Pada artikel kali ini
ataupun tugas kali ini saya akan membahas tentang Komputasi Modern, berikut
saya akan menjelaskannya secara detail :
1. Pengertian Komputasi
Komputasi
diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan
menggunakan suatu algoritma. 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.
Pada zaman sekarang ini, 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.
2. Pengertian 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 :
a)
Teori Otomata (automata theory)
b)
Teori Komputabilitas (computability
theory)
c)
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 :
- Finite State Automata (FSA)/Finite State Machine (FSM)
- Push Down Automata (PDA)
- Mesin Turing (Turing Machine) atau TM
3. Pengertian Komputasi Modern
Komputasi modern bisa
disebut 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). Dalam kerjanya komputasi modern menghitung
dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu
meliputi:
- Akurasi
- Kecepatan
- Problem Volume Besar
- Modelling
- Kompleksitas
3.1. Jenis-Jenis Komputasi Modern
Komputasi
modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid,
dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi
modern sebagai berikut :
a) Mobile
computing
Mobile
computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya
komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi
menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah
tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel. Contoh dari perangkat
komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart
phone, dan lain sebagainya.
b) Grid
computing
Komputasi
grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan
terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar. Ada
beberapa daftar yang dapat dugunakan untuk mengenali sistem komputasi grid,
adalah :
Sistem
untuk koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat. Sistem
menggunakan standard dan protocol yang terbuka. Sistem mencoba mencapai
kualitas pelayanan yang canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen
individu pelayanan komputasi grid.
c) Cloud
computing
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.
3.1.1.
Perbedaan
Adapun
perbedaan antara komputasi mobile, komputasi grid dan komputasi cloud, dapat
dilihat penjelasannya dibawah 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.
4. Penerapan Komputasi Modern
a.
Pada
Bidang Fisika
Implementasi komputasi
moderndi bidang fisika ada Computational Physics yang mempelajari suatu
gabungan antara Fisika,Komputer Sain dan Matematika Terapan untuk memberikan
solusi pada “Kejadian dan masalah yang komplek pada dunia nyata” baik dengan
menggunakan simulasi juga penggunaan algoritma yang tepat.
Pemahaman fisika pada
teori, experimen, dan komputasi haruslah sebanding, agar dihasilkan solusi
numerik dan visualizasi /pemodelan yang tepat untuk memahami masalah Fisika.
Untuk melakukan perkerjaan seperti evaluasi integral,penyelesaian persamaan
differensial, penyelesaian persamaan simultans, mem-plot suatu fungsi/data,
membuat pengembangan suatu seri fungsi, menemukan akar persamaan dan bekerja
dengan bilangan komplek yang menjadi tujuan penerapan fisika komputasi.
Banyak perangkat lunak
ataupun bahasa yang digunakan, baik MatLab, Visual Basic, Fortran,Open Source
Physics (OSP), Labview, Mathematica, dan lain sebagainya digunakan untuk
pemahaman dan pencarian solusi numerik dari masalah-masalah pada Fisika
komputasi. Suatu yang menjadi fokus perhatian kita disini adalah penggunaan
visual basicsebagai alat bantu dalam pembelajaran dan pencarian solusi Fisika
komputasi.
b.
Pada
Bidang Kimia
Implementasi komputasi
modern di bidang kimia ada Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu
komputer untuk membantu menyelesaikan
masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur
dan sifat molekul. Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi
matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika
metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam
program komputer. Perlu dicatat bahwa kata "tepat" atau
"sempurna" tidak muncul di sini, karena sedikit sekali aspek kimia
yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan
dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.
Molekul terdiri atas
inti dan elektron, sehingga diperlukan metode mekanika kuantum. Kimiawan
komputasi sering berusaha memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik,
dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah
dilakukan untuk memecahkan persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik.
Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin diselesaikan, baik dalam bentuk
bergantung-waktu atau tak-bergantung-waktu, disesuaikan dengan masalah yang
dikaji, tetapi pada praktiknya tidak mungkin kecuali untuk sistem yang amat
kecil. Karena itu, sejumlah besar metode hampiran dikembangkan untuk mencapai
kompromi terbaik antara ketepatan perhitungan dan biaya komputasi.
Dalam kimia teori,
kimiawan dan fisikawan secara bersama mengembangkan algoritma dan program
komputer untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau
lintasan reaksi untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan
komputasi kebanyakan “sekedar” menggunakan program komputer dan metodologi yang
ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian
besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat
terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang
sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien dan akurat.
c.
Pada
Bidang Matematika
Implementasi komputasi
modern di bidang matematika ada numerical analysis yaitu sebuah algoritma
dipakai untuk menganalisa masalah - masalah matematika. Bidang analisis numerik
sudah sudah dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer modern.
Interpolasi linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. Banyak
matematikawan besar dari masa lalu disibukkan oleh analisis numerik, seperti
yang terlihat jelas dari nama algoritma penting seperti metode Newton,
interpolasi polinomial Lagrange, eliminasi Gauss, atau metode Euler.
Buku-buku besar berisi
rumus dan tabel data seperti interpolasi titik dan koefisien fungsi diciptakan
untuk memudahkan perhitungan tangan. Dengan menggunakan tabel ini (seringkali
menampilkan perhitungan sampai 16 angka desimal atau lebih untuk beberapa
fungsi), kita bisa melihat nilai-nilai untuk diisikan ke dalam rumus yang
diberikan dan mencapai perkiraan numeris sangat baik untuk beberapa fungsi.
Karya utama dalam bidang ini adalah penerbitan NIST yang disunting oleh Abramovich
dan Stegun, sebuah buku setebal 1000 halaman lebih. Buku ini berisi banyak
sekali rumus yang umum digunakan dan fungsi dan nilai-nilainya di banyak titik.
Nilai f-nilai fungsi tersebut tidak lagi terlalu berguna ketika komputer
tersedia, namun senarai rumus masih mungkin sangat berguna.
Kalkulator mekanik juga
dikembangkan sebagai alat untuk perhitungan tangan. Kalkulator ini berevolusi
menjadi komputer elektronik pada tahun 1940. Kemudian ditemukan bahwa komputer
juga berguna untuk tujuan administratif. Tetapi penemuan komputer juga
mempengaruhi bidang analisis numerik, karena memungkinkan dilakukannya
perhitungan yang lebih panjang dan rumit.
d.
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
e.
Pada
Bidang Geologi
Pada bidang geologi teori komputasi
biasanya digunakan untuk pertambangan, sebuah sistem komputer digunakan untuk
menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat di dalam
tanah. Contohnya, Pertambangan dan digunakan untuk menganalisa bahan-bahan
mineral dan barang tambang yang terdapat di dalam tanah.
f.
Pada
Bidang Geografi
Implementasi komputasi
modern di bidang geografi diterapkan pada GIS (Geographic Information System)
yang merupakan sistem informasi khusus yang mengelola data yang memiliki
informasi spasial (bereferensi keruangan). Atau dalam arti yang lebih sempit,
adalah sistem komputer yang memiliki kemampuan untuk membangun, menyimpan,
mengelola dan menampilkan informasi berefrensi geografis, misalnya data yang
diidentifikasi menurut lokasinya, dalam sebuah database. Para praktisi juga
memasukkan orang yang membangun dan mengoperasikannya dan data sebagai bagian
dari sistem ini.
Teknologi Sistem
Informasi Geografis dapat digunakan untuk investigasi ilmiah, pengelolaan
sumber daya, perencanaan pembangunan, kartografi dan perencanaan rute.
Daftar Pustaka
Tidak ada komentar:
Posting Komentar