Teori komputasi merupakan
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 mesin Turing dapat dipecahkan oleh komputer yang
memiliki jumlah memori terbatas.
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
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
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.
- 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:
- Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat.
- Sistem menggunakan standart dan protocol yang terbuka.
- Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan komputasi grid.
- 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.
Perbedaan
diantara ketigannya 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.
IMPLEMENTASI
KOMPUTASI
Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Fisika
Pemahaman fisika pada teori, experimen, dan
komputasi haruslah sebanding, agar dihasilkan solusi numerik dan visualizasi
/pemodelan yang tepat untuk memahami masalah Fisika. Untuk melakukan perkerjaan
seperti evaluasi integral,penyelesaian persamaan differensial, penyelesaian
persamaan simultans, mem-plot suatu fungsi/data, membuat pengembangan suatu
seri fungsi, menemukan akar persamaan dan bekerja dengan bilangan komplek yang
menjadi tujuan penerapan fisika komputasi.
Banyak perangkat lunak ataupun bahasa yang
digunakan, baik 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. Suatu yang
menjadi fokus perhatian kita disini adalah penggunaan visual basicsebagai alat
bantu dalam pembelajaran dan pencarian solusi Fisika komputasi.
v 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.
v Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Matematika
Implementasi
komputasi modern di bidang matematika ada numerical analysis yaitu sebuah
algoritma dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika. Bidang
analisis numerik sudah sudah dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan
komputer modern. Interpolasi
linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. Banyak
matematikawan besar dari masa lalu disibukkan oleh analisis numerik, seperti
yang terlihat jelas dari nama algoritma penting seperti metode Newton,interpolasi
polinomial Lagrange, eliminasi
Gauss, atau metode Euler.
Buku-buku
besar berisi rumus dan tabel data seperti interpolasi titik dan koefisien
fungsi diciptakan untuk memudahkan perhitungan tangan. Dengan menggunakan tabel
ini (seringkali menampilkan perhitungan sampai 16 angka desimal atau lebih
untuk beberapa fungsi), kita bisa melihat nilai-nilai untuk diisikan ke dalam
rumus yang diberikan dan mencapai perkiraan numeris sangat baik untuk beberapa
fungsi. Karya utama dalam bidang ini adalah penerbitan NIST yang
disunting oleh Abramovich
dan Stegun, sebuah buku setebal 1000 halaman lebih. Buku ini berisi
banyak sekali rumus yang umum digunakan dan fungsi dan nilai-nilainya di banyak
titik. Nilai f-nilai fungsi tersebut tidak lagi terlalu berguna ketika komputer
tersedia, namun senarai rumus masih mungkin sangat berguna.Kalkulator
mekanik juga dikembangkan sebagai alat untuk perhitungan
tangan. Kalkulator ini berevolusi menjadi komputer elektronik pada
tahun 1940. Kemudian ditemukan bahwa komputer juga berguna untuk tujuan
administratif. Tetapi penemuan komputer juga mempengaruhi bidang analisis
numerik, karena memungkinkan dilakukannya perhitungan yang lebih panjang dan
rumit.
v 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.
v Implementasi Komputasi Modern pada 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.
v Implementasi Komputasi Modern pada bidang
Geografis
Pada
bidang ini dapat dilakukan pemanfaatan seperti pemodelan terhadap akses keadaan
geografis suatu permukaan wilayah yang dapat dipantau jika terjadi pergerakan
atau getaran. Selain itu dapat dilakukan pengiriman informasi mengenai
prakiraan cuaca yang sangat berguna bagi segala hal terutama transportasi udara
dan laut.
Daftar pustaka :
https://id.wikipedia.org/wiki/Teori_komputasi
https://rizki08.wordpress.com/2014/05/09/teori-komputasi-modern-dan-implementasi-di-bidang-fisika-biologi-matematika-ekonomi-dan-geologi/
https://hafidhadinegoro.wordpress.com/2016/03/24/teori-komputasi-implementasi/
Komentar
Posting Komentar