Rangkuman Komputasi Modern

 

A.    Apa itu Komputasi Modern

Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima instruksi-instruksi 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)

 

B.     Implementasi Komputasi

Implementasi adalah kegiatan yang dilakukan untuk menguji data dan menerapkan sistem yang diperoleh dari kegiatan seleksi. Implementasi merupakan salah satu pertahanan dari keseluruhan pembangunan sistem komputerisasi dan unsur yang harus dipertimbangkan dalam pembangunan sistem komputerisasi yaitu masalah perangkat lunak, karena perangkat lunak yang digunakan haruslah sesuai dengan masalah yang akan diselesaikan disamping masalah perangkat keras. Contoh aplikasi berbasis cloud computing adalah salesforce.com, Google Docs. salesforce.com adalah aplikasi Customer Relationship Management (CRM) berbasis software as services, dimana kita bisa mengakses aplikasi bisnis: kontak, produk, sales tracking, dashboard, dll. Google Docs adalah aplikasi word processor, spreadsheet, presentasi semacam Microsoft Office, yang berbasis di server. Terintegrasi dengan Google Mail, file tersimpan dan dapat di proses dari internet.

Di zaman/masa modern saat ini perkembangan teknologi yang begitu cepat, Implementasi Komputasi banyak digunakan untuk berbagai bidang. Seperti : Bidang Fisika, Kimia, Matematika, Ekonomi, Geografi dan Geologi.

Penjelasan dari ke-6 bidang tersebut, yaitu :

·         Bidang Fisika

Implementasi komputasi modern di bidang Fisika 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 atau 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, seperti : 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.

·         Bidang Kimia

Implementasi komputasi modern 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.

·         Bidang Matematika

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.

·         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. Salah satu contoh komputasi di bidang Ekonomi adalah komputasi statistik. Komputasi statistik adalah jurusan yang mempelajari teknik pengolahan data, membuat program dan analisis data serta teknik penyusunan sistem informasi statistik, seperti : penyusunan basis data, komunikasi data, sistem jaringan, dan diseminasi data statistik.

·         Bidang Geografi

Geografi adalah ilmu yang mempelajari tentang lokasi serta persamaan dan perbedaan (variasi) keruangan atas fenomena fisik dan manusia di atas permukaan bumi. Komputasi dalam bidang Geografi biasanya di gunakan untuk peramalan cuaca, di Indonesia khususnya ada salah satu instansi Negara dengan nama BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) yakni instansi negara yang meneliti mengamati tentang Metereologi, Klimatologi kualitas udara dan Geofisika supaya tetap sesuai dengan perundang undangan yang berlaku di Indonesia.

·         Bidang Geologi

Geologi merupakan cabang Ilmu sains yang mempelajari tentang Bumi. Yakni komposisi, struktur , sifat-sifat, sejarah dan proses, komputasi Geologi umumnya digunakan dibidang pertambangan sebuah sistem komputer digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat didalam tanah. Implementasi pada bidang ini untuk memetakan letak sumber daya dan kontur dari permukaan bumi yang terdapat hasil tambang.

 

C.    Sejarah Perkembangan Komputer

Sejarah komputer berawal dari abad ke-19, ketika Charles Babbage mencoba untuk mendesain komputer mekanik yang bernama Mesin Analitikal. Desain ini menjadi basis kerangka desain komputer sekarang.

Secara garis besar, pengembangan komputer terbagi dalam empat generasi:

·         Generasi pertama dimulai ketika komputer digunakan dalam akademi dan militer, seperti Komputer Atanasoff-Berry dibuat pada tahun 1937 untuk menyelesaikan sistem persamaan linear dan komputer Colossus untuk memecahkan kode rahasia Jerman Nazi. Kemudian, ENIAC yang dibangun pada tahun 1946 menjadi komputer pertama untuk tujuan umum. Ketika komputernya dinyalakan untuk pertama kali, Philadelphia mengalami mati listrik. Komputer generasi ini menggunakan tabung vakum untuk menyimpan data dan ukurannya memakan satu ruangan.

