Teori Komputasi Modern dan Implementasinya

Perkembangan Teori Komputasi Modern Dan Implementasi Pada Bidangnya

Apabila kita langsung membahas tentang komputasi, mungkin banyak dari kita yang belum mengetahui tentang definisi dari komputasi itu sendiri. Jika kita mengacu pada wikipedia arti dari komputasi itu sendiri adalah sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma.

Namun sekarang komputasi telah digunakan dengan menggunakan komputer. 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 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.

Lalu, perkembangan komputasi tidak terlepas dari perkembangan panjang bit komputer dan kecepatan komputasi itu sendiri.

Asal mula sebuah PC

Mari kita lihat sejarah latar belakang sebuah PC modern, dimana diawali pada tahun 1981, kurang lebih 32 tahun. PC diperkenalkan pertama kali oleh IBM yang bekerja pada microcomputer 16-bit menggunakan Intel 8086 atau 8088 sebagai processornya dan menggunakan sistem operasi Microsoft (DOS, akhirnya Windows).

PC benar-benar mengalami perkembangan begitu jauh dimulai dari microprocessor 8-bit (seperti Commodore 64), yang cukup terkenal sampai akhir tahun 1980-an. PC yang tampak diatas, merupakan komputer hybrid (cangkokan) yang sangat menarik. Ditandai oleh peralihan dari arsitektur 8-bit ke arsitektur 16-bit. PC tersebut memuat dua processor yaitu: 8-bit Z80 dan 16-bit 8088. Sehingga dimungkinkan untuk bekerja pada beberapa sistem operasi yang berbeda, seperti CP/M dan MS-DOS 2.
Setiap processor memiliki jalur (bus) sendiri-sendiri, membagi RAM sebesar 128 KB secara bersama. Dan itu merupakan kemajuan mesin yang istimewa.

Lebar Bit 
Pertama kali microprocessor yang diproduksi oleh Intel adalah 4 bit. Ini berarti, pada suatu operasi tunggal, processor bisa melakukan proses sebanyak 4 bit panjangnya. Dengan kata lain lebar mechine word adalah 4 bit. Intel 4004 merupakan jenis processor 4-bit dengan arsitektur 4-bit.
Nantinya processor bisa memproses sebesar 8 bit dalam satu satuan waktu, seperti Intel 8008, 8080. PC merupakan pelopor komputer 16-bit. Dengan mengembangkan processor 80386-nya, mereka telah berubah menjadi arsitektur 32-bit yang masih dipakai sampai sekarang. Selanjutnya terus berkembang lebih jauh lagi dengan arsitektur 64-bit (misalnya Processor Itanium dari Intel dan Processor Athlon 64 dari AMD).

Macam-macam Komputasi Modern
Komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid dan komputasi cloud. Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut:

Mobile Computing.

Mobile Computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa 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 smartphone dan lain sebagainya.

Grid Computing

Komputasi Grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistribusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelesaikan masalah komputasi skala besar.
Ada beberapa daftar yang dapat digunakan untuk mengenali sistem komputasi grid, yaitu:

• Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat 
• Sistem menggunakan standart dan protocol yang terbuka 
• Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang canggi. yang lebih baik diatas kualitas komponen individe pelayan komputasi grid. 

Cloud Computing

Komputasi Cloudmerupakan gaya komputasi yang terukut dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet. Komputasi Cloud menggambarkan pelengkap baru, konsumsi dan layanan IT berbasi 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 danmudah 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.

PERKEMBANGAN KOMPUTASI MODERN

1. Akurasi(big,Floatingpoint)
   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(dalamsatuanHz)
   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. ProblemVolumeBesar(DownSizzingatauparalel)
   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(MenggunakanTeoribigO)
   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.

Awal perkembangan komputasi modern digagas oleh John von Neumann (1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann menjadi salah ilmuwan terbesar pada zaman nya. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya-karyanya. Berkat teori-teori nya itulah pada saat itu computer mengalami perkembangan dan kemajuan pesat terlihat saat dia menjadi seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC. karena jasa-jasa nya John von Neumann di sebut bapak komputasi modern. Dia juga 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.

