LATAR
BELAKANG
Komputasi
bermula karena tidak ada alat hitung yang dapat menghitung dalam jumlah besar
pada zaman dahulu kala, namun seiring perkembangan zaman fungsi dari sebuah
komputasi bertambah bukan hanya untuk menghitung namun juga untuk memperagakan
simulasi, pemrosesan data yang banyak, membantu manusia dalam membuat keputusan
dan lainnya.
PENGERTIAN
KOMPUTASI MODERN
Komputasi
diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan
menggunakan suatu algoritma. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi
umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu
tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel.
Pada zaman sekarang ini, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan
menggunakan komputer.
Secara
umum iIlmu 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).
Secara
keseluruhan, 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:
· Akurasi
(big, Floating point).
· Kecepatan
(dalam satuan Hz).
· Problem
Volume Besar (Down Sizzing atau pararel).
· Modeling
(NN & GA).
· Kompleksitas
(Menggunakan Teori big O).
Komputasi
modern terbagi tiga macam :
a. Mobile
Computing
Mobile
Computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya
komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat
berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel dan mudah dibawa atau berpindah
tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel. Contoh dari perangkat
komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti
smartphone dan lain sebagainya.
b. Grid
Computing
Komputasi
Grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistribusikan 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 standart dan protocol yang terbuka.
· Sistem
mencoba mencapai kualitas pelayanan yang tinggi. yang lebih baik diatas
kualitas komponen individu pelayan komputasi grid.
c. Cloud
Computing
Komputasi
Cloud merupakan gaya komputasi yang terukut 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.
PENERAPAN
KOMPUTASI MODERN PADA BIDANG FISIKA DAN KIMIA
Komputasi
modern tak hanya berguna pada bidang teknologi, beberapa bidang lainnya juga
memanfaatkan komputasi modern ini seperti pada pendidikan, industri, kesehatan,
bisnis, sains, kemanan, dan lainnya. Tetapi yang akan dibahas adalah implementasi
komputasi modern pada bidang fisika dan kimia.
a. Bidang Fisika
Dalam fisika, berbagai teori
yang berdasarkan permodelan matematika menyediakan prediksi yang akurat
mengenai bagaimana sebuah sistem bergerak. Namun seringkali penggunaan
permodelam matematika untuk sebuah sistem khusus yang bertujuan untuk
menghasilkan prediksi yang bermanfaat tidak bisa dilakukan ketika itu. Hal ini
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 sederhana (algoritma),
dan komputer digunakan untuk melakukan operasi tersebut dan menghitung solusi
dan errornya. Fisika komputasi adalah studi implementasi numerik algoritma
untuk memecahkan masalah di bidang fisika di mana teori kuantitatif sudah ada.
Dalam sejarah, fisika komputasi adalah aplikasi ilmu komputer modern pertama di
bidang sains, dan sekarang menjadi subbagian dari sains komputasi.
Contohnya 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 / 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.
b. 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 dipol, kereaktifan,
frekuensi getaran dan besaran spektroskopi lainnya. Simulasi terhadap
makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan sistem besar bisa mencakup
kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis. proses denaturasi protein),
perubahan fase, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti kalor jenis)
berdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul. Istilah kimia komputasi
kadang-kadang digunakan juga untuk bidang-bidang tumpang-tindah antara ilmu
komputer dan kimia.
Terdapat beberapa bidang
utama dalam topik ini, antara lain:
· Penyajian
komputasi atom dan molekul.
· Pendekatan
dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia).
· Pendekatan
dalam penentuan pola dan hubungan antara struktur kimia dan sifat-sifatnya
(QSPR, QSAR).
· Elusidasi
struktur secara teoretis berdasarkan pada simulasi gaya-gaya.
· Pendekatan
komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang efisien.
· Pendekatan
komputasi untuk merancang molekul yang berinteraksi lewat cara-cara yang
khusus, khususnya dalam perancangan obat.
· Simulasi
proses transisi fase.
· Simulasi
sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair).
Agar diperoleh proses
komputasi yang paling efisien dan akurat dapat dilakukan beberapa pendekatan,
seperti :
· Kajian
komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam
laboratorium.
· Kajian
komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan
pengamatan pada reaksi di laboratorium.
· Kajian
komputasi dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem
makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada
dalam sistem.
Sumber :