Task 1 - Pengantar Komputasi Modern

1. TEORI KOMPUTASI

       Teori komputasi (theory of computation) adalah cabang ilmu komputer teoritis (theoritical computer science). Teori komputasi berkaitan dengan studi bagaimana persoalan (problem) dapat diselesaikan pada sebuah model dengan menggunakan algoritma. Secara umum iIlmu 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). Jadi teori komputasi merupakan cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma, jadi teori komputasi ini berhubungan dengan ilmu komputer dengan matematika.

       Komputasi sendiri adalah sebuah proses perhitungan, pemrosesan informasi atau pemecahan masalah dengan menggunakan algoritma. Komputasi merupakan bagian dari ilmu komputer yang mempunyai tugas untuk menganalisa apa saja yang bisa dan tidak bisa dilakukan oleh secara komputasi, dari sini lah muncul Teori Komputasi yang menjadi sub-bidang ilmu komputer dan ilmu matematika.Model tersebut dinamakan model komputasi. Teori komputasi dibagi lagi menjadi 3, yaitu :

• Teori Otomata (automata theory)

       Teori otomata adalah pelajaran mengenai mesin abstrak dan masalah komputasional yang dapat dipecahkan menggunakan mesin tersebut. Mesin abstrak inilah yang disebut Otomata. Otomata berasal dari bahasa Yunani Automata yang berarti sesuatu yang mengerjakan sesuatu dengan sendirinya. Teori otomata sangat dekat hubungannya dengan Teori Bahasa Formal, karena otomata sering diklasifikasikan dalam kelas bahasa formal. Otomata digunakan sebagai model teoritis untuk mesin komputer, dan digunakan untuk membuktikan perhitungan.

• Teori Komputabilitas (computability theory)

       Teori ini secara pokok menangani persoalan masalah yang mana yang dapat dipecahkan oleh komputer. Pernyataan bahwa masalah halting (proses yang terhenti-henti) tidak dapat dipecahkan oleh Mesin Turing adalah salah satu hasil terpenting dalam teori komputabilitas, sebagaimana menjadi contoh bagi masalah yang konkrit yang keduanya mudah untuk diformulasi dan tidak mungkin untuk di pecahkan menggunakan Mesin Turing. Banyak teori komputabilitas yang dibangun pada hasil masalah halting.

• Teori Kompleksitas (computational complexity theory)

       Teori bahasa adalah cabang matematika yang bekutat dalam penggambaran bahasa sebagai sekumpulan operasi pada alfabet. Teori bahasa sangat bertautan dengan Teori Otomata, dimana otomata digunakan untuk menghasilkan dan mengenali bahasa formal. Ada beberapa kelas dalam bahasa formal dan setiap di antaranya lebih kompleks dari kelas sebelumnya. Karea otomata digunakan sebagai model komputasi, bahasa formal adalah mode spesifikasi yang lebih dipilih untuk semua masalah yang harus di hitung.

Teori komputabilitas bertujuan untuk memeriksa apakah persoalan komputasi dapat dipecahkan pada suatu model komputasi teoritis. Dengan kata lain, teori komputabilitas mengklasifikasikan persoalan sebagai dapat dipecahkan (solvable) atau persoalan yang tidak dapat dipecahkan (unsolvable). Teori kompleksitas bertujuan untuk mengkaji kebutuhan waktu dan ruang untuk memecahkan persoalan yang diselesaikan dengan pendekatan yang berbeda-beda.

Dengan kata lain, teori kompleksitas mengklasifikasikan persoalan sebagai persoalan mudah (easy) atau persoalan sukar (hard). Teori komputabilitas memperkenalkan beberapa konsep yang digunakan di dalam teori kompleksitas. Teori otomata mengacu pada definisi dan sifat-sifat model komputasi. Di dalam teori komputasi, model komputasi yang sering dipakai adalah Mesin Turing.

Beberapa model komputasi :

• Finite State Automata (FSA)/Finite State Machine (FSM)
• Push Down Automata (PDA)
• Mesin Turing (Turing Machine) atau TM

2. KOMPUTASI MODERN

       Komputasi modern bisa disebut 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). Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:

• Akurasi
• Kecepatan
• Problem Volume Besar
• Modelling
• Kompleksitas

Sedangkan untuk karakteristiknya sendiri, komputasi modern memiliki 3 karakteristik, yaitu:

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 jarinagn yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
3. Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

• Metode Analisis Numerik

- Pencarian akar-akar fungsi
- Solusi sistem persamaan linear
- Curve Fitting >> Data eksperimen
- Diferensial Integral
- Persamaan Diferensial Biasa
- Persamaan Diferensial Parsial

• Komputasi sains

Komputasi sains merupakan salah satu cabang ilmu komputasi. Secara umum komputasi sains mengkaji aspek-aspek komputasi untuk aplikasi/memecahkan masalah di bidang sains lain, seperti fisika, kimia, biologi dan lain-lain.

Di Indonesia sudah banyak pertemuan atau kegiatan ilmiah terkait dengan komputasi, tetapi umumnya lebih terkait dengan aspek teknologi informasi. Sedangkan kajian di komputasi sains masih sangat kurang. Hal ini tidak mengherankan karena komputasi sains lebih condong sebagai kajian teori murni, sehingga komunitasnya masih sangat terbatas seperti halnya fisika teori.

Komputasi modern terbagi menjadi tiga macam, yaitu :

• Mobile Computing atau komputasi bergerak adalah kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel dan mudah dibawa dan mudah di pindah – pindahkan. Contoh dari perangkat komputasi bergerak, seperti smartphone, GPS, dll.

Mobile Computing

• Grid Computing atau 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, adalah:

a.      Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat.

b.      Sistem menggunakan standart dan protocol yang terbuka.

c.      Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan komputasi grid.

Grid Computing

• Cloud Computing atau 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.

Cloud Computing

Perbedaan diantara tiga macam komputasi modern tersebut adalah:

• 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.

3.      IMPLEMENTASI TEORI KOMPUTASI

       Pada saat ini, teori komputasi telah banyak diimplementasikan dan diterapkan dalam berbagai bidang untuk mempermudah kehidupan sehari-hari. Berikut ini beberapa contoh implementasi teori komputasi di beberapa bidang:

·       Implementasi Komputasi Modern pada 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.

·       Implementasi Komputasi Modern pada 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.

Implementasi Komputasi Modern pada 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.



Source:

https://ariefimam2.wordpress.com/2015/08/03/implementasi-komputasi-pada-bidang-kimia/

https://deadydiedy.wordpress.com/2015/04/05/komputasi-teori-komputasi/

http://istanateknologi.blogspot.co.id/2015/04/pengertian-komputasi-dan-teori-komputasi.html