Dampak adanya komputasi modern

Salah satu dampak dari adanya komputasi modern adalah dapat membantu manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan computer. Salah satu contohnya adalah biometric. Biometric berasal dari kata Bio dan Metric. Kata bio diambil dari bahasa yunani kuno yang berarti Hidup sedangkan Metric juga berasal dari bahasa yunani kuno yang berarti ukuran, jadi jika disimpulkan biometric berarti pengukuran hidup.

Tapi secara garis besar biometric merupakan pengukuran dari statistic analisa data biologi yang mengacu pada teknologi untuk menganalisa karakteristik suatu tubuh ( individu ). Nah dari penjelasan tersebut sudah jelas bahwa Biometric menggambarkan pendeteksian dan pengklasifikasian dari atribut fisik. Terdapat banyak teknik biometric yang berbeda, diantaranya:

- Pembacaan sidik jari / telapak tangan

- Geometri tangan

- Pembacaan retina / iris

- Pengenalan suara

- Dinamika tanda tangan.

IMPLEMENTASI KOMPUTASI MODERN PADA BIDANG SAINS 

·         Pada bidang fisika:

Fisika bukan hanya melulu berurusan dengan rumus. Bukan hanya dengan perhitungan yang rumit dan terkadang membuat anak-anak SMA merasa kesulitan mempelajari Fisika. Fisika semestinya dipandang sebagai suatu ide tentang suatu kejadian fisis sehari-hari yang kita alami setiap hari, dan bukan ribetnya rumus dan perhitungannya. Fisika memiliki suatu cabang keilmuan (bisa dikatakan demikian) yang memanfaatkan suatu tools yang dapat dimanfaatkan untuk membuat perhitungan menjadi lebih mudah dan cepat. Tools itu adalah komputer dan cabang dari Fisika itu adalah Fisika Komputasi. Komputer dapat dipandang kini bukan hanya untuk mengolah data praktikum atau membuat dokumen ilmiah, namun bisa digunakan untuk menghitung suatu perhitungan yang rumit, yang sulit (bahkan mustahil) diselesaikan dengan tangan (secara analitik). Komputer dapat melakukan perhitungan dengan lebih cepat dibandingkan manusia. Secepat-cepatnya manusia menghitung, komputer akan selalu lebih cepat. Dengan demikian, para fisikawan dapat lebih berkonsentrasi pada konsep dan ide yang lebih besar dan menyerahkan perhitungan kepada komputer.

           

·         Pada bidang Matematika :     

Matematika Komputasi adalah ilmu yang mengintegrasikan matematika terapan dan ilmu komputer. Banyak masalah industri, juga masalah dalam bidang teknik, kesehatan, sains, bisnis, dan ekonomi dapat dimodelkan secara matematika dan disimulasikan dengan bantuan komputer, dengan tujuan untuk mendapatkan solusi dari masalah tersebut. Karena itu, sangat diperlukan orang-orang yang memiliki pengetahuan dan keahlian dalam simulasi komputer dari model matematika, dan mampu menganalisa dan mengkomunikasikan hasil simulasinya kepada orang lain.  

·         Bidang Kimia

Computational Chemistry (Kimia) – Merupakan salah satu cabang kimia yang menggunakan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia.

·         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.

·         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.

·         Bidang Geografi

Terdapat penggunaan komputasi yang diterapkan pada GIS (Geographic Information System) yang berguna untuk menyimpan, memanipulasi dan menganalisa informasi geografi.

Refrensi

 - http://ansyahh.blogspot.com/2013/04/perkembangan-komputasi-modern.html

 - http://godekcadel.blogspot.com/2013/04/teori-komputasi-dan-implementasi-pada.html

 - http://luciferion-knight.blogspot.com/2013/04/teori-komputasi-dan-implementasinya.html