Pendahuluan
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.
Kelahiran
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.
Sejarah Singkat
Komputasi Modern pertama kali digagasi oleh John Von Neumann.
Beliau di lahirkan di Budapest, ibukota Hungaria pada 28 Desember 1903 dengan
nama Neumann Janos. Karya – karya yang dihasilkan adalah karya dalam bidang
matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer.
Beliau juga merupakan salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam
pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kepiawaian John Von
Neumann teletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep automata,
teknologi bom atom dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer.
Komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari
masalah yang ada, yang menjadi perhitungan dari komputasi modern adalah :
- Akurasi (bit, Floating poin)
- Kecepatan (Dalam satuan Hz)
- Problem volume besar (Down sizing atau paralel)
- Modeling (NN dan GA)
- Kompleksitas (Menggunakan teori Big O)
John Von Neumann, Sang Pengagas
Komputasi Modern
John von Neumann (1903-1957) adalah ilmuan yang
meletakkan dasar-dasar komputer modern. Dalam hidupnya yang singkat, Von
Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann meningkatkan
karya-karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika
nuklir, dan ilmu komputer. Beliau juga merupakan salah seorang ilmuwan yang
sangat berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II
lalu.
Von Neumann dilahirkan di Budapest, Hungaria pada 28
Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari pasangan
Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga diletakkan di depan nama
asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann.
Pada saat Max Neumann memperoleh gelar, maka namanya berubah menjadi Von
Neumann. Setelah bergelar doktor dalam ilmu hukum, dia menjadi pengacara untuk
sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para
manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.
Von Neumann juga belajar di Berlin dan Zurich dan
mendapatkan diploma pada bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada tahun yang
sama dia mendapatkan gelar doktor pada bidang matematika dari Universitas
Budapest. Keahlian Von Neumann terletak pada bidang teori game yang melahirkan
konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan komputasi modern yang kemudian
melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak
kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam
kepalanya.
Setelah mengajar di Berlin dan Hamburg, Von Neumann
pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas Princeton serta
menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced Studies.
Dipicu ketertarikannya pada hidrodinamika dan
kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan,
Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Sebagai konsultan pada
pengembangan ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai
sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan program yang
tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O,
dan memori.
Model Komputasi
Komputasi memiliki 3 model, yaitu
- Mesin Mealy
- Mesin Moore
- Petri net
Mesin Mealy
Dalam teori komputasi sebagai konsep dasar sebuah
komputer, mesin Mealy adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton
atau finite state tranducer) yang menghasilkan keluaran berdasarkan fasa saat
itu dan bagian masukan/input. Dalam hal ini, diagram fasa (state diagram) dari
mesin Mealy memiliki sinyal masukan dan sinyal keluaran untuk tiap transisi.
Prinsip ini berbeda dengan mesin Moore yang hanya menghasilkan keluaran/output
pada tiap fasa.
Nama Mealy diambil dari “G. H. Mealy” seorang perintis
mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “A Method for Synthesizing
Sequential Circuits” pada tahun 1955.
Mesin
Moore
Dalam teori komputasi sebagai prinsip dasar komputer,
mesin Moore adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton) di mana
keluarannya ditentukan hanya oleh fasa saat itu (dan tidak terpengaruh oleh
bagian masukan/input). Diagram fasa (state diagram) dari mesin Moore memiliki
sinyal keluaran untuk masing-masing fasa. Hal ini berbeda dengan mesin Mealy
yang mempunyai keluaran untuk tiap transisi.
Nama Moore diambil dari “Edward F. Moore” seorang
ilmuwan komputer dan perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan
“Gedanken-experiments on Sequential Machines”.
Petri
net
Petri net adalah salah satu model untuk merepresentasikan
sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah model, Petri net merupakan grafik
2 arah yang terdiri dari place, transition, dan tanda panah yang menghubungkan
keduanya. Di samping itu, untuk merepresentasikan keadaan sistem, token
diletakkan pada place tertentu. Ketika sebuah transition terpantik, token akan
bertransisi sesuai tanda panah.
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.
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar