Pengertian Komputasi
Komputasi
adalah algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan
masalah dari sebuah data input. Data input disini adalah sebuah masukan yang
berasal dari luar lingkungan sistem. Komputasi ini merupakan bagian dari ilmu
komputer berpadu dengan 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). 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. 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.
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 :
1. Akurasi (big, Floating point)
2. Kecepatan (dalam satuan Hz)
3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel)
4. Modeling (NN & GA)
5. Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)
Karakteristik Komputasi Modern
1. Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat
heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem
operasi, serta aplikasi yang terpasang.
2. Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas
dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
3. Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa
hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.
Macam - Macam Komputasi Modern
Sebelumnya jenis -jenis 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.
Dan
berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih
dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Dan dapat dilihat
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 :
a. Sistem untuk
koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat.
b. Sistem
menggunakan standard 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
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
antara komputasi mobile, grid, dan cloud :
a. Komputasi
mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan
komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.
b. Biaya untuk
tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.
c. Komputasi
mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana, sedangkan grid
dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.
d. 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.
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 Komputasi Modern
Komputasi
modern ini pertama kalinya digagaskan oleh seorang ilmuan yang bernama John Von
Neumann. Dialah orang yang pertama kali menggagaskan konsep sebuah sistem yang
menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory. Konsep inilah
yang menjadi dasar arsitektur komputer modern. John Von Neumann memberikan
berbagai sumbangsihnya dengan cara meningkat karya – karyanya dalam bidang
matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer.
Selain itu, Von Neumann juga merupakan seorang ilmuan yang sangat berperan
penting dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II silam. Dan
berkat kepiawaian Neumann di bidang teori game inilah ia bisa melahirkan konsep
automata, teknologi bom atom dan komputasi modern yang akhirnya melahirkan
sebuah computer.
Sebenarnya
kata “komputer” tersebut pertama kali dipergunakan secara umum pada tahun 1613.
Arti kata komputer itu sendiri mengacu kepada perhitungan aritmatika dan kata
tersebut masih dipergunakan hingga pertengahan abad ke-20. Dan seiring dengan
perkembangan jaman dari akhir abad ke-19 hingga seterusnya, “computer” menjadi
berubah makna jadi sebuah mesin yang melakukan komputasi.
Kemudian
sekitar tahun 1920an, kata “mesin komputasi” mulai dikenal. Setiap mesin yang
dapat membantu melakukan pekerjaan manusia yaitunya menghitung dengan metode
yang efektif, disebut dengan mesin komputasi. Pada tahun 1940-1950 dengan
munculnya mesin komputasi elektronik kata “mesin komputasi” mulai berubah
menjadi “komputer” yang biasanya diawali dengan “elektronik” atau “digital”.
Sejak
saat itu, Von Neumann menjadi seorang konsultan pada pengembangan komputer
ENIAC, Dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai
sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah seperangkat komputer dengan program
yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat,
I/O, dan memori. Konsep dasar arsitektur komputer modern sendiri ialah konsep
sebuah sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah
memory.
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. Implementasi komputasi modern di bidang fisika ada Computational
Physics yang mempelajari suatu gabungan antara Fisika, Komputer Sains dan
Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada “Kejadian dan masalah yang
kompleks pada dunia nyata” baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan
algoritma yang tepat. Pemahaman fisika pada teori, eksperimen, dan komputasi
haruslah sebanding, agar dihasilkan solusi numerik dan visualisasi / pemodelan
yang tepat untuk memahami masalah Fisika.Untuk melakukan pekerjaan seperti
evaluasi integral, penyelesaian persamaan differensial, penyelesaian persamaan
simultan, mem-plot suatu fungsi/data, membuat pengembangan suatu seri fungsi,
menemukan akar persamaan dan bekerja dengan bilangan kompleks 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.
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. 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. 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. 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. 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. 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.
Source
:
