TUGAS SOFTSKILL TEORI KOMPUTASI
MODERN
Secara
definisi, Komputasi merupakan proses perhitungan atau pemecahan masalah
menggunakan algoritma komputer. Proses perhitungan yang telah ada sejak jaman
terdahulu dan semakin berkembang dari masa ke masa, menjadikan umat manusia
berpikir yang berujung kepada penciptaan solusi untuk berbagai masalah
perhitungan yang kita kenal dengan nama algoritma pada saat ini jika diterapkan
kedalam sistem komputer.
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.
Perhitungan
dari komputasi modern yakni:
1) 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.
2) 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.
3) 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.
4) 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.
5) 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.
Sejarah Komputasi Modern
Dalam ilmu komputasi memiliki satu cabang
ilmu yang bernama komputasi sains. Secara umum komputasi sains mempelajari
aspek-aspek komputasi untuk aplikasi atau memecahkan masalah di bidang sains
lain, seperti fisika, kimia, biologi dan geologi. Dalam sejarah komputasi
modern tidak dapat terlepas dari peranan John von Neumann, beliau adalah
ilmuwan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern serta salah satu ahli
matematika terbesar, beliau juga yang pertam kali mencetuskan konsep sebuah
sistem yang menerima instruksi-instruksi dan menyimpannya dalam sebuah memori
sehingga menjadi dasar arsitektur komputer hingga saat ini.
Kepiawaian Von Neumann terletak pada
bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom,
dan komputasi modern yang melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam matematika
telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan
digit (angka) di dalam kepalanya.
Keinginan Von Neumann untuk mempelajari
matematika dilakukannya pada musim panas setelah studinya di Berlin dan sebelum
masuk ETH Zurich. Dia menjadi mahasiswa program doktor pada Universitas
Budapest. Tesis doktornya bertemakan aksiomasisai teori himpunan (set theory)
yang dikembangkan George Cantor. Pada masa itu, set theory merupakan salah satu
topik ‘menantang’ di dunia matematika.
Akhirnya pada tahun 1926, dia lulus dengan
dua gelar yaitu gelar S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar doktor
(Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest.
Von Neumann menjadi seorang konsultan pada
pengembangan komputer ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang
masih dipakai hingga saat ini. Arsitektur yang dirancang oleh Von Nuemann
adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data
disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, input-output, dan memori. Di bawah
ini merupakan 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.
· Berikutnya 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).
· Selanjutnya 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.
· Lalu lahirlah 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
pada tahun 1941).
Pada
tahun 1980-an merupakan awal kemajuan teknologi di bidang komputer untuk
penggunaan pribadi, kemudian ditambah dengan kemajuan yang pesat dalam evolusi
internet hingga saat ini yang memungkinkan sang pengguna komputer untuk
mengeksplorasi dan mempelajari bidang-bidang ilmu komputasi lebih jauh dan
mendalam seperti komputasi sains, diantaranya fisika, kimia, biologi, dan
geologi.
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 :
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
Komputasi modern diciptakan dan
dikembangkan untuk suatu tujuan, yaitu dapat di implementasikan pada bidangnya
masing – masing. Pada saat ini berbagai bidang memerlukan proses komputasi
sebagai alat bantu pemrosessan, diantaranya dalam bidang Matematika, Fisika,
Kimia, Ekonomi, Geologi dan Geografi.
Adapun
implementasi pada bidang tersebut adalah :
1. Matematika, pada bidang ini tentunya lebih
mengarah kepada pemecahan masalah pasti atau mendekati kepastian dalam
perhitungan angka – angka. Metode numerik, scientific computing, metode elemen
hingga, metode beda hingga, scientific data mining dan scientific process
control. Pada bidang ini, biasanya masalah berupa dalam skala besar.
Matematika Komputasi
2. 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.
Komputasi Fisika
3. Kimia, algoritma komputer yang merupakan
solusi dari sebuah masalah dalam hal ini dapat menggabungkan senyawa – senyawa
kimia untuk mendapatkan suatu senyawa baru yang bila dilakukan secara manual
sudah pasti menimbulkan resiko yang lebih besar jika dibandingkan dengan proses
komputasi. Selain itu sifat dari atom dan molekul yang sangat kecil dapat
dilakukan peramalan menggunakan komputasi.
Komputasi Kimia
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.
Komputasi Ekonomi
5. Geologi dan Geografi, pada bidang ini dapat
dilakukan pemanfaatan seperti pemodelan terhadap akses keadaan geografis suatu
permukaan wilayah yang dapat dipantau jika terjadi pergerakan atau getaran.
Selain itu dapat dilakukan pengiriman informasi mengenai prakiraan cuaca yang
sangat berguna bagi segala hal terutama transportasi udara dan laut.
Komputasi Geografi
Komputasi Geologi
Penjelasan Gambar
Gambar
diatas menjelaskan tentang implementasi komputasi modern pada bidang
matematika. Bidang matematika pada komputasi modern bisa digunakan untuk
menjelaskan berbagai macam hal seperti proses sinyal dan gambar, visualisasi
grafik, komputasi geologi dan lainnya yang berguna untuk mempermudah kehidupan
manusia.
DAFTAR
PUSTAKA
Terima kasih sudah berkunjung di blog ini, silahkan tinggalkan komentar. EmoticonEmoticon