Komputasi

Apa yang dimaksud dengan komputasi

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakanpena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, 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 penggunaankomputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.

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.

Teori komputasi

Teori komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah dan bagaimanakah suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi, menggunakan algoritma. Bidang ini dibagi menjadi dua cabang: teori komputabilitas dan teori kompleksitas, namun kedua cabang berurusan dengan model formal komputasi.

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 meisn Turing dapat dipecahkan oleh komputer yang memiliki jumlah memori terbatas.

Penerapan Komputasi Modern Dibidang Kesehatan

Salah satu contoh penerapan komputasi modern di bidang kesehatan adalah penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer, salah satunya adalah USG (Ultra sonografi).

USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor. Pada awalnya penemuan alat USG diawali dengan penemuan gelombang ultrasonik kemudian bertahun-tahun setelah itu, tepatnya sekira tahun 1920-an, prinsip kerja gelombang ultrasonik mulai diterapkan dalam bidang kedokteran. Penggunaan ultrasonik dalam bidang kedokteran ini pertama kali diaplikasikan untuk kepentingan terapi bukan untuk mendiagnosis suatu penyakit. Dalam hal ini yang dimanfaatkan adalah kemampuan gelombang ultrasonik dalam menghancurkan sel-sel atau jaringan “berbahaya” ini kemudian secara luas diterapkan pula untuk penyembuhan penyakit-penyakit lainnya.

Contoh USG :

Bidang kedokteran dan Teknologi Informasi sangatlah berhubungan. Diantanranya ditunjukan oleh beberapa peran Teknologi Informasi di bidang kedokteran, diantaranya:

·                Sistem informasi digunakan untuk mencatat rekaman medis pasien secara elektronis.

·                Untuk mencari informasi tentang seseorang pasien, pengunjung dapat berinteraksi secara langsung dengan terminal yang disediakan untuk keperluan itu. Dengan mengetikkan sepenggal nama, system informasi akan segera menyajikan informasi tentang pasien yang memenuhi criteria pencarian.

·                Teknologi informasi diterapkan pada peralatan medis missal CT Scan (Computer Tomography). CT Scan adalah peralatan yang mampu memotret bagian dalam tubuh seseorang tanpa harus dilakukan pembedahan.

·                Mycin merupakan contoh system pakar yang digunakan untuk membantu juru medis mendiagnosis penyakit darah yang cepat menular dan kemudian dapat memberikan saran berupa penggunaan antibiotic yang sesuai. (system pakar adalah perangkat lunak yang ditujukan untuk meniru keahlian seseorang dalam bidang tertentu).

·                Sistem berbasis kartu cerdas (smart card) dapat digunakan juru medis untuk mengetahui riwayat penyakit pasien yang datang ke rumah sakit karena dalam kartu tersebut para juru medis dapat mengetahui riwayat penyakit pasien.

·                Penggunaan komputer hasil pencitraan tiga dimensi untuk menunjukkan letak tumor dalam tubuh pasien.

·                Dalam bidang jasa pelayanan kesehatan teknologi informasi berguna untuk memberikan pelayanan secara terpadu dari pendaftaran pasien sampai kepada system penagihan yang bisa dilihat melalui internet.

·                Penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer, salah satunya adalah USG (Ultra sonografi). USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor.

·                Teknologi nirkabel. Pemanfaatan jaringan computer dalam dunia medis sebenarnya sudah dirintis sejak hampir 40 tahun yang lalu. Pada tahun 1976/1977, University of Vermon Hospital dan Walter Reed Army Hospital mengembangkan local area network (LAN) yang memungkinkan pengguna dapat log on ke berbagai komputer dari satu terminal di nursing station. Saat ini, jaringan nir kabel menjadi primadona karena pengguna tetap tersambung ke dalam jaringan tanpa terhambat mobilitasnya oleh kabel. Melalui jaringan nir kabel, dokter dapat selalu terkoneksi ke dalam database pasien tanpa harus terganggun mobilitasnya.

·                Pencarian dan Peletakan dan Informasi Obat-obatan.

·                Penggunaan Biosensor. Biosensor merupakan suatu alat Instrumen elektronik yang bekerja untuk mendektesi sample biokimia. Contoh paling sederhana adalah alat uji diabetes.

Penerapan Komputasi Modern Dibidang Keamanan

Bidang pertahanan dan keamanan juga termasuk dalam salah satu manfaat komputer di berbagai bidang. Dengan adanya komputer, setiap negara bisa memperkuat barisan pertahanannya dari serangan luar. Peralatan canggih yang ada untuk bertahan dan menyerang juga bisa dikendalikan oleh komputer.

