Rangkuman Komputasi Modern
A. Apa itu Komputasi Modern?
Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima
instruksi-instruksi 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:
·
Akurasi (big, Floating point)
·
Kecepatan (dalam satuan Hz)
·
Problem Volume Besar (Down Sizzing
atau pararel)
·
Modeling (NN & GA)
·
Kompleksitas (Menggunakan Teori big
O)
B. Implementasi Komputasi?
Implementasi adalah kegiatan yang dilakukan untuk
menguji data dan menerapkan sistem yang diperoleh dari kegiatan seleksi.
Implementasi merupakan salah satu pertahanan dari keseluruhan pembangunan
sistem komputerisasi dan unsur yang harus dipertimbangkan dalam pembangunan
sistem komputerisasi yaitu masalah perangkat lunak, karena perangkat lunak yang
digunakan haruslah sesuai dengan masalah yang akan diselesaikan disamping
masalah perangkat keras.
Di zaman/masa modern saat ini perkembangan teknologi
yang begitu cepat, Implementasi Komputasi banyak digunakan untuk berbagai
bidang. Seperti : Bidang Fisika, Kimia, Matematika, Ekonomi, Geografi dan
Geologi.
Berikut penjelasan dari ke-6 bidang tersebut, 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.
C. Sejarah Perkembangan Komputer?
Komputer pertama kali ditemukan pada 1822 oleh
seorang ahli matematika asal Inggris, Charles Babbage. Mulanya, Babbage
bermaksud untuk menciptakan sebuah mesin hitung bertenaga uap yang dapat
menghitung tabel angka.
D. 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 jaringan
yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
·
Komputer maupun jaringan tidak
terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.
E. 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
2. Grid Computing
3. Cloud Computing
F. Apa itu Mobile Computing, Cloud Computing, Grid
Computing, dan Virtualisasi?
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. Berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi
ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat.
Contoh Mobile Computing:
·
Kendaraan (untuk pemantauan dan
koordinasi, GPS)
·
Peralatan Emergensi (akses ke dunia
luar)
·
Akses web dalam keadaan bergerak
·
Location aware services
·
Information services
·
Disconnected operations (mobile agents)
·
Entertaintment (network game groups)
Jenis Mobile Computing :
·
Laptop
·
Wearable computer
·
PDA
·
Smart phone
·
Carputer
·
UMPCGrid Computing
Grid Computing
Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah
oleh geografis, di distibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelesaikan
masalah komputasi skala besar. Ada beberapa daftar yang dapat digunakan untuk
mengenali sistem komputasi grid yaitu :
·
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.
Contoh Grid Computing:
·
Scientific Simulation: Komputasi grid
diimplementasikan di bidang fisika, kimia, dan biologi untuk melakukan simulasi
terhadap proses yang kompleks.
·
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.
·
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.
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.
Contoh Cloud Computing:
·
Email
·
Data storage online
·
Kolaborasi data, kolaborasi data sering
kali diperlukan. Karena data yang ingin kita simpan bermacam-macam jenisnya dan
fungsinya. Ada banyak tools yang dapat digunakan. Contohnya adalah Spicebird,
Mikogo, Stixy and Vyew.
·
Bekerja pada virtual office, Sering kita
memerlukan office untuk memproses data-data. Saat ini kita dapat menggunakan
office tidak hanya yang sudah terinstal namun kita juga dapat menggunakan
office yang disediakan secara online. Contohnya antara lain Ajax13, ThinkFree
and Microsoft’s Office Live.
·
Kekuatan ekstra processing, Bila
membutuhkan kekuatan untuk memproses secara cepat tanpa perlu membeli perangkat
tambahan maka salah satu solusinya adalah Amazon’s EC2 virtual computing.
·
Ini juga dapat diatur sesuai dengan
kebutuhan individu masing-masing orang. Contoh yang lain adalah AbiCloud,
Elastichosts and NASA’s Nebula platform.
Virtualisasi
Virtualisasi dalam dunia computer adalah istilah
yang mengacu pada proses abstraksi yang bersumber dari sumber daya komputer,
dimanateknik yang dilakukan adalah menyembunyikan karakteristik fisikdan
mengubahnya menjadi sistem lain berupa aplikasi (Mann, 2007). Secara umum semua
teknologi virtualisasi mengacu kepada "menyembunyikan detail teknis"
melalui enkapsulasi.
G. Distribusi dalam Cloud Computing
Cloud Computing dan komputasi terdistribusi adalah
dua sistem yang berbeda tetapi fakta bahwa keduanya menggunakan konsep yang
sama membuat keduanya sering membuat orang sedikit bingung. Untuk memahami
keduanya, Anda harus terlebih dahulu memahami konsep yang mendasarinya. Ini
hanyalah penggunaan jaringan komputer skala besar.
