KOMPUTASI

TEORI KOMPUTASI & IMPLEMENTASI KOMPUTASI

 

A. Pengertian Komputasi

       Komputasi adalah cara dalam memecahkan masalah dari sebuah data input, dengan sebuah masukan yang berasal dari luar lingkungan sistem yang merupakan bagian dari ilmu komputer yang berpadu dengan ilmu matematika. Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisi dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). berdasarkan cara penggunaannya secara umum biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagi keilmuan, tetapi perkembangan yang digunakan untuk menemukan prinsi-prinsip baru yang berdasarkan bidang ilmu yang mendasari teori, bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi.

B. Teori Komputasi

       Cabang ilmu komputer teoritis (theory of computation) dan matematika yang membahas apakah dan bagaimana suatu masalah dapat dipecah pada model komputasi, menggunakan algoritma.Teori komputasi dibagi lagi menjadi 3 ranting :

1. Teori Otomata (automata theory)
2. Teori Komputabilitas (computability theory)
3. Teori Kompleksitas (computational complexity theory)

       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. Berikut beberapa model komputasi :

• Finit State Automata (FSA)/ Finite State Machine (FSM)
• Push Down Automata (PDA)
• Mesin Turing (Turing Machine) atau TM
  
  

C. Implementasi Komputasi

       Teori Komputasi ini dapat diimplementasikan ke dalam bidang-bidang tertentu dalam kehidupan sehari-hari, seperti : Bidang Fisika, Bidang Kimia, Bidang Matematika, Bidang Ekonomi, Bidang Geologi, Bidang Geografi. 

1. Bidang Fisika
          Fisika Komputasi adalah studi implementasi numerik algoritme untuk memecahkan masalah dibidang fisika di mana teori kuantitatif yang sudah ada, dalam fisika, berbagi teori yang berdasarkan permodelan matematika menyediakan prediksi yang akurat mengenai bagaimana sebuah sistem khusus yang bertujuan untuk menghasilkan prediksi yang bermanfaat tidak bisa dilakukan ketika itu. hal itu terjadi karena solusi permasalahan tidak memiliki ekspresi bentuk tertutup (closed-form expression) atau terlalu rumit. dalam banyak kasus, perkiraan numerik dibutuhkan.
         Fisika komputasi adalah subjek yang berhubungan dengan berbagai perkiraan numerik, perkiraan solusi yang ditulis sebagai sejumlah besar bilangan terbatas (finite) dari operasi matematika operasi tersebut dan menghitung solusi dan errornya.
         Banyak perangkat lunak ataupun bahasa yang digunakan, baik MatLab, Visual Basic, Fortan,   Open Source Physics, Labview, Mathematica, dan lain sebagainya digunakan untuk pemahaman dan pencarian solusi numerik dari masalah-masalah pada fisika komputasi. Suatu yang menjadi fokus perhatian kita di sini adalah penggunaan visual basic sebagai alat bantu dalam pembelajaran dan pencarian solusi Fisika komputasi. Kini komputer bukan hanya digunakan untuk mengelola data praktikum atau membuat dokumen ilmiah, namun dapat digunakan untuk menghitung suatu perhitungan yang rumit.
   
   
2. Bidang Kimia
   

          Kimia Komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang diterjemahkan ke dalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan, padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain struktur (yaitu letak atom-atom penyusunnya), energi dan selisih energi, muatan, momen, momen dipol, kreaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi lainnya. 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. Terdapat beberapa pendekatan yang dapat dilakukan :
   a. Kajian komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
   b. Kajian komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium.
   c.  Kajian komputasi dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam system.
   
   
3. Bidang Matematika
          Implementasi komputasi di bidang matematika adalah numerical analysis yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah-masalah matematika. Bidang analisis numerik sudah di kembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer modern. Interpolasi linier sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. Banyak matematikawan besar dari masa lalu di sibukkan oleh analisis numerik, seperti yang terlihat jelas dari nama algoritma penting seperti metode Newton, interpolasi polinominal 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 dibanyak 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 kompuuter juga mempengaruhi bidang analisis numerik, karena memungkinkan dilakukannya perhitungan yang lebih panjang dan rumit.
   
   
4. Bidang Ekonomi
          Implementasi pada ilmu pengetahuan ekonomi adalah mempelajari agent-based computational modeling, computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational modeling of dynamic macroeconomic system, pemograman yang didesain khusus untuk komputasi ekonomi, dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi. Karena dibidangkan ekonomi pasti memiliki permasalahan yang harus dipecahkan oleh algoritma contohnya adalah memecahkan teori statistika untuk memecahkan permasalahan keuangan.
          Contoh yang akan saya ambil dari komputasi 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 dimensi data statistik.
           Komputasi dapat digunakan untuk memecahkan masalah ekonomi, contohnya seperti: Data Mining, dengan data mining sebuah perusahaaan dapat memecahkan masalah dengan cara yang seefektif mungkin.
           Manfaat yang terjadi dengan adanya komputasi ini yaitu, perhitungan-perhitungan kompleks yang bisa mencapai ribuan data dapat dengan mudah dikerjakan manusia dengan bantuan komputer. Hal ini tentunya dapat mengurangi waktu, biaya dan lain sebagainya.
   
   
5. Bidang Geologi
          Geologi merupakan cabang ilmu sains yang mempelajari tentang Bumi. Yakni komputasi, 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 dapat di dalam tanah. Implementasi pada bidang ini untuk memetakan letak sumber daya dan kontur dari permukaan bumi yang terdapat hasil tambang.
   
   
6. Bidang Geografi
          Implementasi komputasi Geografi adalah mengimplementasi atau mempraktekkan suatu model di dalam faktor geografi baik secara real maupun secara virtual. Geografi itu sendiri tidak selalu membahas tentang geografi Bumi dan cuacanya. Geografi yang dimaksud bisa saja berhubungan dengan dunia komputetisasi. Sebagai contoh dari implementasi komputasi geografi adalah cloud computing, atau berarti komputasi awan dalam bahasa Indonesia. Could Computing didefinisikan sebagai sebuah model komputasi yang memungkinkan kita untuk memperoleh kenyamanan, akses on-demand terhadap kumpulan sumber daya komputasi (contohnya jaringan, server, media penyimpanan, aplikasi, dan layanan komputasi)yang konfigurasinya dapat dilakukan dengan cepat, dan disertai sedikit usaha untuk mengelola dan berhubungan dengan penyedia layanannya.
   

Sumber :

• http://septianageng44.blogspot.co.id/
• https://dwijati.wordpress.com/komputasi-modern/
• https://id.wikipedia.org/wiki/teori komputasi
• https://anggasaputro.wordpress.com/2016/03/15/teori-komputasi-dan-penerapannya/
• https://alvisible.wordpress.com/2017/03/11/implementasi-berbagai-bidang/