Komputasi Modern
Komputasi
merupakan sebuah konsep yang digunakan untuk memecahkan permasalahan dari
sebuah data input dengan menggunakan algoritma. Teori 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 computer. Secara umum
iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan
model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaankomputer 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.Teori komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah
dan bagaimanakah suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi,
menggunakan algoritma. Bidang ini dibagi menjadi dua cabang: teori
komputabilitas dan teori kompleksitas, namun kedua cabang berurusan dengan
model formal komputasi.
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.
Salah satu contoh komputasi modern adalah
cloud computing. Cloud Computing sendiri merupakan merupakan gaya komputasi yang terukur. Cloud
Computing sendiri adalah sebuah gabungan pemanfaatan dan pengembangan teknologi
komputer berbasis internet (cloud). Pada Cloud Computing ini, pengguna tidak
mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap
infrastruktur teknologi yang membantunya karena informasi yang disajikan berupa
layanan. Sedangkan menurut makalah pada tahun 2008 yang dipublikasikan IEEE
Cloud Computing adalah suatu paradigma dimana informasi secara permanen
tersimpan diserver di internet dan tersimpan secara sementara di komputer
pengguna (client) termasuk didalamnya adalah desktop, komputer tablet,
notebook, handheld, sensor-sensor, monitor, dll.
➤ MANFAAT KOMPUTASI MODERN
Komputasi modern ini melakukan perhitungan dengan
menggunakan komputer yang canggih dimana pada computer tersebut tersimpan
sejumlah algoritma untuk menyelesaikan masalah perhitungan secara efektif dan
efisien.
Berikut merupakan komputasi modern dapat dimanfaatkan
untuk memecahkan masalah-masalah seperti dibawah ini:
Modeling (NN & GA)
Modeling merupakan suatu hal yang penting dalam melakukan
suatu perhitungan yang rumit. Bayangkan saja jika kita dihadapi dalam suatu
masalah perhitungan yang banyak dan kompleks, tetapi tidak ada model matematika
yang kita miliki. Perhitungan akan berjalan berantakan dan tidak akan
mendapatkan hasil yang akurat. Maka dari itu komputasi modern membutuhkan
modeling sebelum melakukan perhitungan.
Problem Volume Besar (Down Sizzing
atau paralel)
Data yang besar tentu membutuhkan suatu cara penyelesaian
yang khusus. Karena data yang besar dapat menjadi masalah jika ada yang
terlewatkan. Oleh karena itu digunakan metode Down Sizzing atau paralel pada
komputasi modern untuk menangani masalah volume yang besar. Dengan metode ini
data yang besar diparalelkan dalam pengolahannya sehigga dapat diorganisir
dengan baik.
Akurasi (big, Floating point)
Akurasi tentu merupakan masalah yang paling penting dalam
memecahkan masalah. Karena itu pada komputasi modern dilakukan perhitungan
bagaimana bisa menghasilkan suatu jawaban yang akurat dari sebuah masalah.
Tentu kita pernah mendengar tipe data floating point yang biasa digunakan untuk
menyimpan data numerik dalam bentuk pecahan. Tipe data tersebut memiliki range
penyimpanan numerik yang besar, sehingga dapat digunakan oleh komputer untuk
melakukan komputasi yang akurat.
Kompleksitas (Menggunakan Teori
big O)
Komputasi modern dirancang untuk menangani masalah yang
kompleks, sehingga diterapkan pada komputer. Dengan menggunakan teori Big O,
maka komputasi modern dapat melakukan perhitungan untuk memecahkan masalah
kompleksitas yang kerap dihadapi.
Kecepatan (dalam satuan Hz)
Manusia pasti menginginkan masalah dapat diselesaikan dengan
cepta. Karena itu perhitungan masalah kecepeatan adalah suatu hal yang penting.
Komputasi harus dapat dilakukan dalam waktu yang cepat ketika mengolah suatu
data. Sehingga perlu metode kecepatan untuk mengolah perhitungan dalam waktu
singkat.
Komputer
Biometric adalah
komputer yang bekerja dengan pengukuran statistic analisa data biologi yang
mengacu pada teknologi untuk menganalisa dan mendeteksi karakteristik suatu
tubuh / organ tubuh seorang individu. Jadi biometric ini menggambarkan
pendeteksian dan pengklasifikasian dari atribut fisik seorang individu,
misalnya seperti pendeteksi organ tubuh manusia (sidik jari ataupun retina
mata). Dan kesimpulannya teknik
biometric ini adalah suatu cara untuk mendeteksi seorang
individu berdasarkan organ tubuh yang dimilikinya.
Contoh teknik biometric adalah:
- Pembacaan sidik jari / telapak
tangan
- Geometri tangan
- Pembacaan retina / iris
- Pengenalan suara
- Dinamika tanda tangan.
➤ IMPLEMENTASI KOMPUTASI MODERN
Bidang Fisika :
Implementasi komputasi modern di bidang Fisika adalah
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
atau 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, seperti : 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.
Bidang Biologi :
Dalam implementasi komputasi modern di bidang biologi
terdapat Bioinformatika, sesuai dengan asal katanya yaitu “bio” dan
“informatika”, adalah gabungan antara ilmu biologi dan ilmu teknik informasi
(TI). Pada umumnya, Bioinformatika didefenisikan sebagai aplikasi dari alat
komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data
biologi. Ilmu ini merupakan ilmu baru yang yang merangkup berbagai disiplin
ilmu termasuk ilmu komputer, matematika dan fisika, biologi, dan ilmu
kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang dan saling bermanfaat satu sama
lainnya.Ilmu bioinformatika lahir atas insiatif para ahli ilmu
komputer berdasarkan artificial intelligence. Mereka berpikir bahwa
semua gejala yang ada di alam ini bisa diuat secara artificial melalui simulasi
dari gejala-gejala tersebut. Untuk mewujudkan hal ini diperlukan data-data yang
yang menjadi kunci penentu tindak-tanduk gejala alam tersebut, yaitu gen yang
meliputi DNA atau RNA. Bioinformatika ini penting untuk manajemen data-data
dari dunia biologi dan kedokteran modern. Perangkat utama Bioinformatika adalah
program software dan didukung oleh kesediaan internet.
Bidang Kimia :
Implementasi komputasi modern di bidang Kimia adalah
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.
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.
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.
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. 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.
REFERENSI :
https://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing
http://ramawicaksana26.blogspot.co.id/2015/09/teori-komputasi-dan-implementasi-di.html