Komputasi terdistribusi adalah penggunaan sistem
terdistribusi untuk memecahkan masalah besar tunggal dengan mendistribusikan
tugas ke komputer tunggal dalam sistem pendistribusian. Di sisi lain, cloud
computing adalah penggunaan server yang dihosting jaringan untuk melakukan
beberapa tugas seperti penyimpanan, proses, dan pengelolaan data. Di sini akan
diberikan analisis mendalam tentang keduanya.
Cloud Computing
Cloud computing telah mengambil alih industri TI di
masa lalu. Ini karena fakta bahwa cloud lebih murah dan lebih mudah didapatkan.
Cloud memungkinkan penggunanya untuk memilih bagaimana mereka akan mendapatkan
dan memberikan layanannya. Cloud computing yang berarti user dapat menyimpan
dan mengakses data dari internet daripada penyimpanan hard disk komputer
tradisional.
Maka user dapat mengakses data yang telah disimpan
di cloud di mana saja kapan saja. Cloud akan membantu user mengakses
penyimpanan, server, database, dan beberapa layanan aplikasi, semuanya di satu
tempat, yaitu internet.
Manfaat Cloud Computing
1. Hemat biaya
Cloud membantu user dengan membayar layanan yang
hanya user butuhkan. Tidak seperti membangun server dan database, yang sangat
mahal untuk dibangun dan dipelihara, cloud membantu user mengurangi biaya itu
karena user hanya akan membayar apa yang digunakan saja.
2. Skala Ekonomi
Dengan menggunakan cloud, maka akan mendapatkan banyak
manfaat dari skala ekonomi. Sederhananya, user akan mendapatkan lebih banyak
nilai untuk uang saat menggunakan cloud daripada sendirian.
3. Akses ke pasar global
Saat menggunakan cloud, user akan memiliki
kesempatan untuk mendunia dengan beberapa klik. user dapat menjangkau audiens
global tanpa menghabiskan banyak uang dan itu tidak semua, pelanggan juga akan
mendapatkan layanan yang lebih baik berkat cloud.
H. Apa itu Quantum Computer?
Teknologi komputer merupakan salah satu teknologi
yang paling cepat mengalami perkembangan dan kemajuan. Komputer-komputer yang
ada saat ini sudah mencapai kemampuan yang sangat mengagumkan. Tetapi
kedahsyatan komputer tercanggih yang ada saat ini pun masih belum bisa
memuaskan keinginan manusia yang bermimpi untuk membuat sebuah Supercomputer
yang benar benar memiliki kecepatan super. Komputer yang nantinya layak untuk
benar-benar disebut sebagai Komputer Super ini adalah Komputer Kuantum. Teori
tentang komputer kuantum ini pertama kali dicetuskan oleh fisikawan dari
Argonne National Laboratory sekitar 20 tahun lalu. Paul Benioff merupakan orang
pertama yang mengaplikasikan teori fisika kuantum pada dunia komputer di tahun 1981.
I. Quantum Gates dan Algoritma Shor?
Algoritma Shor, dinamai matematikawan Peter Shor ,
adalah algoritma kuantum yaitu merupakan suatu algoritma yang berjalan pada
komputer kuantum yang berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma Shor dirumuskan
pada tahun 1994. Inti dari algoritma ini
merupakan bagaimana cara menyelesaikan faktorisasi terhadap bilanga interger
atau bulat yang besar.
Efisiensi algoritma Shor adalah karena efisiensi
kuantum Transformasi Fourier , dan modular eksponensial. Jika sebuah komputer
kuantum dengan jumlah yang memadai qubit dapat beroperasi tanpa mengalah
kebisingan dan fenomena interferensi kuantum lainnya, algoritma Shor dapat
digunakan untuk memecahkan kriptografi kunci publik skema seperti banyak
digunakan skema RSA.
Algoritma Shor terdiri dari dua bagian:
·
Penurunan yang bisa dilakukan pada
komputer klasik, dari masalah anjak untuk masalah ketertiban temuan.
·
Sebuah algoritma kuantum untuk memecahkan
masalah order-temuan.
Hambatan runtime dari algoritma Shor adalah kuantum
eksponensial modular yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan kuantum
Transformasi Fourier dan pre-/post-processing klasik. Ada beberapa pendekatan
untuk membangun dan mengoptimalkan sirkuit untuk eksponensial modular. Yang paling
sederhana dan saat ini yaitu pendekatan paling praktis adalah dengan
menggunakan meniru sirkuit aritmatika konvensional dengan gerbang reversibel ,
dimulai dengan penambah ripple-carry. Sirkuit Reversible biasanya menggunakan
nilai pada urutan n ^ 3, gerbang untuk n qubit. Teknik alternatif asimtotik
meningkatkan jumlah gerbang dengan menggunakan kuantum transformasi Fourier ,
tetapi tidak kompetitif dengan kurang dari 600 qubit karena konstanta tinggi.
