Komputasi Modern

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) 

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 pada Komputasi

Teori komputasi ini dapat diimplementasikan kedalam bidang – bidang tertentu. Implementasi bidang – bidang yang berkaitan dengan teori komputasi yaitu :

1.    Bidang Fisika

Implementasi komputasi modern di bidang Fisika adalah Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara Fisika, Komputer Sains dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada “Kejadian dan masalah yang kompleks pada dunia nyata” baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan Algoritma yang tepat. Pemahaman Fisika pada teori, eksperimen dan komputasi haruslah sebanding. Agar dihasilkan solusi numerik dan visualisasi atau pemodelan yang tepat untuk memahami masalah Fisika. Untuk melakukan pekerjaan seperti evaluasi integral, penyelesaian persamaan differensial, penyelesaian persamaan simultan, mem-plot suatu fungsi/data, membuat pengembangan suatu seri fungsi, menemukan akar persamaan dan bekerja dengan bilangan kompleks yang menjadi tujuan penerapan Fisika komputasi. Banyak perangkat lunak ataupun bahasa yang digunakan, seperti : 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.

2.    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.

3.    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.

4.    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.

5.    Bidang Geografi

Geografi adalah ilmu yang mempelajari tentang lokasi serta persamaan dan perbedaan (variasi) keruangan atas fenomena fisik dan manusia di atas permukaan bumi. Komputasi dalam bidang Geografi biasanya di gunakan untuk peramalan cuaca, di Indonesia khususnya ada salah satu instansi Negara dengan nama BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) yakni instansi negara yang meneliti mengamati tentang Metereologi, Klimatologi kualitas udara dan Geofisika supaya tetap sesuai dengan perundang undangan yang berlaku di Indonesia.

6.    Bidang Geologi

Geologi merupakan cabang Ilmu sains yang mempelajari tentang Bumi. Yakni komposisi, struktur, sifat-sifat, sejarah dan proses, komputasi Geologi umumnya digunakan dibidang pertambangan sebuah sistem komputer digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat didalam tanah. Implementasi pada bidang ini untuk memetakan letak sumber daya dan kontur dari permukaan bumi yang terdapat hasil tambang.

Sejarah perkembangan computer

1. Komputer Generasi Pertama (1940-1956)

Perangkat komputer yang pertama ternyata dikembangkan untuk desain pesawat dan peluru kendali. Digagas oleh Konrad Zuse, seorang insinyur asal jerman, komputer generasi pertama menggunakan tabung hampa udara sebagai sirkuit dan drum magnetik untuk memori.  

Komputer generasi pertama ini sangat mahal dan besar, hingga mengisi seluruh ruangan. ENIAC komputer elektronik pertama di dunia mempunyai bobot 30 ton, panjang 30 M, dan tinggi 2,4 M. Komputer generasi pertama mengandalkan machine language, level bahasa pemrograman paling rendah yang dimengerti komputer. Bahasa pemrograman ini hanya bisa menyelesaikan satu perhitungan setiap waktu serta butuh berhari-hari atau berminggu-minggu untuk menyetel perhitungan baru.

2. Komputer Generasi Kedua (1956-1963)

Diciptakannya transistor pada generasi ini mengubah wajah komputer yang dikenal generasi pertama. Transistor menggantikan tabung hampa dan memulai perkembangan komputer generasi kedua.

Transistor jauh mengungguli tabung hampa dan memungkinkan komputer menjadi lebih kecil, cepat, murah, dan hemat energi dibandingkan dengan pendahulunya. Selain itu, pada generasi ini juga dilakukan pengembangan memori inti magnetik. Secara umum komputer generasi ini sudah menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi, kapasitas memori sudah lumayan besar, tidak membutuhkan terlalu banyak listrik, dan proses operasi sudah cepat.

3. Komputer Generasi Ketiga (1964-1971)

Pengembangan integrated circuit menjadi penanda komputer generasi ketiga. Dalam pemakaian komputer generasi kedua, transistor membuat komputer cepat panas, maka komputer generasi kedua mulai ditinggalkan. 

Kemudian pada tahun 1958 Jack Billy menciptakan integrated circuit chip atau IC, kepingan kecil yang mampu menampung banyak komponen menjadi satu. Komputer pada generasi ini menjadi lebih kecil dan cepat serta murah, memungkinkan juga menjadi tersedia untuk khalayak umum.

4. Komputer Generasi Keempat (1971-sekarang)

Mikroprosesor menjadi terobosan dalam mendatangkan komputer generasi keempat dengan menyatukan ribuan IC ke dalam satu keeping silicon. 

Komputer generasi pertama yang mengisi seluruh ruangan sekarang sudah muat dalam genggaman manusia. Muncullah laptop yang sangat portable dan dapat dibawa kemana-mana. Seiring komputer-komputer kecil ini menguat, mereka dapat dihubungkan untuk membentuk jaringan yang pada akhirnya mengawali perkembangan internet.

5. Komputer Generasi Kelima (sekarang-masa depan)

Komputer generasi kelima ini adalah komputer yang kita gunakan ditandai dengan dengan munculnya LSI atau large scale integration yang merupakan pemadatan ribuan mikroprosesor kedalam satu mikroprosesor. Komputer generasi ini ditandai juga dengan munculnya semi konduktor.

Komputer quantum dan penggunaan nano technology juga akan merubah besar-besaran wajah komputer yang kita kenal. Tujuan dari komputer generasi kelima adalah mengembangkan komputer yang dapat merespon suara bahasa dan dapat belajar secara sadar.

Karakteristik Komputasi Modern

Karakteristik komputasi modern ada 3 macam, yaitu :

·  Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang. 

·   Komputer-komputer terhubung ke jarinagn yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam. 

·   Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

 

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 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. Beberapa keterbatasan dan resiko dari mobile computing :

Kurangnya Bandwith akses internet pada peralatan ini umumnya lebih lambat dibandingkan dengan koneksi kabel.  Gangguan Transimisi, banyak faktor yang bisa menyebabkan gangguan sinyal pada mobile computing seperti cuaca, medan dan jarak alat mobile computing dengan titik pemancar sinyal terdekat.

2. Grid computing

Grid Computing komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistribusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelesaikan masalah komputer skala besar. Beberapa daftar yang dapat digunakan 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.

Referensi :

https://firlynadia08.wixsite.com/nadiafirly/single-post/2019/03/30/komputasi-modern#:~:text=Komputasi%20modern%20adalah%20sebuah%20konsep,komputer%20merupakan%20sebuah%20komputasi%20modern.

https://www.ruangguru.com/blog/yuk-ingat-kembali-sejarah-perkembangan-komputer

http://nabilawardhani.blogspot.com/2020/03/konsep-dasar-komputasi-serta.html