TUGAS 1 PENGANTAR KOMPUTASI MODERN

Sejarah Komputasi

Penggunaan pertama dari kata “komputer” dicatat pada 1613, mengacu pada seseorang yang melakukan perhitungan, atau perhitungan, dan kata terus digunakan dalam pengertian itu sampai pertengahan abad ke-20. Dari akhir abad ke-19 dan seterusnya. Namun, kata komputer mulai mengambil makna yang lebih akrab, menggambarkan sebuah mesin yang melakukan perhitungan. Sejarah komputer modern dimulai dengan dua teknologi yang terpisah yaitu perhitungan otomatis dan pemrograman. Tapi tidak ada satu perangkat yang dapat diidentifikasi sebagai komputer yang paling awal, sebagian karena penerapan yang tidak konsisten istilah tersebut. Contoh awal perangkat penghitung mekanis termasuk sempoa, slide aturan dan agrueable astrolabe dan mekanisme antikythera (yang berasal dari sekitar 150-100 SM).

Jika berbicara siapakah tokoh yang paling berpengaruh terhadap perkembangan ilmu komputer dan komputasi modern, John Von Neumann-lah orangnya. John Von Neumann adalah salah satu ahli matematika terbesar abad ini. Beliaulah yang pertama kali menggagas konsep sebuah sistem yang menerima instruksi-instruksi dan menyimpannya dalam sebuah memori. Konsep inilah yang menjadi dasar arsitektur komputer hingga saat ini. Beliau juga salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. 

TEORI KOMPUTASI

            Pada teori ilmu computer dan matematika, teori komputasi adalah cabang yang berhubungan dengan bagaimana masalah dapat dipecahkan pada sebuah model komputasi secara efisien menggunakan algoritma. Bidang ini terbagi menjadi tiga fokus besar yaitu bahasa dan teori otomata, teori rekursi dan teori kompleksitas komputasi.

            Dalam rangka melakukan penelitian yang rinci mengenai komputasi, ilmuwan komputer bekerja dengan matematika abstrak komputer yang disebut dengan model komputasi. Terdapat beberapa model yang digunakan, namun yang paling umum dipelajari adalah Mesin Turing. Mesin Turing dipelajari oleh para ilmuwan komputer karena itu sederhana untuk di formulasi, dapat di analisis dan digunakan untuk membuktikan hasil, dan karena itu mewakili banyak anggapan model komputasi yang paling mungkin. Mungkin kemampuan kapasitas memori yang tidak terbatas merupakan sesuatu yang tidak dapat terwujud, namun setiap masalah yang mungkin dipecahkan yang diselesaikan oleh Mesin Turing akan selalu hanya memerlukan jumlah memori yang terbatas. Sehingga pada dasarnya, setiap masalah yang dapat diselesaikan (diputuskan) oleh Mesin Turing dapat diselesaikan oleh komputer yang memiliki jumlah memori yang terbatas.

      

Teori Komputasi dapat dianggap sebagai model penciptaan dari seluruh cabang dalam bidang ilmu komputer (computer science). Maka dari itu, logika dan matematika digunakan dalam teori komputasi. Pada abad ini, teori komputasi menjadi disiplin akademik mandiri dan telah terpisah dari matematika. Beberapa pencetus dalam bidang teori komputasi adalah Alonzo Church, Kurt Godel, Alan Turing, Stephen Kleene, John von Neumann dan Claude Shannon.

Cabang Teori Komputasi

Teori Otomata

            Teori otomata adalah pelajaran mengenai mesin abstrak dan masalah komputasional yang dapat dipecahkan menggunakan mesin tersebut. Mesin abstrak inilah yang disebut Otomata. Otomata berasal dari bahasa Yunani Automata yang berarti sesuatu yang mengerjakan sesuatu dengan sendirinya. Teori otomata sangat dekat hubungannya dengan Teori Bahasa Formal, karena otomata sering diklasifikasikan dalam kelas bahasa formal. Otomata digunakan sebagai model teoritis untuk mesin komputer, dan digunakan untuk membuktikan perhitungan.

Teori Bahasa Formal

            Teori bahasa adalah cabang matematika yang bekutat dalam penggambaran bahasa sebagai sekumpulan operasi pada alfabet. Teori bahasa sangat bertautan dengan Teori Otomata, dimana otomata digunakan untuk menghasilkan dan mengenali bahasa formal. Ada beberapa kelas dalam bahasa formal dan setiap di antaranya lebih kompleks dari kelas sebelumnya. Karea otomata digunakan sebagai model komputasi, bahasa formal adalah mode spesifikasi yang lebih dipilih untuk semua masalah yang harus di hitung.

Teori Komputabilitas

            Teori ini secara pokok menangani persoalan masalah yang mana yang dapat dipecahkan oleh komputer. Pernyataan bahwa masalah halting (proses yang terhenti-henti) tidak dapat dipecahkan oleh Mesin Turing adalah salah satu hasil terpenting dalam teori komputabilitas, sebagaimana menjadi contoh bagi masalah yang konkrit yang keduanya mudah untuk diformulasi dan tidak mungkin untuk di pecahkan menggunakan Mesin Turing. Banyak teori komputabilitas yang dibangun pada hasil masalah halting.

           

Implementasi pada Komputasi

Teori komputasi ini dapat diimplementasikan kedalam bidang – bidang tertentu. Implementasi bidang – bidang yang berkaitan dengan teori komputasi yaitu :

• Fisika
• Kimia
• Matematika 
•  Ekonomi
• Geografi
• Geologi
• Biologi

Yang akan dijelaskan kali ini adalah contoh implementasi komputasi pada bidang biologi. Implementasi pada bidang biologi adalah Bioinformatika. Bioinformatika ini masuk kedalam bidang ilmu komputasi modern. Bioinformatika, berasal dari kata yaitu “bio” dan “informatika”, adalah gabungan antara ilmu biologi dan ilmu teknik informasi (TI). Bioinformatika didefenisikan sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data biologi. Ilmu ini merupakan ilmu baru yang merangkup berbagai disiplin ilmu termasuk ilmu komputer, matematika dan fisika, biologi, dan ilmu kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang dan saling bermanfaat satu sama lainnya. 

      Bioinformatika mulai diperkenalkan pada pertengahan tahun 1980-an untuk mengacu pada penerapan computer pada bidang biologi. Tetapi penerapan bidang – bidang pada bioinformatika sudah dilakukan sejak pertengahan tahun 1960-an. Seperti pada pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologi. Ilmu bioinformatika lahir berdasarkan article intelligence, atas inisiatif dari para ahli ilmu computer. Berdasarkan teori article intelligence ini mereka berpikir bahwa semua gejala yang ada pada alam ini dapat dibuat secara artificial melalui simulasi dari gejala – gejala tersebut. Untuk dapat mewujudkannya diperlukan data – data yang menjadi kunci penentu dari gejala alam tersebut, yaitu berupa gen yang meliputi DNA atau RNA. Bioinformatika ini penting untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan kedokteran modern. Perangkat utama dari Bioinformatika adalah program software (perangkat lunak) dan didukung oleh kesediaan internet.

Perkembangan pada teknologi DNA rekombinan memainkan peranan yang penting dalam terciptanya bioinformatika. Pada teknologi DNA rekombinan memberikan suatu pengetahuan baru dalam bidang rekayasa genesika organisme yang disebut dengan bioteknologi. Perkembangan pada bioteknologi dari tradisional ke modern salah satunya ditandai dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme, sekuensing DNA, dan manipulasi DNA.

Sekuensing DNA satu organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida atau molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara menyeluruh pada tahun 1977. Kemudian Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun, walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan tahun 1982. 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 filogenetik, dan analisis ekspresi gen.

Bioinformatika dan teknologi informasi merupakan dua diantara dari berbagai teknologi penting yang mengalami perkembangan yang signifikan dalam beberapa tahun terakhir ini. Bioteknologi ini berawal dari bidang biologi, sedangkan perkembangan teknologi informasi tak dapat dilepaskan dari matematika. Pada umumnya biologi dan matematika dianggap sebagai database utama dalam biologi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National Center for Biotechnology Information) di Amerika Serikat. 

Dalam bidang bioinformatika mempunyai 9 cabang, yaitu:

1.      Biophysics

Biophysics adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society).

2.      Computational Biology

Computational biology merupakan bagian dari Bioinformatika yang paling dekat dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari computational biologyadalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada biomedis dalam molekul dan sel.

3.      Medical Informatics

Medical informatics adalah sebuah disiplin ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran, penemuan dan implementasi dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan komunikasi, pengertian dan manajemen informasi medis.

4.      Cheminformatics

Cheminformatics adalah kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis dan pendekatan data-mining yang digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat (Cambridge Healthech Institute’s Sixth Annual Cheminformatics conference).

5.      Genomics

Genomics adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untuk menganalisa atau membandingkan seluruh komplemen genetik dari satu spesies atau lebih.

6.      Mathematical Biology

Mathematical biology menangani masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk menangani masalah tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu diimplementasikan dalam software maupun hardware.

7.      Proteomics

Proteomics berkaitan dengan studi kuantitatif dan kualitatif dari ekspresi gen di level dari protein-protein fungsional itu sendiri. Yaitu: “sebuah antarmuka antara biokimia protein dengan biologi molekul”.

8.      Pharmacogenomics

Pharmacogenomics adalah aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari target-target obat.

9.      Pharmacogenetics

Pharmacogenetics adalah bagian dari pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik atau Bioinformatika untuk mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik.

Dampak Adanya Komputasi Modern

Dampak dari adanya komputasi modern adalah dapat membantu manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan komputer. Salah satu contohnya adalah biometric. Biometric berasal dari kata Bio dan Metric. Kata bio diambil dari bahasa yunani kuno yang berarti Hidup sedangkan Metric juga berasal dari bahasa yunani kuno yang berarti ukuran, jadi jika disimpulkan biometric berarti pengukuran hidup.

Tapi secara garis besar biometric merupakan pengukuran dari statistic analisa data biologi yang mengacu pada teknologi untuk menganalisa karakteristik suatu tubuh (individu). Dari penjelasan tersebut sudah jelas bahwa Biometric menggambarkan pendeteksian dan pengklasifikasian dari atribut fisik. Terdapat banyak teknik biometric yang berbeda, diantaranya :

• Pembacaan sidik jari / telapak tangan
• Geometri tangan
• Pembacaan retina / iris
• Pengenalan suara
• Dinamika tanda tangan.

Dan menurut Don Tapscott (1995) dalam bukunya yang berjudul “The Digital Economy : Promise and Peril In The Age of Networked Intelligence” menggambarkan bagaimana dampak teknologi komputasi pada kehidupan manusia. Aplikasi teknologi kurang sempurna tanpa dukungan mesin pintar yang berkemampuan analitik. Kehadiran teknologi komputasi yang semakin canggih telah merubah gaya hidup manusia dan tuntutan pada kompetensi manusia. Kini kehidupan manusia semakin tergantung pada komputer. Berikut ini hal-hal yang menggambarkan konsep kepintaran komputasi yang didukung dengan aplikasi teknologi.

1.      Produk yang digerakkan sistem komputer

a.       Smart car (mobil pintar)

b.      Smart card (kartu pintar)

c.       Smart house (rumah pintar)

d.      Smart road (jalan pintar)

2.      Perancangan produk dikelola oleh komputer

3.      Proses kerja yang digerakkan oleh komputer

4.      Komputer menjadi sarana komunikasi yang efektif

5.      Komputer sebagai pusat informasi

Di samping berdampak struktural pada peri kehidupan manusia, teknologi juga membangkitkan proses kultural dalam masyarakat yang diterpanya. Inilah gejala yang oleh N. Postman disebut technopoly, yang olehnya digambarkan sebagai berikut :

“Technopoly is a state of culture. It is also a state of mind. It consist in the deification of technology, which means that the culture seeks it’s satisfactions in technology, and takes it’s orders from technology”

Maka, yang menjadi masalah ialah sejauh mana suatu masyarakat siap memasuki zaman yang ditandai oleh supremasi teknologi sebagai daya pembangkit budaya baru tanpa merapuhkan ketahanan budayanya sendiri. Dengan demikian, maka tidak keliru pula untuk menyatakan bahwa dominasi teknologi akan berlanjut dengan berseminya budaya baru yang melahirkan berbagai nilai baru pula yang cenderung menjadi acuan perilaku manusia modern dalam berbagai pola interaksi dengan sesamanya.

REFERENSI

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

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