Quantum Gates / Gerbang Quantum merupakan sebuah
aturan logika / gerbang logika yang berlaku pada quantum computing. Prinsip
kerja dari quantum gates hampir sama dengan gerbang logika pada komputer
digital. Jika pada komputer digital terdapat beberapa operasi logika seperti
AND, OR, NOT, pada quantum computing gerbang quantum terdiri dari beberapa
bilangan qubits, sehingga quantum gates lebih susah untuk dihitung daripada
gerang logika pada komputer digital.
Prosedur berikut menunjukkan bagaimana cara untuk
membuat sirkuit reversibel yang mensimulasikan dan sirkuit ireversibel
sementara untuk membuat penghematan yang besar dalam jumlah ancillae yang
digunakan.
·
Pertama mensimulasikan gerbang di babak
pertama tingkat
·
Jauhkan hasil gerbang di tingkat d/2
secara terpisah
·
Bersihkan bit ancillae
·
Gunakan mereka untuk mensimulasikan gerbang
di babak kedua tingkat
·
Setelah menghitung output, membersihkan
bit ancillae
·
Bersihkan hasil tingkat d/2
Melihat gerbang reversibel ireversibel klasik dan
klasik, memiliki konteks yang lebih baik untuk menghargai fungsi dari gerbang
kuantum. Sama seperti setiap perhitungan klasik dapat dipecah menjadi urutan
klasik gerbang logika yang bertindak hanya pada bit klasik pada satu waktu,
sehingga juga bisa setiap kuantum perhitungan dapat dipecah menjadi urutan
gerbang logika kuantum yang bekerja pada hanya beberapa qubit pada suatu waktu.
Perbedaan utama adalah bahwa gerbang logika klasik memanipulasi nilai bit klasik,
0 atau 1, gerbang kuantum dapat sewenang-wenang memanipulasi nilai kuantum
multi-partite termasuk superposisi dari komputasi dasar yang juga dilibatkan.
Jadi gerbang logika kuantum perhitungannya jauh lebih bervariasi daripada
gerbang logika perhitungan klasik.
J. Parallelism Concept?
Paralelisme (parallelism) lahir dari pendekatan yang
biasa dipergunakan oleh para perancang sistem untuk menerapkan konsep
pemrosesan konkuren. Teknik ini meningkatkan kecepatan proses dengan cara
memperbanyak jumlah modul perangkat keras yang dapat beroperasi secara simultan
disertai dengan membentuk beberapa proses yang bekerja secara simultan pada
modul-modul perangkat keras tersebut. Secara formal, pemrosesan paralel adalah
sebuah bentuk efisien pemrosesan informasi yang menekankan pada eksploitasi
dari konkurensi kejadian-kejadian dalam proses komputasi.Pemrosesan paralel
dapat terjadi pada beberapa tingkatan (level) proses. Tingkatan tertinggi
pemrosesan paralel terjadi pada proses di antara banyak job (pekerjaan) atau
pada program yang menggunakan multiprogramming, time sharing, dan
multiprocessing. Multiprogramming kemampuan eksekusi terhadap beberapa proses perangkat
lunak dalam sebuah system secara serentak, jika dibandingkan dengan sebuah
proses dalam satu waktu, dan timesharing berarti menyediakan pembagian selang
waktu yang tetap atau berubah-ubah untuk banyak program. Multiprocessing adalah
dukungan sebuah sistem untuk mendukung lebih dari satu prosesor dan
mengalokasikan tugas kepada prosesor-prosesor tersebut. Multiprocessing sering
diimplementasikan dalam perangkat keras (dengan menggunakan beberapa CPU
sekaligus), sementara multiprogramming sering digunakan dalam perangkat lunak.
Sebuah sistem mungkin dapat memiliki dua kemampuan tersebut, salah satu di
antaranya, atau tidak sama sekali. Pemrosesan paralel dapat juga terjadi pada
proses di antara prosedurprosedur atau perintah perintah (segmen program) pada
sebuah program.
Referensi :
Dayat Suryana. 2012. Mengenal Komputer. Jakarta: CreateSpace
Independent Publishing Platform
Expertise International. 1978. Distributerd Processing:
Technical report. Inggris: Q.E.D. Information Sciences
https://virtualiable.com/penjelasan-grid-computing/
https://widuri.raharja.info/index.php?title=Mobile_Computing
https://www.yohanessurya.com/download/penulis/Bermimpi_07.pdf
https://kreator401.wordpress.com/2020/05/01/komputasi-modern-2/
Komentar
Posting Komentar