Teori Komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah dan
bagaimanakan suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi, menggunakan
algoritma. Bidang ilmu ini terutama membahas hal terkait komputabilitas dan
kompleksitas, dalam kaitannya dengan formalisme komputasi.
Teori
komputasi dibagi lagi menjadi 3 ranting :
1. Teori Otomata (automata theory)
Teori
Otomata adalah teori mengenai mesin-mesin abstrak, dan berkaitan erat dengan
teori bahasa formal. ada beberapa hal yang berkaitan dengan Otomata, yaitu
Grammar. Grammar adalah bentuk abstrak yang dapat diterima (accept) untuk
membangkitkan suatu kalimat otomata berdasarkan suatu aturan tertentu.
2. Teori Komputabilitas (computability 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.
3. Teori Kompleksitas (computational complexity
theory)
Teori
kompleksitas mengklasifikasikan persoalan sebagai persoalan mudah (easy) atau
persoalan sukar (hard).
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 mesin Turing
dapat dipecahkan oleh komputer yang memiliki jumlah memori terbatas.
Implementasi komputasi di dalam
kehidupan sehari-hari : Fisika, Kimia, Matematika, Ekonomi, Geologi, dan
Geografi
Pada 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.
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.
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. Suatu yang
menjadi fokus perhatian kita disini adalah penggunaan visual basic sebagai alat
bantu dalam pembelajaran dan pencarian solusi Fisika komputasi. Kini komputer
bukan hanya digunakan untuk mengolah data praktikum atau membuat dokumen
ilmiah, namun dapat digunakan untuk menghitung suatu perhitungan yang rumit.
Pada Bidang Kimia
Implementasi komputasi 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.
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:
1.
Kajian komputasi dapat dilakukan untuk
menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
2.
Kajian komputasi dapat digunakan untuk
menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di
laboratorium.
3.
Kajian komputasi dapat digunakan untuk
memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang
berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam system.
Pada Bidang Matematika
Implementasi komputasi di
bidang matematika adalah numerical analysis yaitu sebuah algoritma dipakai
untuk menganalisa masalah – masalah matematika. Bidang analisis numerik sudah
sudah dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer modern. Interpolasi linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun
yang lalu. Banyak matematikawan besar dari masa lalu disibukkan oleh analisis
numerik, seperti yang terlihat jelas dari nama algoritma penting seperti metode Newton,interpolasi polinomial 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 di banyak titik. Nilai f-nilai fungsi tersebut tidak lagi
terlalu berguna ketika komputer tersedia, namun senarai rumus masih mungkin
sangat berguna.
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.
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 komputer juga
mempengaruhi bidang analisis numerik, karena memungkinkan dilakukannya
perhitungan yang lebih panjang dan rumit.
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.
Contoh yang diambil dari komputasi ekonomi
adalah komputasi statistik. Komputasi statistic adalah jurusan yang mempelajari
teknik pengolahan data, membuat program dan analisis data serta teknik
penyusunan sistem informasi statistic seperti : penyusunan basis data,
komunikasi data, sistem jaringan dan diseminasi data statistic.
Komputasi juga dapat digunakan untuk
memecahkan masalah ekonomi, contohnya seperti : Data Mining, dengan data mining
sebuah perusahaan dapat memecahkan maslah 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.
Pada Bidang Geologi
Geologi
adalah Ilmu (sains) yang mempelajari bumi, komposisinya, struktur, sifat-sifat
fisik, sejarah, dan proses pembentukannya. Bidang ini berbeda dengan ilmu
komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan
informasi. 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.
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. Contohnya, Pertambangan dan
digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang
terdapat di dalam tanah.
Terdapat
jurnal Geologi yang menggunakan bantuan komputasi modern dalam melakukan
penelitiannya, jurnal tersebut berjudul : Desain
Parameter Akusisi Seismik 3D Menggunakan Metode Statik dan Dinamik dengan Study
Kasus Model Geologi Lapangan “ITS”
Dalam penelitian ini telah dilakukakan untuk
menentukan desain parameter akusisi seismic yang ideal dari target tertentu
dari lapangangan “ITS” berdasarkan model geologi yang telah dibuat sehingga
akan didapatkan data seismic yang baik yang akan memudahkan dalam pengolahan
data (processing). Pada penelitian ini menggunakan metode static yang meliputi
pembuatan model geologi dengan memperhatikan data geologi daerah setempat
menggunakan software Tesseral, pembuatan
template menggunakan software Mesa Expert 12 dan
Processing data menggunakansoftware Omegauntuk
mendapatkan hasil stack kemudian dibandingkan antara hasil stack dengan model
geologi awal yang telah dibuat. Alat
yang digunakan Adapun
peralatan yang digunakan pada tugas akhir kali ini berupa software Messa Expert
12.00, software processing Omega dan software Tesseral.
Pada Bidang Geografi
Dalam
kehidupan di jaman sekarang ini banyak bidang bidang dari ilmu pengetahuan yang
sudah mengadopsi teknik kompilasi modern, saah satunya adalah dalam bidang ilmu
geografi. Salah satu contoh dari implementasi dalam bidang ilmu geografi disini
adalah GIS (Geographic Information System), GIS yang berguna untuk menyimpan,
memanipulasi dan menganalisa informasi geografi.
Sistem
Informasi Geografis (bahasa Inggris: Geographic Information System disingkat
GIS) disini adalah 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 berefrensi geografis, misalnya data yang
diidentifikasi menurut lokasinya, dalam sebuah database. Para 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, SIG bisa membantu perencana untuk secara cepat menghitung waktu
tanggap darurat saat terjadi bencana alam, atau SIG dapat digunaan untuk
mencari lahan basah (wetlands) yang
membutuhkan perlindungan dari polusi.
membutuhkan perlindungan dari polusi.
Sumber :
http://www.catatanfadil.com/2015/04/kasus-komputasi-modern.html
http://krisna-dalambudaya.blogspot.co.id/2015/04/implementasi-komputasi-modern-dalam.html
https://dhozkiii24.wordpress.com/2015/03/31/implementasi-komputasi/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar