengkap.
- Non-programmable Atanasoff-Berry Computer yang di
temukan pada tahun 1941 alat ini menggunakan tabung hampa berdasarkan
perhitungan, angka biner, dan regeneratif memori kapasitor.Penggunaan
memori regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih seragam (berukuran
meja besar atau meja kerja).
- Komputer Colossus ditemukan pada tahun 1943,
berkemampuan untuk membatasi kemampuan program pada alat ini menunjukkan
bahwa perangkat menggunakan ribuan tabung dapat digunakan lebih baik dan
elektronik reprogrammable.Komputer ini digunakan untuk memecahkan kode
perang Jerman.
- The Harvard Mark I ditemukan pada 1944, mempunyai
skala besar, merupakan komputer elektromekanis dengan programmability
terbatas.
- US Army’s Ballistic Research Laboratory ENIAC
ditemukan pada tahun 1946, komputer ini digunakan unutk menghitung desimal
aritmatika dan biasanya disebut sebagai tujuan umum pertama komputer
elektronik (ENIAC merupaka generasi yang sudah sangat berkembang di
zamannya sejak komputer pertama Konrad Zuse ’s Z3 yang ditemukan padatahun
1941).
4. Penerapan Komputasi Modern di Berbagai Bidang
Penjelasan sebelumnya mengenai pengertian komputasi
modern dan sejarah komputasi modern. Pada kesempatan sekarang akan membahas
mengenai penerapan komputasi modern di berbagai bidang.
Hanya sekedar
mengulang apa itu komputasi modern? Komputasi modern adalah perhitungan yang
menggunakan komputer canggih dimana pada computer tersebut tersimpan sejumlah
algoritma untuk menyelesaikan masalah perhitungan secara efektif dan efisien.
Pada penerapan komputasi modern
tersebut dapat diberbagai bidang, seperti :
Bidang Kesehatan,
Bidang Keamanan,
Bidang Industri,
Bidang Pemerintahan,
Bidang Perbankan,
Bidang Pertanian, dan
Bidang Sains
Penerapan Komputasi Modern Dibidang Sains
- Pada Bidang Fisika : Fisika bukan hanya melulu
berurusan dengan rumus. Bukan hanya dengan perhitungan yang rumit dan
terkadang membuat anak-anak SMA merasa kesulitan mempelajari Fisika.
Fisika semestinya dipandang sebagai suatu ide tentang suatu kejadian fisis
sehari-hari yang kita alami setiap hari, dan bukan ribetnya rumus dan
perhitungannya. Fisika memiliki suatu cabang keilmuan (bisa dikatakan
demikian) yang memanfaatkan suatu tools yang dapat dimanfaatkan untuk
membuat perhitungan menjadi lebih mudah dan cepat. Tools itu adalah
komputer dan cabang dari Fisika itu adalah Fisika Komputasi. Komputer
dapat dipandang kini bukan hanya untuk mengolah data praktikum atau
membuat dokumen ilmiah, namun bisa digunakan untuk menghitung suatu
perhitungan yang rumit, yang sulit (bahkan mustahil) diselesaikan dengan
tangan (secara analitik). Komputer dapat melakukan perhitungan dengan
lebih cepat dibandingkan manusia. Secepat-cepatnya manusia menghitung,
komputer akan selalu lebih cepat. Dengan demikian, para fisikawan dapat
lebih berkonsentrasi pada konsep dan ide yang lebih besar dan menyerahkan
perhitungan kepada komputer.
- Pada Bidang Matematika : Matematika Komputasi adalah
ilmu yang mengintegrasikan matematika terapan dan ilmu komputer. Banyak
masalah industri, juga masalah dalam bidang teknik, kesehatan, sains,
bisnis, dan ekonomi dapat dimodelkan secara matematika dan disimulasikan
dengan bantuan komputer, dengan tujuan untuk mendapatkan solusi dari
masalah tersebut. Karena itu, sangat diperlukan orang-orang yang memiliki
pengetahuan dan keahlian dalam simulasi komputer dari model matematika,
dan mampu menganalisa dan mengkomunikasikan hasil simulasinya kepada orang
lain.
- Pada Bidang Kimia : Kimia komputasi adalah cabang
kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang diterjemahkan ke dalam
program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya
maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul
seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan,
dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia
nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain struktur
(yaitu letak atom-atom penyusunnya), energi dan selisih energi, muatan,
momen dipol, kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi
lainnya. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat)
dan sistem besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya
(misal proses denaturasi protein), perubahan fase, serta peramalan
sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di
tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan
juga untuk bidang-bidang tumpang-tindah antara ilmu komputer dan kimia.
- Pada Bidang Biologi : Bioinformatika adalah (ilmu yang mempelajari) penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis filo genetik, dan analisis ekspresi gen.
Referensi :