Dibidang militer komputer digunakan untuk mengendalikan senjata atau peluru kendali. Untuk navigasi kapal laut dan kapal selam, untuk melakukan simulasi peperangan, dan melakukan pengiriman sandi-sandi rahasia militer.

Negara maju seperti Amerika telah dilengkapi dengan peralatan satelit yang dikendalikan dari Bumi, untuk memantau serta memetakan keadaan dipermukaan Bumi, pada Perang dunia II dan yang terakhir dengan Irak , Amerika menggunakan Jaringan Inteligen yang dilengkapi dengan Teknologi komputer dan Informasi modern sehingga bisa mengalahkan lawan-lawanya.

Penerapan Komputasi Modern Dibidang Industri

Di bidang industri, komputer telah dipergunakan untuk mengontrol mesin-mesin produksi dengan ketepatan tinggi, misalnya CNC (Computer Numerical Contor) pengawasan numeric atau perhitungan, CAM (Computer Aided Manufacture), CAD (Computer Aided Design), yaitu untuk merancang bentuk (desain) sebuah produk yang akan dikeluarkan pada sebuah industri atau pabrik.

Misalnya sebuah mesin serba guna dalam industri metal sehingga dapat kita jumpai berbagai produk industri logam yang bervariasi dan kita bayangkan sulit apabila dikerjakan secara manual. Banyak pula mesin-mesin dalam industri garmen dilengkapi dengan kontrol komputer, misalnya melakukan pewarnaan, membuat border, dan sebagainnya.

Selain itu industri modern saat ini juga memanfaatkan robot yang secara otomatis melakukan kerja-kerja tertentu dalam sebuah industri yang dikontrol oleh komputer yang tidak mungkin dikerjakan manusia. Contohnya tangan robot dikontrol oleh komputer digunakan untuk memasang komponen-komponen renik dan chip-chip pada motherboard komputer.

Penerapan Komputasi Modern Dibidang Pemerintahan

Cloud Computing dalam pemerintahan (E-Goverment) dapat mendongkrak kinerja khususnya dalam bidang pemerintahan. E-Goverment dapat membantu para staff di bidang pemerintahan untuk memberikan pelayanan yang lebih baik ke masyarakat. Pemerintah dalam negara Indonesia telah menggunakan cloud computing. Contoh pertama yaitu sebagai penyediaan sumber informasi. Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi (BPPT) telah menyediakan layanan Cloud Computing sebagai layanan jasa alih daya pengelolaan TIK untuk instansi pemerintah.  Layanan ini bertujuan untuk dapat mewujudkan percepatan e-government, karena memungkinkan pengguna pemerintah berkonsentrasi dalam memberikan layanan dan tidak dipusingkan dengan konfigurasi maupun pemeliharan perangkat teknologi informasi.

                

Selain itu instansi pemerintah seperti Badan Pengawas Tenaga Nuklir dan Kementerian Riset dan Teknologi (Kemenristek) juga sudah menggunakan teknologi ini. Dengan demikian, berdasarkan kalkulasi Balai Ipteknet penggunaan layanan jasa komputasi awan dapat menghemat biaya hampir 50% dibanding dengan menyiapkan infrastruktur dan SDM sendiri yang mencapai ratusan juta rupiah.

Keamanan sistem menjadi prioritas utama layanan Cloud Computing yang dilengkapi firewall, VPN dan Security Operating Centre (SOC) yang merupakan software canggih untuk melakukan pemantauan dan penyaringan deteksi dini terhadap seluruh paket yang melewati jaringan. Sehingga ketika terjadi gangguan dan serangan bisa dilakukan tindak lanjut dan pembenahan.

Teknologi Cloud Computing dapat memudahkan untuk sharing informasi dan pertukaran dokumen. Keuntungan lain, UKM dan Koperasi dapat menurunkan biaya investasi dan operasional IT, keragamannya pun sudah ada serta transparansi dan peningkatkan bisnis koperasi maupun UKM dengan kemudahan teknologi yang ada. Kunci dari infrastruktur untuk cloud computing adalah media penyimpanan dan metode komputasi untuk data yang berskala besar.

Keuntungan dengan menggunakan cloud computing adalah sebagai berikut : 

·           Mengurangi resiko pada insfrastructure

·           Dana yang rendah

·           Peningkatan kecepatan inovasi

·           Mengurangi waktu running aplikasi dan waktu respon

·           Biaya yang relatif terjangkau

·           Layanan publik yang lebih baik dengan cara penyediaan informasi yang lebih cepat kepada masyarakat.

·           Mendapatkan informasi lebih terkait dengan masyarakat umumnya. Hal ini diperoleh lewat analisis mendalam terhadap database yang ada. 

Penerapan Komputasi Modern Dibidang Perbankan

Di dalam bidang perbankan sangat jelas sekali fungsi komputer ini. Dengan adanya komputer, segala aktivitas perbankan baik itu simpan pinjam dan transaksi keuangan lainnya dapat berjalan dengan lancar. Dengan adanya sistem yang canggih di dalam komputer perbankan dapat menjamin keamanan dan kerahasiaan dari setiap nasabah.

Komputer di dalam dunia perbankan juga berfungsi untuk menyimpan dan mengolah berbagai data. Aplikasi yang terpasang di dalam komputer juga dapat menjadi salah satu sumber data analisa untuk mengambil keputusan dalam mengembangkan diri. Tanpa sistem komputer yang kuat, bidang perbankan tidak akan berjalan dengan baik

Penerapan Komputasi Modern Dibidang Pertanian

Salah satu contoh penerapan komputasi modern di bidang pertanian adalah e-Agriculture (Pertanian). 

E-Pertanian adalah bidang muncul berfokus pada peningkatan pembangunanpertanian dan pedesaan melalui informasi yang ditingkatkan dan proses komunikasi. Lebih khusus lagi, e-Pertanian melibatkan konseptualisasi, desain, pengembangan, evaluasi dan penerapan cara-cara inovatif untuk menggunakan teknologi informasi dan komunikasi (ICT) pada domain pedesaan, dengan fokus utama pada pertanian. E-Pertanian adalah istilah yang relatif baru dan kami sepenuhnya berharap ruang lingkup untuk berubah dan berkembang sebagai pemahaman kita daerah tumbuh. E-agriculture, oleh karena itu, menggambarkan bidang yang muncul berfokus pada peningkatan pembangunan agriculture dan pedesaan melalui informasi yang ditingkatkan dan proses komunikasi. Lebih khusus, e-agriculture melibatkan konseptualisasi, desain, pengembangan, evaluasi dan penerapan cara-cara inovatif untuk menggunakan teknologi informasi dan komunikasi (TIK) dalam domain pedesaan, dengan fokus utama pada agriculture. 

Contoh website agriculture : http://www.deptan.go.id/

Penerapan Komputasi Modern Dibidang Sains

·           Pada Bidang Fisika : Fisika bukan hanya melulu berurusan dengan rumus. Bukan hanya dengan perhitungan yang rumit dan terkadang membuat anak-anak SMA merasa kesulitan mempelajari Fisika. Fisika semestinya dipandang sebagai suatu ide tentang suatu kejadian fisis sehari-hari yang kita alami setiap hari, dan bukan ribetnya rumus dan perhitungannya. Fisika memiliki suatu cabang keilmuan (bisa dikatakan demikian) yang memanfaatkan suatu tools yang dapat dimanfaatkan untuk membuat perhitungan menjadi lebih mudah dan cepat. Tools itu adalah komputer dan cabang dari Fisika itu adalah Fisika Komputasi. Komputer dapat dipandang kini bukan hanya untuk mengolah data praktikum atau membuat dokumen ilmiah, namun bisa digunakan untuk menghitung suatu perhitungan yang rumit, yang sulit (bahkan mustahil) diselesaikan dengan tangan (secara analitik). Komputer dapat melakukan perhitungan dengan lebih cepat dibandingkan manusia. Secepat-cepatnya manusia menghitung, komputer akan selalu lebih cepat. Dengan demikian, para fisikawan dapat lebih berkonsentrasi pada konsep dan ide yang lebih besar dan menyerahkan perhitungan kepada komputer.

·           Pada Bidang Matematika Matematika Komputasi adalah ilmu yang mengintegrasikan matematika terapan dan ilmu komputer. Banyak masalah industri, juga masalah dalam bidang teknik, kesehatan, sains, bisnis, dan ekonomi dapat dimodelkan secara matematika dan disimulasikan dengan bantuan komputer, dengan tujuan untuk mendapatkan solusi dari masalah tersebut. Karena itu, sangat diperlukan orang-orang yang memiliki pengetahuan dan keahlian dalam simulasi komputer dari model matematika, dan mampu menganalisa dan mengkomunikasikan hasil simulasinya kepada orang lain.  

·           Pada 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 (misal 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.

·           Pada Bidang Biologi : Bioinformatika adalah (ilmu yang mempelajari) penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis filo genetik, dan analisis ekspresi gen.

Referensi

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

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

http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1111718762