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)
Teori
Komputasi
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.
Implementasi
pada Komputasi
Teori
komputasi ini dapat diimplementasikan kedalam bidang – bidang tertentu.
Implementasi bidang – bidang yang berkaitan dengan teori komputasi yaitu :
1.
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.
2.
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.
3.
Bidang Matematika
Menyelesaikan sebuah masalah yang berkaitan dengan
perhitungan Matematis, namun dalam pengertian yang akan dibahas dalam
pembahasan komputasi modern ini merupakan sebuah sistem yang akan menyelesaikan
masalah Matematis menggunakan komputer dengan cara menyusun Algoritma yang
dapat dimengerti oleh komputer yang berguna untuk menyelesaikan masalah
manusia.
4.
Bidang Ekonomi
Pemrograman
yang didesain khusus untuk komputasi Ekonomi dan pengembangan alat bantu dalam
pendidikan komputasi Ekonomi. Karena dibidang Ekonomi pasti memiliki
permasalahan yang harus dipecahkan oleh Algoritma. Contohnya adalah memecahkan
teori statistika untuk memecahkan permasalahan keuangan. Salah satu contoh
komputasi di bidang Ekonomi adalah komputasi statistik. Komputasi statistik
adalah jurusan yang mempelajari teknik pengolahan data, membuat program dan
analisis data serta teknik penyusunan sistem informasi statistik, seperti :
penyusunan basis data, komunikasi data, sistem jaringan, dan diseminasi data
statistik.
5.
Bidang Geografi
Geografi
adalah ilmu yang mempelajari tentang lokasi serta persamaan dan perbedaan
(variasi) keruangan atas fenomena fisik dan manusia di atas permukaan bumi.
Komputasi dalam bidang Geografi biasanya di gunakan untuk peramalan cuaca, di
Indonesia khususnya ada salah satu instansi Negara dengan nama BMKG (Badan
Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) yakni instansi negara yang meneliti
mengamati tentang Metereologi, Klimatologi kualitas udara dan Geofisika supaya
tetap sesuai dengan perundang undangan yang berlaku di Indonesia.
6.
Bidang Geologi
Geologi
merupakan cabang Ilmu sains yang mempelajari tentang Bumi. Yakni komposisi,
struktur, sifat-sifat, sejarah dan proses, komputasi Geologi umumnya digunakan
dibidang pertambangan sebuah sistem komputer digunakan untuk menganalisa
bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat didalam tanah.
Implementasi pada bidang ini untuk memetakan letak sumber daya dan kontur dari
permukaan bumi yang terdapat hasil tambang.
Sejarah
perkembangan computer
1. Komputer Generasi Pertama (1940-1956)
Perangkat komputer yang pertama ternyata dikembangkan
untuk desain pesawat dan peluru kendali. Digagas oleh Konrad Zuse, seorang
insinyur asal jerman, komputer generasi pertama menggunakan tabung hampa udara
sebagai sirkuit dan drum magnetik untuk memori.
Komputer generasi pertama ini sangat mahal dan besar,
hingga mengisi seluruh ruangan. ENIAC komputer elektronik pertama di dunia
mempunyai bobot 30 ton, panjang 30 M, dan tinggi 2,4 M. Komputer generasi
pertama mengandalkan machine language, level bahasa pemrograman paling rendah
yang dimengerti komputer. Bahasa pemrograman ini hanya bisa menyelesaikan satu
perhitungan setiap waktu serta butuh berhari-hari atau berminggu-minggu untuk
menyetel perhitungan baru.
2.
Komputer Generasi Kedua (1956-1963)
Diciptakannya transistor pada generasi ini mengubah wajah
komputer yang dikenal generasi pertama. Transistor menggantikan tabung hampa
dan memulai perkembangan komputer generasi kedua.
Transistor jauh mengungguli tabung hampa dan memungkinkan
komputer menjadi lebih kecil, cepat, murah, dan hemat energi dibandingkan
dengan pendahulunya. Selain itu, pada generasi ini juga dilakukan pengembangan
memori inti magnetik. Secara umum komputer generasi ini sudah menggunakan
bahasa pemrograman tingkat tinggi, kapasitas memori sudah lumayan besar, tidak
membutuhkan terlalu banyak listrik, dan proses operasi sudah cepat.
3.
Komputer Generasi Ketiga (1964-1971)
Pengembangan integrated circuit menjadi penanda komputer
generasi ketiga. Dalam pemakaian komputer generasi kedua, transistor membuat
komputer cepat panas, maka komputer generasi kedua mulai ditinggalkan.
Kemudian pada tahun 1958 Jack Billy menciptakan
integrated circuit chip atau IC, kepingan kecil yang mampu menampung banyak
komponen menjadi satu. Komputer pada generasi ini menjadi lebih kecil dan cepat
serta murah, memungkinkan juga menjadi tersedia untuk khalayak umum.
4.
Komputer Generasi Keempat (1971-sekarang)
Mikroprosesor menjadi terobosan dalam mendatangkan
komputer generasi keempat dengan menyatukan ribuan IC ke dalam satu keeping
silicon.
Komputer generasi pertama yang mengisi seluruh ruangan
sekarang sudah muat dalam genggaman manusia. Muncullah laptop yang sangat
portable dan dapat dibawa kemana-mana. Seiring komputer-komputer kecil ini
menguat, mereka dapat dihubungkan untuk membentuk jaringan yang pada akhirnya
mengawali perkembangan internet.
5.
Komputer Generasi Kelima (sekarang-masa depan)
Komputer generasi kelima ini adalah komputer yang kita
gunakan ditandai dengan dengan munculnya LSI atau large scale integration yang
merupakan pemadatan ribuan mikroprosesor kedalam satu mikroprosesor. Komputer
generasi ini ditandai juga dengan munculnya semi konduktor.
Komputer quantum dan penggunaan nano technology juga akan
merubah besar-besaran wajah komputer yang kita kenal. Tujuan dari komputer
generasi kelima adalah mengembangkan komputer yang dapat merespon suara bahasa
dan dapat belajar secara sadar.
Karakteristik Komputasi Modern
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.
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 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. Beberapa keterbatasan dan resiko dari mobile computing :
Kurangnya Bandwith akses internet pada peralatan ini
umumnya lebih lambat dibandingkan dengan koneksi kabel. Gangguan Transimisi, banyak faktor yang bisa
menyebabkan gangguan sinyal pada mobile computing seperti cuaca, medan dan
jarak alat mobile computing dengan titik pemancar sinyal terdekat.
2. Grid computing
Grid Computing komputasi grid menggunakan komputer yang
terpisah oleh geografis, didistribusikan dan terhubung oleh jaringan untuk
menyelesaikan masalah komputer skala besar. Beberapa daftar yang dapat
digunakan 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.
Referensi :