·         Generasi kedua dimulai ketika transistor menggatikan tabung vakum. UNIVAC diperkenalkan ke publik tahun 1951 untuk penggunaan komersial. Kemudian, pada tahun 1953, IBM memulai bisnis komputernya dengan merilis IBM 650 dan IBM 700. Berbagai bahasa pemrograman mulai dikembangkan dan komputer mulai memiliki memori dan sistem operasi.

·         Generasi ketiga dimulai ketika teknologi transistor meningkat menjadi sirkuit terpadu. Komputer mini adalah inovasi yang signifikan dalam generasi ini dan mempengaruhi generasi komputer selanjutnya. NASA menggunakan komputer generasi ini untuk melancarkan Program Apollo, seperti Komputer Bimbingan Apollo untuk mempermudah kendali Apollo Command/Service Module. Digital Equipment Corporation menjadi perusahaan komputer nomor dua di belakang IBM dengan komputer PDP dan VAX-nya. Komputer ini membawa ke pengembangan sistem operasi yang berpengaruh, Unix.

·         Generasi keempat dimulai pada dasawarsa 1970-an ketika penemuan MOSFET dan integrasi berskala besar selanjutnya membawa ke pengembangan mikroprosesor di awal 1970-an. komputer pribadi yang semakin kecil berkat mikroprosesor mulai berkembang, dimulai dari komputer rumahan dan komputer meja. Teknologi selanjutnya adalah laptop dan ponsel cerdas yang sangat fenomenal, membawa berbagai perusahaan teknologi ke dalam perang paten atas ponsel cerdas.

 

D.    Karakteristik Komputasi Modern

Karakteristik dari komputasi modern diantaranya :

·         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.

 

E.     Jenis Komputasi Modern

Jenis-jenis komputasi modern ada 3 , yaitu :

·         Mobile Computing 

Mobile computing merupakan salah satu kemajuan teknologi komputer yang membuatnya mampu berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel sehingga mudah dibawa ataupun berpindah tempat (bukan komputasi nirkabel). Contoh perangkatnya adalah GPS, tipenya semisal smart phone, dan lain sebagainya.

·         Grid Computing

Pada Grid Computing, komputasinya menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, lalu didistibusikan dan terhubung dengan jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi yang berskala besar.  Contohnya :

>E-Learning (contohnya AccessGrid)

>Visualization

>Medical Images (contohnya eDiaMoND project)

>Computer-Aided Drug Discovery (contohnya Molecular Modeling Laboratory di University of North Carolina)

·         Cloud Computing

Cloud computing merupakan gabungan dari pemanfaatan komputasi dan pengembangan berbasis Internet. Cloud Computing ialah suatu metode komputasi dimana kapabilitas terkait teknologi informasi disajikan sebagai suatu layanan, sehingga pengguna dapat mengaksesnya lewat Internet tanpa mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya. Contohnya : Google Drive, iCloud, Windows Azure.

Yang membedakan ketiganya yaitu :

1.      Dari segi teknologi yang digunakan, komputasi grid dan cloud menggunakan komputer sedangkan Komputasi mobile menggunakan handphone .

2.      Dari segi biaya untuk tenaga komputasi, komputasi grid dan cloud lebih murah dibandingkan dengan komputasi mobile  .

3.      Dari segi tempat, Komputasi grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus sedangkan komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana.

4.      Dari segi proses, untuk komputasi cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya, komputasi grid proses tergantung pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi mobile proses tergantung si pengguna.

 

F.      Apa itu Mobile Computing, Cloud Computing, Grid Computing, dan Virtualisasi

·         Mobile Computing

Mobile Computing biasa disebut dengan istilah komputasi bergerak. Secara awam artinya adalah membuat dan mengambil fasilitas komputer yang diperlukan dan perangkat lunak dan menjadikan nya secara utuh menyatu dan dipakai di luar ruangan. Mobile Computing merupakan paradigma dari teknologi yang mampu melakukan komunikasi walaupun user melakukan perpindahan. Merupakan kemajuan teknologi komputer, sering disebut sebagai mobile computer (portable computer) yang dapat berkomunikasi dengan jaringan tanpa kabel (nirkabel). Perlu diperhatikan Mobile Computing tidak sama dengan Wireless Computing.

·         Grid Computing

Grid Computing Adalah sistem sumber komputer yang terdistribusi, di mana dalam jaringan dapat mengerjakan permasalahan besar dan kompleks. Setiap komputer, bekerja di bawah protokol yang sama untuk dapat berperan sebagai super komputer virtual, yang dapat berbagi sumber daya.

Komputer harus terhubung dengan perangkat fisik melalui jaringan lokal atau internet dan Software yang mendukung untuk berkomunikasi antar perangkat, di mana administrator mengakses, mengendalikan sumber daya komputer di tiga tempat yang berbeda dengan rumusan pusat yang sama adalah konsep sederhana komputasi ini.

·         Cloud Computing

Cloud Computing merupakan istilah dari Cloud diartikan sebagai internet dan Computing diartikan sebagai komputer. Definisi dari Cloud Computing adalah sebuah proses pengolahan daya komputasi  melalui jaringan internet  yang memiliki fungsi agar dapat menjalankan program melalui komputer yang telah terkoneksi satu sama lain pada waktu yang sama.

Cloud Computing merupakan sebuah teknologi yang menjadikan internet sebagai pusat server untuk mengelola data dan juga aplikasi pengguna. Cloud Computing memudahkan penggunanya untuk menjalankan program tanpa harus menginstall aplikasi terlebih dahulu dan memudahkan pengguna untuk mengakses data dan informasi melalui internet.

·         Virtualisasi

Virtualisasi dalam dunia computer adalah istilah yang mengacu pada proses abstraksi yang bersumber dari sumber daya komputer, dimanateknik yang dilakukan adalah menyembunyikan karakteristik fisikdan mengubahnya menjadi sistem lain berupa aplikasi (Mann, 2007). Secara umum semua teknologi virtualisasi mengacu kepada "menyembunyikan detail teknis" melalui enkapsulasi.

 

G.    Distribusi dalam Cloud Computing

Cloud Computing dan komputasi terdistribusi adalah dua sistem yang berbeda tetapi fakta bahwa keduanya menggunakan konsep yang sama membuat keduanya sering membuat orang sedikit bingung. Untuk memahami keduanya, Anda harus terlebih dahulu memahami konsep yang mendasarinya. Ini hanyalah penggunaan jaringan komputer skala besar.

 

Komputasi terdistribusi adalah penggunaan sistem terdistribusi untuk memecahkan masalah besar tunggal dengan mendistribusikan tugas ke komputer tunggal dalam sistem pendistribusian. Di sisi lain, cloud computing adalah penggunaan server yang dihosting jaringan untuk melakukan beberapa tugas seperti penyimpanan, proses, dan pengelolaan data. Di sini akan diberikan analisis mendalam tentang keduanya.

 

H.    Apa itu Quantum Computer

Teknologi komputer merupakan salah satu teknologi yang paling cepat mengalami perkembangan dan kemajuan. Komputer-komputer yang ada saat ini sudah mencapai kemampuan yang sangat mengagumkan. Tetapi kedahsyatan komputer tercanggih yang ada saat ini pun masih belum bisa memuaskan keinginan manusia yang bermimpi untuk membuat sebuah Supercomputer yang benar benar memiliki kecepatan super. Komputer yang nantinya layak untuk benar-benar disebut sebagai Komputer Super ini adalah Komputer Kuantum. Teori tentang komputer kuantum ini pertama kali dicetuskan oleh fisikawan dari Argonne National Laboratory sekitar 20 tahun lalu. Paul Benioff merupakan orang pertama yang mengaplikasikan teori fisika kuantum pada dunia komputer di tahun

1981.

 

I.       Pengertian SQL

SQL (Structured Query Language) adalah sistem manajemen database relasional (RDBMS) yang dirancang untuk aplikasi dengan arsitektur client/server atau biasa disebut sebagai bahasa yang digunakan dalam mengakses data, khususnya untuk data yang memiliki basis relasional.

Bahasa yang dimaksud berupa query yang memiliki kemampuan untuk mengatur data mana yang perlu ditampilkan sesuai dengan yang anda inginkan. Selain itu, query dapat dipakai untuk membuat data dapat saling berinteraksi.

 

J.      Pengertian NoSQL

Berbeda dengan SQL Database, dari namanya saja sudah bisa ditebak bahwa nosql database adalah kebalikan dari sql database. Tidak relational / tanpa relation. Database nosql atau yang biasa disebut NoSQL database / cloud database merupakan penyimpanan data / database yang tidak terstruktur.

Nosql database tidak seperti sql database yang menggunakan tabel dalam penyusunan datanya, nosql database menggabungkan semua database tidak membedakan jenis2nya dan tanpa karakteristik umum. Tapi nosql database ini memiliki kecepatan yang super cepat dibanding dengan sql database, pencariannya lebih terfokus. Nosql sebetulnya tidak 100% menyimpan data dengan cara tidak terstruktur, terkadang ada miripnya dengan sql database dengan sedikit susunan pada saat2 tertentu.

Bedanya nosql database ini menyusun bagian didalam bagian lainnya (subset). Jadi setiap bagian akan memiliki beberapa bagian lagi didalamnya. Nosql ini cocok dan biasa digunakan untuk penyimpanan aplikasi atau data yang sangat besar. Karena dengan menggunakan nosql data dapat diakses dengan sangat fleksibel dan sangat sedikit kemungkinan error ketika mengakses banyak data dengan format yang berbeda-beda.

 

K.    Quantum Gates dan Algoritma Shor

Algoritma Shor, dinamai matematikawan Peter Shor , adalah algoritma kuantum yaitu merupakan suatu algoritma yang berjalan pada komputer kuantum yang berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma Shor dirumuskan pada tahun 1994.  Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana cara menyelesaikan faktorisasi terhadap bilanga interger atau bulat yang besar.

Efisiensi algoritma Shor adalah karena efisiensi kuantum Transformasi Fourier , dan modular eksponensial. Jika sebuah komputer kuantum dengan jumlah yang memadai qubit dapat beroperasi tanpa mengalah kebisingan dan fenomena interferensi kuantum lainnya, algoritma Shor dapat digunakan untuk memecahkan kriptografi kunci publik skema seperti banyak digunakan skema RSA.

 

L.     Parallelism Concept

Konsep dari Paralel Komputasional adalah bentuk dari perhitungan menggunakan computer yang dapat melakukan tugas secara banyak dan serentak dalam waktu yang bersamaan. Konsep ini digunakan untuk mempermudah untuk memecahkan masalah besar. Konsep ini dapat menyebabkan pelaksanaan komputasi dalam interval waktu yang sama, dalam waktu yang bersamaan, dan dalam rentang waktu yang saling tumpang tindih.

 

 

Sumber :

Barry Wilkinson, Michael Allen. Parallel Programming - Teknik dan Aplikasi Menggunakan Jaringan Workstation & Komputer Paralel. Indonesia: Andi

https://jogjaweb.co.id/blog/pengertian-nosql

https://caraguna.com/pengertian-sql/

http://djuneardy.blogspot.com/2015/03/cloud-computing-pengertian-cloud.html

http://dawn-harmony.blogspot.com/2017/03/implementasi-komputasi-dalam-berbagai.html