Implementasi & Penerapan Komputasi Modern
Pengertian Komputasi
Komputasi pada dasarnya adalah perpaduan antara bidang ilmu komputer dan ilmu
matematika. Secara umum ilmu 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).
Pengertian komputasi itu sendiri dapat diartikan sebagai pemrosesan informasi
untuk memecahkan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma.
Data input yang dimaksud adalah masukan yang berada diluar sistem. Komputasi
dalam penggunaan secara umum, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau
berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk
menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar terhadap bidang ilmu yang
mendasari teori ini
Model Komputasi
Komputasi memiliki 3 model, yaitu :
1.
Mesin Mealy
Dalam teori komputasi sebagai konsep dasar sebuah komputer,
mesin Mealy adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton atau finite
state tranducer) yang menghasilkan keluaran berdasarkan fasa saat itu dan
bagian masukan/input. Dalam hal ini, diagram fasa (state diagram) dari mesin
Mealy memiliki sinyal masukan dan sinyal keluaran untuk tiap transisi. Prinsip
ini berbeda dengan mesin Moore yang hanya menghasilkan keluaran/output pada
tiap fasa. Nama Mealy diambil dari “G. H. Mealy” seorang perintis mesin-fasa
(state-machine) yang menulis karangan “A Method for Synthesizing Sequential
Circuits” pada tahun 1955.
2.
Mesin Moore
Dalam teori komputasi sebagai prinsip dasar komputer, mesin
Moore adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton) di mana
keluarannya ditentukan hanya oleh fasa saat itu (dan tidak terpengaruh oleh
bagian masukan/input). Diagram fasa (state diagram) dari mesin Moore memiliki
sinyal keluaran untuk masing-masing fasa. Hal ini berbeda dengan mesin Mealy
yang mempunyai keluaran untuk tiap transisi. Nama Moore diambil dari “Edward F.
Moore” seorang ilmuwan komputer dan perintis mesin-fasa (state-machine) yang
menulis karangan “Gedanken-experiments on Sequential Machines”.
3.
Petri net
Petri net adalah salah satu model untuk merepresentasikan
sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah model, Petri net merupakan grafik
2 arah yang terdiri dari place, transition, dan tanda panah yang menghubungkan
keduanya. Di samping itu, untuk merepresentasikan keadaan sistem, token
diletakkan pada place tertentu. Ketika sebuah transition terpantik, token akan
bertransisi sesuai tanda panah.
Sejarah Singkat Komputasi Modern :
Komputasi Modern pertama kali digagasi oleh John Von
Neumann. Beliau di lahirkan di Budapest, ibukota Hungaria pada 28 Desember 1903
dengan nama Neumann Janos. Karya – karya yang dihasilkan adalah karya dalam
bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu
komputer. Beliau juga merupakan salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh
dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kepiawaian
John Von Neumann teletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep
automata, teknologi bom atom dan komputasi modern yang kemudian melahirkan
komputer.
Ilmu atau sains berdasarkan obyek kajiannya dibedakan antara
Fisika, Kimia, Biologi dan Geologi. Ilmu dapat pula digolongkan berdasarkan
metodologi dominan yang digunakannya, yaitu ilmu pengamatan/percobaan
(observational/experimental science), ilmu teori (theoretical science) dan ilmu
komputasi (computational science). Yang terakhir ini bisa dianggap bentuk yang
paling baru yang muncul bersamaan dengan perkembangan kekuatan pemrosesan dalam
komputer dan perkembangan teknik-teknik metode numerik dan metode komputasi
lainnya.
Dalam ilmu (sains) tradisional seperti Fisika, Kimia dan
Biologi, penggolongan ilmu berdasarkan metodologi dominannya juga
mewujud, yang ditunjukkan dengan munculnya bidang-bidang khusus berdasarkan
penggolongan tsb. lengkap dengan jurnal-jurnal yang relevan untuk melaporkan
hasil-hasil penelitiannya. Sebagai contoh dalam kimia, melengkapi kimia
percobaan (experimental chemistry) dan kimia teori (theoretical chemistry), berkembang
pula kimia komputasi (computational chemistry), seperti juga di bidang Biologi
dikenal Biologi Teori (theoretical biology) serta Biologi Komputasi
(computational biology), lengkap dengan jurnalnya seperti Journal of
Computational Chemistry dan Journal of Computational Biology. Cara penggolongan
yang digunakan berbeda dengan cara penggolongan lain berdasarkan obyek kajian,
seperti penggolongan kimia atas Kimia Organik, Kimia Anorganik, dan Biokimia.
Walaupun dengan titik pandang yang berbeda, ilmu komputasi
sebagai bentuk ketiga dari ilmu (sains) telah banyak disampaikan oleh berbagai
pihak, antara lain Stephen Wolfram dengan bukunya yang
terkenal: A New Kind of Science, dan Jurgen Schimhuber.
Komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, yang
menjadi perhitungan dari komputasi modern adalah :
- Akurasi
(bit, Floating poin)
- Kecepatan
(Dalam satuan Hz)
- Problem
volume besar (Down sizing atau paralel)
- Modeling
(NN dan GA)
- Kompleksitas
(Menggunakan teori Big O)
Komputasi Modern:
Berdasarkan pengertian komputasi secara umum, komputasi modern dapat
didefinisikan sebagai pemrosesan informasi menggunakan bantuan komputer dengan
menggunakan algoritma tertentu didalamnya.
Karakteristik komputasi modern ada 3
macam, yaitu :
- Komputer-komputer
penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai
jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.
- Komputer-komputer
terhubung ke jarinagn yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
- Komputer
maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu
tanpa jadwal yang jelas.
Macam-macam 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 :
1.
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.
2.
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.
3.
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.
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.
Implementasi
Komputasi di Berbagai Bidang Ilmu Pengetahuan
1. Fisika : 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.
Kimia : 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. Matematika : 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. Ekonomi : mempeljarai 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.
Biologi : merupakan penerapan berupa aplikasi
dari teknologi informasi dan ilmu komputer terhadap bidang biologi molekuler.
6. Geografi : komputasi awan didefinisikan sebagai
sebuah model yang memungkinkan kenyamanan, akses on-demand terhadap kumpulan
sumber daya komputasi (contohnya jaringan, server, media penyimpanan, aplikasi,
dan layanan komputasi) yang konfigurasinya dapat dilakukan dengan cepat dan
disertai sedikit usaha untuk mengelola dan berhubungan dengan penyedia
layanannya.
Referensi:
0 comments: