Pengantar Komputasi Modern
1.1 Latar Belakang
Pada era modern ini sudah banyak sekali peluang terbuka untuk membangun aplikasi yang dapat membantu mempermudah dalam perhitungan, pemrosesan
suatu data yang banyak, dan membantu dalam pengambilan keputusan. Dikerenakan oleh hal itu pemahaman mengenai komputasi dapat membantu membangun suatu apliaksi dari masalah-masalah yang ada.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan ini adalah untuk memberikan informasi
mengenai komputasi, komputasi modern, perkembangan dari komputasi modern,
terori bahasa automata, finite state machine, dan mesin turing.
2.1 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 ilmu ini terutama membahas hal terkait
komputabilitas dan kompleksitas, dalam kaitannya dengan formalisme komputasi.
2.2 Pengertian Komputasi Modern
Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima
intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga
dari memory komputer. Konsep ini pertama kali digagasi oleh John Von Neumann (1903-1957). Dalam kerjanya komputasi modern berguna untuk menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada.
Terdapa beberapa karakteristik komutasi modern, yaitu:
- Komputer-komputer
penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis
perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.
- Komputer-komputer
terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam
- Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi,
bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.
2.3 Sejarah Komputasi
Sejarah komputasi modern awal
mula dari komputasi adalah adanya perhitungan-perhitungan angka yang dilakukan
manusia. Manusia telah mengenal angka dan perhitungan sejak berabad-abad yang
lalu, dan seiring perkembangan zaman manusia pun melakukan perhitungan yang
lebih kompleks.Karena adanya keterbatasan otak manusia yang dapat mengalami
keterbatasan dalam menghitung angka yang jumlahnya dapat berdigit-digit, maka
terciptalah alat-alat yang bertujuan untuk mempermudah dalam menyelesaikan
masalah tersebut.Alat-alat tersebut berupa sempoa, lalu dikembangkan menjadi
kalkulator, dan karena semakin berkembangnya kebutuhan tersebut, maka banyak
pula data-data yang ingin dihitung dan mulailah ide pembuatan untuk membuat
komputer sebagai alat hitung dengan konsep komputasi modern.
Sejarah perkembangan komputasi modern
dimulai dari seorang ilmuan ternama yang berasal dari Hungaria bernama John Von
Neumann (1903-1957). Von Neumann merupakan sebuah ilmuan yang berlajari di
Berlin dan Zurich dan mendapat diploma di bidang teknik kimia pada tahun 1926.
Pada saat yang sama, beliau mendapatkan gelar doctornya pada bidang matematika
dari Universitas Budapest. Berkat keahliannya Von Neumann dalam bidang teori
game yang melahirkan automata, teknologi bom atom dan komputasi modern yang
kemudian melahirkan komputer. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam
bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer
yang disalurkan melaluli karya-karyanya.
2.4 Teori Bahasa dan Automata
2.4.1 Teori Bahasa
Bahasa adalah struktur yang dikendalikan sekumpulan aturan tertentu,
semacam mesin untuk memproduksi makna. Akan tetapi seperti setiap mesin
hanya terdapat kemungkinan terbatas bagi setiap orang dalam
menggunakannya.
Dalam bahasa disediakan pembendaharaan kata atau tanda (vocabulary),
serta perangkat aturan bahasa (grammar, sintaks) yang harus dipatuhi
jika hendak menghasilkan sebuah ekspresi yang bermakna.
2.4.2 Automata
Automata adalah mesin abstrak yang menggunakan model matematika, tetapi
matematika yang digunakan benar-benar berbeda dibanding matematika
klasik dan kalkulus. Model yang digunakan adalah model mesin state
(state machine model) atau model trnasisi state (state transition
model).
Terdapat 3 model komputasi pada teori otomata.
- Finite automata
- Pushdown automata
- Turing Machine
2.5 Finite State Machine
Ada beberapa definisi mengenai
Finite State Machine (FSM) atau sering juga disebut dengan Finite State
Automata (FSA).
1. FSM didefenisikan sebagai perangkat komputasi yang
memiliki input berupa string dan output yang merupakan satu dari dua nilai yang
dapat di-accept dan reject (Rich : 2009).
2. Finite Automata adalah model matematika sistem dengan
masukan dan keluaran diskrit. Sistem dapat berada di salah satu dari sejumlah
berhingga konfigurasi internal disebut state (Hariyanto : 2004).
3. FSM adalah sebuah metodologi perancangan sistem kontrol
yang menggambarkan tingkah laku atau prinsip kerja sistem dengan menggunakan
tiga hal berikut: State (Keadaan), Event (kejadian) dan action (aksi). Pada
satu saat dalam periode waktu yang cukup signifikan, sistem akan berada pada
salah satu state yang aktif. Sistem dapat beralih atau bertransisi menuju state
lain jika mendapatkan masukan atau event tertentu, baik yang berasal dari
perangkat luar atau komponen dalam sistemnya itu sendiri. Transisi keadaan ini
umumnya juga disertai oleh aksi yang dilakukan oleh sistem ketika menanggapi
masukan yang terjadi. Aksi yang dilakukan tersebut dapat berupa aksi yang
sederhana atau melibatkan rangkaian proses yang relatif kompleks (Setiawan :
2006).
2.6 Mesin Turing
Mesin Turing adalah model yang sangat sederhana dari komputer. Secara esensial, mesin Turing adalah sebuah
finite automaton yang miliki sebuah
tape
tunggal dengan panjang tak terhingga yang dapat membaca dan menulis
data. Mesin Turing menggunakan notasi seperti ID-ID pada PDA untuk
menyatakan konfigurasi dari komputasinya.
Stack pada PDA memiliki keterbatasan akses. Elemen yang dapat diakses hanya elemen yang ada pada top
stack. Pada Mesin Turing, memori akan berupa suatu
tape yang pada dasarnya merupakan array dari sel-sel penyimpanan.
Visualisasi dari sebuah mesin Turing diberikan oleh gambar berikut:
Mesin terdiri dari sebuah
finite control, yang dapat berada dalam sebuah himpunan berhingga dari
state. Terdapat sebuah
tape
yang dibagi ke dalam kotak-kotak atau sel-sel. Setiap sel dapat
menampung sebuah dari sejumlah berhingga dari simbol. Pada awalnya,
input yang merupakan string dari simbol dengan panjang berhingga dipilih
dari
input alphabet, ditempatkan pada
tape. Sel-sel
tape yang lain, perluasan secara
infinite ke kiri dan ke kanan, pada awalnya menampung simbol khusus yang dinamakan
blank.
Blank bukan sebuah
input symbol, dan mungkin terdapat simbol
tape yang lain disamping
input symbol dan
blank. Terdapat sebuah
tape head yang selalu ditempatkan pada salah satu dari sel-sel
tape. Mesin turing dikatakan men-
scan sel tersebut. Pada awalnya,
tape head berada pada sel paling kiri yang menampung input. Sebuah pergerakan mesin Turing adalah sebuah fungsi dari
state dari
finite control dan
tape symbol yang di-
scan.
Dalam satu pergerakan, mesin Turing akan:
- Merubah state. Next state dapat sama dengan current state.
- Menulis sebuah tape symbol dalam sel yang di-scan. Tape
symbol ini mengganti symbol apapun yang ada dalam sel tersebut. Secara
opsional, simbol yang dituliskan dapat sama dengan simbol yang sekarang
ada dalam tape.
- Memindahkan tape head ke kiri atau ke kanan.
2.7 Jenis dan Implementasi Komputasi Modern
2.7.1 Mobile Computing
Mobile computing merupakan sebuah komputasi yang menggunakan
teknologi, teknologi yang tidak berhubungan langsung secara fisik, jarak
jauh, atau lingkungan mobile. Alat-alat mobile computing cenderung portable dan mudah dibawa kemana saja. Contoh alat mobile computing yang sering kita temukan sehari-hari adalah smartphone. Smart phone merupakan telephone genggam atau yang biasa kita sering sebut dengan handphone. Handphone atau telephone genggam mempunyai kemampuan tinggi dan memiliki fungsi hampir sama dengan komputer.
Mobile computing masih memiliki banyak kekurangan, seperti:
- Kurangnya Bandwith, Akses internet pada peralatan ini umumnya
lebih lambat dibandingkan dengan koneksi kabel, dengan menggunakan
teknologi seperti GPRS, EDGE dan jaringan 3G yang baru – baru ini
keluar. LAN nirkabel berkecepatan tinggi tidak mahal, tetapi memiliki
rentang yang sangat terbatas.
- Konsumsi Tenaga, Ketika sebuah stopkontak listrik atau
generator portabel tidak tersedia, komputer mobile harus bergantung
sepenuhnya pada daya baterai.
- Gangguan Transmisi, Banyak faktor yang bisa menyebabkan
gangguan sinyal pada mobile computing seperti cuaca, medan dan jarak
alat mobile computing dengan titik pemancar sinyal terdekat.
- Potensi Terjadinya Kecelakaan, Beberapa kecelakaan kendaraan
bermotor baik mobil maupun motor sering disebabkan oleh pengendaranya
menggunakan peralatan mobile seperti handphone saat sedang berkendara.
Selain itu juga terdapat rumor bahwa sinyal telepon seluler bisa
menyebabkan gangguan kesehatan.
- Antarmuka Pengguna Dengan Alat, Layar dan keyboard yang
cenderung kecil terkadang membuat peralatan tersebut sulit untuk
digunakan. Metode input alternatif seperti input suara atau pengenalan
tulisan tangan membutuhkan pelatihan untuk menggunakannya.
2.7.2 Grid Computing
Grid computing sebenarnya merupakan sebuah aplikasi pengembangan dari jaringan komputer (network). Hanya saja, tidak seperti jaringan komputer konvensional yang berfokus pada komunikasi antar pirati (device), aplikasi pada Grid computing dirancang untuk memanfaatkan sumber daya pada terminal dalam jaringannya. Grid computing
biasanya diterapkan untuk menjalankan sebuah fungsi yang terlalu
kompleks atau terlalu intensif untuk dikerjakan oleh satu sistem
tunggal. Dalam pengertian yang lebih teknis, Grid computing merupakan sebuah sistem komputasi terdistribusi, yang memungkinkan seluruh sumber daya (resource) dalam jaringan, seperti pemrosesan, bandwidth
jaringan, dan kapasitas media penyimpan, membentuk sebuah sistem
tunggal secara vitual. Seperti halnya pengguna internet yang mengakses
berbagai situs web dan menggunakan berbagai protokol seakan-akan dalam
sebuah sistem yang berdiri sendiri, maka pengguna aplikasi Grid computing seolah-olah akan menggunakan sebuah virtual komputer dengan kapasitas pemrosesan data yang sangat besar.
contoh penerapan grid computing adalah e-Learning:
Komputasi grid membantu membangun infrastruktur untuk memenuhi
kebutuhan dalam pertukaran informasi dibidang pendidikan. Contohnya
adalah AccessGrid
2.7.3 Cloud Computing
Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur 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.
Adapun perbedaan antara komputasi mobile, komputasi grid dan komputasi cloud, dapat dilihat penjelasannya dibawah ini :
Perbedaan antara komputasi mobile, grid, dan cloud :
- Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.
- Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.
- Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana, sedangkan grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.
- Untuk komputasi mobile proses tergantung si pengguna, komputasi grid
proses tergantung pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi
cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya.
Dan ada juga persamaan antara komputasi mobile, komputasi grid, dan komputasi cloud, penjelasanya sebagai berikut :
- Ketiganya merupakan metode untuk melakukan komputasi, pemecahan masalah, dan pencarian solusi.
- Ketiganya memerlukan alat proses data yang modern seperti komputer, laptop atau telepon genggam untuk menjalankannya.
Contoh penerapan dari cloud computing adalah menyimpan data-data anda pada layanan
online seperti Humyo , ZumoDriver, Microsoft SkyDrive,S3 dari Amazon.
Referensi :
- https://nurmnabil27.wordpress.com/2013/06/07/mesin-turing/
- https://faris6593.blogspot.co.id/2015/04/softskill-pengertian-komputasi-modern-dan-jenisnya.html
- http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24728/3/Chapter%20II.pdf
- https://dwijati.wordpress.com/2013/05/14/jenis-aplikasi-komputasi-modern/
- http://adhitjatur.blogspot.co.id/2015/05/definisi-dan-contoh-komputasi-modern.html
Mycin adalah sistem 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).
Sebagai alat bantu untuk Rekam medis berbasis komputer (Computer based
patient record) yang digunakan untuk mencatat semua data medis pasien
seperti catatan pasien, penyakit pasien, dll. Gambar dibawah adalah
contoh dari aplikasi yang dapat membantu merekam data medis dari seorang
pasien.
