Pengantar Komputasi Modern

Definisi Komputasi Modern

Komputasi merupakan algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara agar dapat memecahkan suatu masalah dari sebuah data input. Komputasi ini merupakan bagian dari ilmu matematika dan ilmu komputer. Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains).

Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.

Kelahiran Komputasi Modern

Ilmu atau sains berdasarkan obyek kajiannya dibedakan antara Fisika, Kimia, Biologi dan Geologi. Ilmu dapat pula digolongkan berdasarkan metodologi dominan yang digunakannya, yaitu ilmu pengamatan/percobaan (observational/experimental science), ilmu teori (theoretical science) dan ilmu komputasi (computational science). Yang terakhir ini bisa dianggap bentuk yang paling baru yang muncul bersamaan dengan perkembangan kekuatan pemrosesan dalam komputer dan perkembangan teknik-teknik metode numerik dan metode komputasi lainnya.

Sejarah Komputasi Modern

Komputasi Modern pertama kali digagasi oleh John Von Neumann. Beliau di lahirkan di Budapest, ibukota Hungaria pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Karya – karya yang dihasilkan adalah karya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Beliau juga merupakan salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kepiawaian John Von Neumann teletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep automata, teknologi bom atom dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Dia adalah anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann. Pada saat Max Neumann memperoleh gelar, maka namanya berubah menjadi Von Neumann. Setelah bergelar doktor dalam ilmu hukum, dia menjadi pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.

Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori yang dikenal dengan nama "Arsitektur von Neumann".

Arsitektur von Neumann

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)

Model Komputasi

Komputasi memiliki 3 model, yaitu

1. Mesin Mealy
2. Mesin Moore
3. Petri net

1. Mesin Mealy

Diagram fasa dari mesin Mealy sederhana

Dalam teori komputasi sebagai konsep dasar sebuah komputer, mesin Mealy adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton atau finite state tranducer) yang menghasilkan keluaran berdasarkan fasa saat itu dan bagian masukan/input. Dalam hal ini, diagram fasa (state diagram) dari mesin Mealy memiliki sinyal masukan dan sinyal keluaran untuk tiap transisi. Prinsip ini berbeda dengan mesin Moore yang hanya menghasilkan keluaran/output pada tiap fasa.

Nama Mealy diambil dari “G. H. Mealy” seorang perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “A Method for Synthesizing Sequential Circuits” pada tahun 1955.

2. Mesin Moore

Dalam teori komputasi sebagai prinsip dasar komputer, mesin Moore adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton) di mana keluarannya ditentukan hanya oleh fasa saat itu (dan tidak terpengaruh oleh bagian masukan/input). Diagram fasa (state diagram) dari mesin Moore memiliki sinyal keluaran untuk masing-masing fasa. Hal ini berbeda dengan mesin Mealy yang mempunyai keluaran untuk tiap transisi.

Nama Moore diambil dari “Edward F. Moore” seorang ilmuwan komputer dan perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “Gedanken-experiments on Sequential Machines”.

3. Petri net

Petri net adalah salah satu model untuk merepresentasikan sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah model, Petri net merupakan grafik 2 arah yang terdiri dari place, transition, dan tanda panah yang menghubungkan keduanya. Di samping itu, untuk merepresentasikan keadaan sistem, token diletakkan pada place tertentu. Ketika sebuah transition terpantik, token akan bertransisi sesuai tanda panah.

Contoh transisi token pada Petri net

Penggunaan Komputasi Modern

Secara sederhana komputasi dapat diartikan sebagai sebuah cara untuk menemukan pemecahan masalah dari suatu input data dengan menggunakan algoritma yang ses

uai. Hal ini disebut juga sebagai teori komputasi, sebagai suatu sub-bidang yaitu salah satunya dari ilmu komputer dan matematika.

Pada awalnya kegiatan pemecahan dilakukan dengan cara sederhana menggunakan kertas dan pena, kapur, dan lain sebagainya. Sebagai contoh adalah perhitungan matematis 3x(2+18). Dengan menggunakan kalkulator kita dapat menyelsaikan perhitungan tersebut menggunakan algoritma sebagai berikut :

1. input nilai 2 sebagai variabel B.
2. masukkan operator "+".
3. input nilai 18 sebaga i variabel C.
4. simpan hasil (2+18) sebagai variab el D.
5. masukkan operator "x".
6. input nilai 3 sebagai variabel A.
7. simpan hasil 3x(2+18) sebagai variabel E.
8. cet ak variabel E.
9. Ulangi dari langkah 1 untuk nilai inputan yang lain.

   

Algoritma di atas termasuk sebuah algoritma sederhana untuk pemecahan sebuah perhitungan matematis. Apa yang akan terjadi jika perhitungan yang akan dilakukan memerlukan variabel yang lebih banyak dan algoritma yang digunakan lebih kompleks dan panjang? Alat sesederhana kalkulator belum tentu mampu menyelesaikannya dalam waktu yang singkat. Atas dasar itulah seorang ilmuwan bidang matematika John von Neumann mengemukakan teori komputasi modern.

Referensi :

http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1209393042

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Kategori:Model_komputasi

http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Mealy

http://id.wikipedia.org/wiki/Petri_net

http://www.smartssolution.info/komputasi-modern.html