Teori Komputasi dan Implementasinya

A. Definisi 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. Sedangkan, komputasi sendiri dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. 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. Pada zaman sekarang ini, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer.


B. Pengertian 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)


C. 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. 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.

D. Beberapa Penerapan Komputasi Modern
Melanjutkan penulisan sebelumnya, banyak hal yang dapat diterapkan dari komputasi modern yang ada saat ini. Berikut beberapa penerapannya.

Komputasi hijau
Di bidang pendidikan, dengan adanya komputasi hijau dapat menghindari penggunaan kertas, yaitu menggunakan file elektronik dalam melakukan penggumpulan tugas. Selain itu, system e-learning juga dapat diterapkan sebagai metode pembelajaran, sehingga pemberian modul pembelajaran, forum diskusi dan tugas dapat dilakukan pada e-learning tersebut.

Dalam bidang bisnis, komputasi hijau juga dapat diterapkan dengan melakukan blogging untuk membangun branding image pribadi, marketing dan bisnis. Dengan demikian, cara konvensional seperti kartu nama, koran dan majalah dapat ditinggalkan.

Bioinformatika
Pada dunia pendidikan, bioinformatika diterapkan melalui computational biology. Model-model statistika untuk fenomena biologi dalam penerapan ini lebih disukai dipakai dibandingkan dengan model sebenarnya. Dalam beberapa hal cara tersebut cukup baik mengingat pada kasus tertentu eksperimen langsung pada fenomena biologi cukup sulit. Di bidang kesehatan, banyak sekali manfaat dari penerapan bioinformatika. Mengingat pekerjaan bioinformatika berkaitan dengan teknologi database yang penggunaannya meliputi tempat penyimpanan database “umum” seperti GenBank atau PDB maupun database “pribadi”, seperti yang digunakan oleh grup riset yang terlibat dalam proyek pemetaan gen atau database yang dimiliki oleh perusahaan-perusahaan bioteknologi. Dengan demikian, akan semakin mudah para peneliti dapat mengembangkan obat mau pun vaksin untuk berbagai penyakit yang ada serta mencegah kelainan gen pada manusia.

Komputasi Awan
Adanya cloud computing sangat berdampak besar terutama di dunia bisnis. Dengan teknologi ini, suatu perusahaan dapat mengurangi beban biaya dan menaikan nilai produksi, sehingga dari hal tersebut banyak perusahaan beralih menggunakan teknologi ini. Penghemat dana di perusahaan itu sendiri terjadi di bidang IT, yaitu dalam penggadaan komputer, server, OS, software, staff IT, dan lainnya karena dengan Cloud Computing yang perlu dibayar hanyalah apa saja yang telah digunakan (software dan penyimpanan) dan hal ini sesuai dengan kebutuhan perusahaan tersebut sehingga memungkinkan perusahan untuk membayar lebih murah jika menggunakan Cloud Computing.

Komputasi awan ini juga dapat diterapkan untuk perpustakaan. Dengan teknologi ini, di masa yang akan datang perpustakaan yang merupakan penyedia layanan informasi dapat memberikan layanan yang terbaik, mutakhir, dan berkesinambungan terhadap penggunanya. Dengan berbekal informasi yang ada, pengguna dapat melakukan berbagai pengkajian, penelitian atau keperluan lain untuk melahirkan pemikiran dan inovasi yang dapat bermanfaat bagi khalayak luas.


E. Beberapa Penerapan Komputasi Modern Scientific Simulation: Komputasi grid diimplementasikan di bidang fisika, kimia, dan biologi untuk melakukan simulasi terhadap proses yang kompleks. Untuk lebih jelasnya kunjungi halaman berikut:

1. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
2. Computational Science Research Center in Hosei University
3. Advanced Center for Computing and Communication (RIKEN)

Medical Images: Penggunaan data grid dan komputasi grid untuk menyimpan medical-image. Contohnya adalah eDiaMoND project

Computer-Aided Drug Discovery (CADD): Komputasi grid digunakan untuk membantu penemuan obat. Salah satu contohnya adalah: Molecular Modeling Laboratory (MML) di University of North Carolina (UNC)

Big Science: Data grid dan komputasi grid digunakan untuk membantu proyek laboratorium yang disponsori oleh pemerintah Contohnya terdapat di DEISA

e-Learning: Komputasi grid membantu membangun infrastruktur untuk memenuhi kebutuhan dalam pertukaran informasi dibidang pendidikan. Contohnya adalah AccessGrid

Visualization: Komputasi grid digunakan untuk membantu proses visualisasi perhitungan yang rumit.

Contohnya dapat dilihat di website berikut:
1. http://www.tacc.utexas.edu/
2. http://www.tacc.utexas.edu/projects/grid_vis.php
3. http://www.ibm.com/grid/grid_press/pr_ut.shtml

Microprocessor design: komputasi grid membantu untuk mengurangi microprocessor design cycle dan memudahkan design center untuk membagikan resource lebih efisien. Contohnya ada di Microprocessor Design Group at IBM Austin

Sumber :
http://setiyanugroho.wordpress.com/2012/05/31/beberapa-penerapan-komputasi-modern/
http://tantyniieezz.wordpress.com/2011/02/23/pengantar-komputasi-modern/
http://id.wikipedia.org/wiki/Teori_komputasi
Grid Computing in Research and Education, IBM