PENGANTAR KOMPUTASI MODERN
Konsep 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 ilmu ini terutama membahas hal terkait
komputabilitas dan kompleksitas, dalam kaitannya dengan formalisme 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.
Teori komputasi dibagi lagi menjadi 3 ranting:
a. Teori otomata (automata theory)
b. Teori komputabilitas (computability theory) adalah
bertugas sebagai pemeriksa batasan-batasan pada model-model teoritis yang
digunakan oleh komputer.
c. Teori kompleksitas (computational complexity
theory) adalah sebuah ilmu dimana mengkaji sebuah sistem yang dinamik secara
keseluruhan.
Beberapa model komputasi:
1. Mobile Computing atau Komputasi Bergerak
Mobile computing (komputasi bergerak) adalah sebuah kemajuan teknologi komputer yang dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel serta mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.
Mobile computing (komputasi bergerak) adalah sebuah kemajuan teknologi komputer yang dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel serta mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.
Contohnya: smartphone, dll
2. Grid Computing
Komputasi grid disini adalah memanfaatkan suatu kekuatan pengolahan idle berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses untuk menghitung satu pekerjaan.
3. Cloud Computing atau Komputasi Awan
Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi.
2. Grid Computing
Komputasi grid disini adalah memanfaatkan suatu kekuatan pengolahan idle berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses untuk menghitung satu pekerjaan.
3. Cloud Computing atau Komputasi Awan
Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi.
Implementasi Komputasi
Modern pada Bidang Fisika
Implementasi
komputasi modern di bidang fisika
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 / 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, 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.
Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Fisika
Implementasi
komputasi modern di bidang fisika ada 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 / 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, 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.
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, 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.
Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Kimia
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.
Implementasi Komputasi Modern pada 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.
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.
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.
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.
Implementasi
komputasi modern di bidang geografi
diterapkan pada GIS (Geographic
Information System) yang merupakan sistem informasi khusus yang mengelola data
yang memiliki informasi spasial (bereferensi keruangan). Atau dalam arti yang
lebih sempit adalah sistem komputer yang memiliki kemampuan untuk membangun,
menyimpan, mengelola dan menampilkan informasi bereferensi geografis, misalnya
data yang diidentifikasi menurut lokasinya dalam sebuah database. Pada praktisi
juga memasukkan orang yang membangun dan mengoperasikannya dan data sebagai
bagian dari sistem ini.
Teknologi Sistem Informasi Geografis dapat digunakan
untuk investigasi ilmiah, pengelolaan sumber daya, perencanaan pembangunan,
kartografi dan perencanaan rute. Misalnya, GIS bisa membantu perencana untuk
secara cepat menghitung waktu tanggap darurat saat terjadi bencana alam, atau
GIS dapat digunakan untuk mencari lahan basah (wetlands) yang membutuhkan
perlindungan dari polusi.
Manfaat GIS di berbagai bidang :
1.
Manajemen tata guna lahan
Pemanfaatan dan penggunaan lahan
merupakan bagian kajian geografi yang perlu dilakukan dengan penuh pertimbangan
dari berbagai segi. Tujuannya adalah untuk menentukan zonifikasi lahan yang
sesuai dengan karakteristik lahan yang ada. Misalnya, wilayah pemanfaatan lahan
di kota biasanya dibagi menjadi daerah pemukiman, industri, perdagangan,
perkantoran, fasilitas umum,dan jalur hijau. SIG dapat membantu pembuatan
perencanaan masing-masing wilayah tersebut dan hasilnya dapat digunakan sebagai
acuan untuk pembangunanutilitas-utilitas yang diperlukan. Lokasi dari
utilitas-utilitas yang akan dibangun di daerah perkotaan (urban) perlu dipertimbangkan agar efektif dan tidak
melanggar kriteria-kriteria tertentuyang bisa menyebabkan ketidakselarasan.
Contohnya, pembangunan tempat sampah. Kriteria-kriteria yang bisa dijadikan
parameter antara lain: di luar area pemukiman, berada dalam radius 10 meter
dari genangan air, berjarak 5 meter dari jalan raya, dan sebagainya. Dengan
kemampuan SIG yang bisa memetakan apa yang ada di luar dan di dalam suatu area,
kriteria-kriteriaini nanti digabungkan sehingga memunculkan irisan daerah yang
tidak sesuai, agak sesuai, dan sangat sesuai dengan seluruh kriteria. Di daerah
pedesaan (rural) manajemen tata guna lahan lebih banyak mengarah
ke sektor pertanian. Dengan terpetakannya curah hujan, iklim, kondisitanah,
ketinggian, dan keadaan alam, akan membantu penentuan lokasi tanaman, pupuk
yang dipakai, dan bagaimana proses pengolahan lahannya. Pembangunan saluran
irigasi agar dapat merata dan minimal biayanya dapat dibantu dengan peta sawah
ladang, peta pemukiman penduduk, ketinggian masing-masing tempat dan peta
kondisi tanah. Penentuan lokasi gudang dan pemasaran hasil pertanian dapat
terbantu dengan memanfaatkan peta produksi pangan, penyebarankonsumen, dan peta
jaringan transportasi. Selain untuk manajemen pemanfaatan lahan, SIG juga dapat
membantu dalam hal penataan ruang. Tujuannya adalah agar penentuan pola
pemanfaatan ruang disesuaikan dengan kondisi fisik dan sosial yang ada, sehingga
lebih efektif dan efisien. Misalnya penataan ruang perkotaan, pedesaan,
permukiman,kawasan industri, dan lainnya.
2.
Inventarisasi sumber daya alam
Secara sederhana manfaat GIS dalam data kekayaan
sumber daya alamialah sebagai berikut:
1.
Untuk mengetahui persebaran berbagai sumber daya alam,
misalnya minyak bumi, batubara, emas, besi dan barang tambang lainnya.
1.
Untuk mengetahui persebaran kawasan lahan, misalnya:
– Kawasan
lahan potensial dan lahan kritis;
– Kawasan
hutan yang masih baik dan hutan rusak;
– Kawasan
lahan pertanian dan perkebunan;
– Pemanfaatan
perubahan penggunaan lahan;
– Rehabilitasi
dan konservasi lahan.
3.
Untuk pengawasan daerah bencana alam
Kemampuan GIS untuk pengawasan daerah bencana alam,
misalnya:
§
Memantau luas wilayah bencana alam;
§
Pencegahan terjadinya bencana alam pada masa datang;
§
Menyusun rencana-rencana pembangunan kembali daerah
bencana;
§
Penentuan tingkat bahaya erosi;
§
Prediksi ketinggian banjir;
§
Prediksi tingkat kekeringan.
4.
Bagi perencanaan Wilayah dan Kota
§
Untuk bidang sumber daya, seperti kesesuaian lahan
pemukiman, pertanian, perkebunan, tata guna lahan, pertambangan dan energi,
analisis daerah rawan bencana.
§
Untuk bidang perencanaan ruang, seperti perencanaan
tata ruang wilayah, perencanaan kawasan industri, pasar, kawasan permukiman,
penataan sistem dan status pertahanan.
§
Untuk bidang manajemen atau sarana-prasarana suatu
wilayah, seperti manajemen sistem informasi jaringan air bersih, perencanaan
dan perluasan jaringan listrik.
§
Untuk bidang pariwisata, seperti inventarisasi
pariwisata dan analisis potensi pariwisata suatu daerah.
§
Untuk bidang transportasi, seperti inventarisasi
jaringan transportasi publik, kesesuaian rute alternatif, perencanaan perluasan
sistem jaringan jalan, analisis kawasan rawan kemacetan dan kecelakaaan.
§
Untuk bidang sosial dan budaya, seperti untuk
mengetahui luas dan persebaran penduduk suatu wilayah, mengetahui luas dan
persebaran lahan pertanian serta kemungkinan pola drainasenya, pendataan dan
pengembangan pusat-pusat pertumbuhan dan pembangunan pada suatu kawasan,
pendataan dan pengembangan pemukiman penduduk, kawasan industri, sekolah, rumah
sakit, sarana hiburan dan perkantoran.
SUMBER:
0 komentar: