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.
KOMPUTASI PADA PERKEMBANGAN
Fisika
Implementasi komputasi moderndi bidang fisika ada
Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara
Fisika,Komputer Sain dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada
“Kejadian dan masalah yang komplek pada dunia nyata” baik dengan menggunakan
simulasi juga penggunaan algoritma yang tepat.
Pemahaman fisika pada teori, experimen, dan komputasi
haruslah sebanding, agar dihasilkan solusi numerik dan visualizasi /pemodelan
yang tepat untuk memahami masalah Fisika. Untuk melakukan perkerjaan seperti
evaluasi integral,penyelesaian persamaan differensial, penyelesaian persamaan
simultans, mem-plot suatu fungsi/data, membuat pengembangan suatu seri fungsi,
menemukan akar persamaan dan bekerja dengan bilangan komplek yang menjadi
tujuan penerapan fisika komputasi.
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 basicsebagai alat bantu dalam pembelajaran dan pencarian
solusi Fisika komputasi.
Kimia
Implementasi komputasi modern di bidang kimia ada
Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk membantu
menyelesaikan masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk
menghitung struktur dan sifat molekul. Istilah kimia teoridapat
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.
Molekul terdiri atas inti dan elektron, sehingga diperlukan
metode mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berusaha memecahkan persamaan
Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun
beberapa perkembangan telah dilakukan untuk memecahkan persamaan Schrödinger
yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin
diselesaikan, baik dalam bentuk bergantung-waktu atau tak-bergantung-waktu,
disesuaikan dengan masalah yang dikaji, tetapi pada praktiknya tidak mungkin
kecuali untuk sistem yang amat kecil. Karena itu, sejumlah besar metode
hampiran dikembangkan untuk mencapai kompromi terbaik antara ketepatan
perhitungan dan biaya komputasi.
Dalam kimia teori, kimiawan dan fisikawan secara bersama
mengembangkan algoritma dan program komputer untuk memungkinkan peramalan
sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi untuk reaksi kimia,
serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan komputasi kebanyakan “sekedar”
menggunakan program komputer dan metodologi yang ada dan menerapkannya untuk
permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian besar waktu yang digunakan
untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan
algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses
komputasi yang paling efisien dan akurat.
Terdapat beberapa
pendekatan yang dapat dilakukan:Kajian komputasi dapat dilakukan untuk
menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
- Kajian
komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan
menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium.
- Kajian
komputasi dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem
makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang
ada dalam sistem.
Terdapat beberapa
bidang utama dalam topik ini, antara lain:
- Penyajian
komputasi atom dan molekul
- Pendekatan
dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia)
- Pendekatan
dalam penentuan pola dan hubungan antara struktur kimia dan
sifat-sifatnya (QSPR, QSAR).
- Elusidasi
struktur secara teoretis berdasarkan pada simulasi gaya-gaya
- Pendekatan
komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang efisien
- Pendekatan
komputasi untuk merancang molekul yang berinteraksi lewat cara-cara yang
khusus, khususnya dalam perancangan obat.
- Simulasi
proses transisi fase
- Simulasi
sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal
cair).
Sejumlah paket perangkat lunak menyediakan berbagai metode
kimia-kuantum. Di antara yang luas digunakan adalah:
- Gamess
- Q-Chem
- ACES
- Dalton
- Spartan
- Psi
- PLATO
(Package for Linear Combination of Atomic Orbitals)
- MOLCAS
- MOLPRO
- MPQC
- NWChem
- Psi3
- PC GAMESS
- TURBOMOLE
Matematika
Implementasi komputasi modern di bidang matematika ada
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.
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.
Geografi
Implementasi komputasi modern di bidang geografi diterapkan
pada GIS (Geographic Information System) yang merupakan 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, GIS bisa
membantu perencana untuk secara cepat menghitung waktu tanggap darurat saat
terjadi bencana alam, atau GIS dapat digunaan untuk
mencari lahan basah(wetlands) yang membutuhkan
perlindungan dari polusi.
Komponen-komponen pendukung GIS terdiri dari
lima komponen yang bekerja secara terintegrasi yaitu perangkat keras (hardware),
perangkat lunak (software), data, manusia.
Ekonomi
Terdapat Computational Economics yang
mempelajari titik pertemuan antara ilmu ekonomi dan ilmu komputer mencakup
komputasi keuangan, statistika, pemrograman yang di desain khusus untuk
komputasi ekonomi dan pengembangan alat bantu untuk pendidikan ekonomi.
Penerapan Komputasi Modern pada Bidang 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.
Referensi:
http://gunadarma.ac.id
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
http://livemakefun.blogspot.com/2014/03/perkembangan-teori-komputasi-modern_16.html
