Pengertian
Komputasi
Komputasi
sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari
data input
dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, 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 komputer.
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). 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.
Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji
komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan
teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan.
Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman
baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer
berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan
masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.
Sejarah
Ilmu atau sains berdasarkan obyek kajiannya dibedakan antara Fisika, Kimia,
Biologi dan Geologi. Ilmu dapat pula digolongkan berdasarkan metodologi dominan
yang digunakannya, yaitu ilmu pengamatan/percobaan (observational/experimental science), ilmu teori (theoretical science) dan ilmu
komputasi (computational science).
Yang terakhir ini bisa dianggap bentuk yang paling baru yang muncul bersamaan
dengan perkembangan kekuatan pemrosesan dalam komputer dan perkembangan
teknik-teknik metode numerik dan metode komputasi lainnya.
Dalam ilmu (sains) tradisional seperti Fisika, Kimia dan Biologi,
penggolongan ilmu berdasarkan metodologi
dominannya juga mewujud, yang ditunjukkan dengan munculnya bidang-bidang
khusus berdasarkan penggolongan tsb. lengkap dengan jurnal-jurnal yang relevan
untuk melaporkan hasil-hasil penelitiannya. Sebagai contoh dalam kimia,
melengkapi kimia percobaan (experimental
chemistry) dan kimia teori (theoretical
chemistry), berkembang pula kimia komputasi (computational chemistry), seperti juga di bidang Biologi dikenal
Biologi Teori (theoretical biology)
serta Biologi Komputasi (computational
biology), lengkap dengan jurnalnya seperti Journal of Computational
Chemistry dan Journal of Computational Biology. Cara penggolongan yang
digunakan berbeda dengan cara penggolongan lain berdasarkan obyek kajian,
seperti penggolongan kimia atas Kimia Organik, Kimia Anorganik, dan Biokimia.
Walaupun dengan titik pandang yang berbeda, ilmu komputasi sebagai bentuk
ketiga dari ilmu (sains) telah banyak disampaikan oleh berbagai pihak, antara
lain Stephen Wolfram dengan bukunya yang terkenal: A New Kind of Science, dan Jürgen Schmidhuber. Namun bila
berbicara komputasi modern, sebuah nama yang pasti akan terdengar tentu adalah
John Von Neumann, salah seorang ilmuwan terbesar yang karya-karyanya mencakup
bidang matematika, teori kuantum, teori game, fisika nuklir, dan ilmu komputer
seperti pada pembuatan bom atom di Los Alamos ketika Peang Dunia II. Beliau
yang pertama kali menggagas konsep sebuah sistem yang menerima serangkaian
instruksi dan meyimpannya ke dalam memory.
Konsep inilah yang menjadi dasar arsitektur komputasi modern, sehingga beliau
disebut sebagai Bapak penggagas komputasi modern.
Kelas Komputasi dibagi menjadi 3 kriteria : digital vs. analog, sekuensial
vs. konkuren, batch vs. interaktif.
Ilmu komputasi memiliki beberapa penelitian spesifik seperti dalam gambar di
bawah ini :
Numerical Analysis (Analisa Numerik) – Mempelajari algoritma untuk masalah continuous mathematics (berbeda
dengan matematika diskrit).
Computational Physics (Fisika) – Mempelajari implementasi algoritma numerik
untuk memecahkan permasalahan teori kuantitatif fisika yang sudah ada. Sering
dianggap sebagai cabang menengah diantara fisika teoritis dan fisika
eksperimental.
Computational Chemistry (Kimia) – Merupakan salah satu cabang kimia yang
menggunakan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia. Hal yang
dipaparkan dari dari teori kimia digabungkan dengan program komputer yang
handal untuk menghitung struktur dan sifat molekul.
Bioinformatics (Biologi) – Merupakan sebuah aplikasi dari teknologi
informasi dan ilmu komputer terhadap bidang biologi molekuler.
Computational Neuroscience (Jaringan Saraf) – Mempelajari fungsi otak dalam
memproses informasi yang membentuk sistem jaringan saraf. Merupakan bidang yang
berada diantara neuroscience, ilmu
kognitif dan psikologi dengan
teknik elektro, ilmu komputer, matematika dan fisika.
Cognitive Science (Ilmu Kognitif) – Sebuah cabang ilmu menengah yang
mempelajari bagaimana informasi dibentuk dan digambarkan oleh otak.
Computational Sociology (Sosiologil) – Sebuah cabang ilsu sosiologi yang
menggunakan metode komputasi intensif untuk menganalisa fenomena sosial.
Computational Economics (Ekonomi) – Mempelajari titik pertemuan antara
ekonomi dan komputasi. Area yang tercakup antara lain agent-based computational modeling, computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational modeling of dynamic
macroeconomic systems, pemrograman yang didesain khusus untuk komputasi
ekonomi, dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi.
Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan
pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan
sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam,
pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui
penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan
teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam
ilmu tersebut.
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 dari komputasi
Dalam kehidupan sehari-hari pengimplementasian
komputasi modern diterapkan pada teknologi mobile computing. Salah satunya
dengan menggunakan PDA, “PDA” (Personal Digital Assistant) pertama kali
dikenalkan untuk menggantikan organizer konvensional (agenda). Dimana dulu
orang menggunakan agenda untuk mencatat semua jadwal aktivitas, nomor telepon,
atau untuk membantunya dalam mengingatkan hal-hal yang penting baginya. Tetapi
dengan bertambah pesatnya perkembangan teknologi komputer. Dengan ditemukan dan
diperkenalkannya organizer elektronik atau yang sering disebut juga dengan PDA
(Personal Digital Assistant), maka orang-orang sekarang mulaimenggantikan organizer
konvensional tersebut dengan PDA untuk membantunya dalam aktivitas sehari-hari.
Dalam perkembangannya, perusahaan pembuat PDA tersebut
memperbaiki kemampuan PDAnya. Dari segi software (sistem operasi maupun
aplikasinya) dan segi hardware (kecepatan prosesor, layar berwarna, memori yang
besar) juga dari segi bentuk fisik yang semakin kecil. Selain itu sekarang PDA
juga telah ditambah berbagai fasilitas yang menarik seperti kemampuan untuk
membuat jaringan tanpa kabel (wireless), kemampuan untuk berfungsi sebagai
telepon selular, maupun sebagai kamera digital. Dilihat dari kemampuan yang
sangat luas dari sebuah PDA maka tidak menutup kemungkinan PDA akan
menggantikan posisi notebook yang sangat besar dalam melakukan pekerjaan yang
memerlukan komputer tetapi selalu berpindah-pindah (mobile).
Macam-macam 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.
Sumber :
