NPM : 54409968
KELAS : 4IA22
UNIVERSITAS GUNADARMA
KOMPUTASI MODERN
Komputasi merupakan cara
untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu
algoritma. Komputasi merupakan suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan
matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan
dengan menggunakan pena 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. Komputasi
yang menggunakan komputer inilah yang disebut dengan Komputasi Modern.
Komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, yang
menjadi perhitungan dari komputasi modern adalah :
1. Akurasi (bit, Floating poin).
2. Kecepatan (Dalam satuan Hz).
3. Modeling (NN dan GA).
4. Kompleksitas (Menggunakan teori Big O).
1. kecepatan
Saat ini penggunaan komputer untuk menyelesaikan masalah sudah merasuk ke
segala bidang. Hal ini karena komputasi dianggap lebih cepat dibandingkan
dengan penyelesaian masalah secara manual. Seiring dengan hal tersebut, semakin
dituntut proses komputasi yang semakin cepat. Untuk meningkatkan kecepatan
proses komputasi, dapat ditempuh dua cara :
· peningkatan kecepatan perangkat keras,
· peningkatan kecepatan perangkat lunak.
Komponen utama perangkat keras komputer adalah processor. Saat ini, peningkatan
kecepatan processor benar-benar luar biasa. Processor Pentium 4 yang
dikeluarkan Intel kecepatannya sudah mencapai 1.8 GHz. Meskipun kecepatan
processor dapat ditingkatkan terus, namun karena keterbatasan materi.
2. Modelling
Sebuah model komputasi adalah model matematika dalam ilmu komputer
luas yang memerlukan sumber daya komputasi untuk mempelajari perilaku sebuah
sistem yang kompleks dengan simulasi komputer. Sistem yang diteliti seringkali
merupakan kompleks sistem nonlinier yang sederhana, intuitif solusi analitis
tidak tersedia. Alih-alih menurunkan analisis matematis solusi untuk masalah
ini, eksperimen dengan model ini dilakukan dengan mengubah parameter sistem
dalam komputer, dan mempelajari perbedaan hasil eksperimen. Teori pengoperasian
model dapat diturunkan / dideduksi dari percobaan komputasi ini.
Contoh: model komputasi umum
prakiraan cuaca model, bumi simulator model, flight simulator model, molekul
protein lipat model, dan jaringan saraf model.
Berbagai Macam Model
Komputasi :
1) mesin Mealy adalah otomasi fasa berhingga
(finite state automaton atau finite state tranducer) yang menghasilkan keluaran
berdasarkan fasa saat itu dan bagian masukan/input. Dalam hal ini, diagram fasa
(state diagram) dari mesin Mealy memiliki sinyal masukan dan sinyal keluaran
untuk tiap transisi. Prinsip ini berbeda dengan mesin Moore yang hanya
menghasilkan keluaran/output pada tiap fasa. Nama Mealy diambil dari “G. H.
Mealy” seorang perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “A
Method for Synthesizing Sequential Circuits” pada tahun 1955
2) mesin Moore adalah otomasi fasa berhingga
(finite state automaton) di mana keluarannya ditentukan hanya oleh fasa saat
itu (dan tidak terpengaruh oleh bagian masukan/input). Diagram fasa (state
diagram) dari mesin Moore memiliki sinyal keluaran untuk masing-masing fasa.
Hal ini berbeda dengan mesin Mealy yang mempunyai keluaran untuk tiap transisi.
Nama Moore diambil dari “Edward F. Moore” seorang ilmuwan komputer dan perintis
mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “Gedanken-experiments on
Sequential Machines”.
3) Petri net adalah salah satu
model untuk merepresentasikan sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah
model, Petri net merupakan grafik 2 arah yang terdiri dari place, transition,
dan tanda panah yang menghubungkan keduanya. Di samping itu, untuk
merepresentasikan keadaan sistem, token diletakkan pada place tertentu. Ketika
sebuah transition terpantik, token akan bertransisi sesuai tanda panah.
Petri
net pertama kali diajukkan oleh Carl Adam Petri pada tahun 1962
3. Kompleksitas
Kompleksitas komputasi adalah cabang dari teori komputasi dalam ilmu
komputer yang berfokus pada mengklasifikasikan masalah komputasi sesuai dengan
kesulitan inheren mereka. Dalam konteks ini, sebuah masalah komputasi dipahami
sebagai tugas yang pada prinsipnya setuju untuk menjadi dipecahkan oleh
komputer. Informal, sebuah masalah komputasi terdiri dari contoh-contoh masalah
dan solusi untuk masalah ini contoh. Sebagai contoh, primality pengujian adalah
masalah menentukan apakah nomor yang diberikan perdana atau tidak.
Contoh-contoh masalah ini adalah bilangan asli, dan
solusi untuk sebuah contoh adalah ya atau tidak didasarkan pada apakah nomor
perdana atau tidak.
Masalah ini dianggap sebagai
secara inheren sulit jika memecahkan masalah yang memerlukan sejumlah besar
sumber daya, tergantung pada algoritma yang digunakan untuk memecahkan itu.
Teori ini formalizes intuisi, dengan memperkenalkan matematika model komputasi
untuk mempelajari masalah ini dan kuantitatif jumlah sumber daya yang
dibutuhkan untuk memecahkan mereka, seperti waktu dan penyimpanan. Ukuran
kompleksitas lain juga digunakan, seperti jumlah komunikasi (digunakan dalam
kompleksitas komunikasi), jumlah gerbang dalam rangkaian (digunakan dalam
rangkaian kompleksitas) dan jumlah prosesor (digunakan dalam komputasi
paralel). Secara khusus, teori kompleksitas komputasi menentukan batas-batas
praktis tentang apa yang komputer bisa dan tidak bisa lakukan.
Bidang-bidang terkait erat dalam ilmu komputer teoritis analisis
algoritma dan teori computability. Perbedaan utama antara teori kompleksitas
komputasi dan analisis algoritma adalah bahwa yang terakhir ditujukan untuk
menganalisis jumlah sumber daya yang dibutuhkan oleh algoritma tertentu untuk
memecahkan masalah, sedangkan yang pertama mengajukan pertanyaan yang lebih
umum tentang semua kemungkinan algoritma yang dapat digunakan untuk memecahkan
masalah yang sama. Lebih tepatnya, hal ini mencoba untuk mengklasifikasikan
masalah yang dapat atau tidak dapat diselesaikan dengan tepat sumber daya
terbatas. Pada gilirannya, memaksakan pembatasan pada sumber daya yang tersedia
adalah apa yang membedakan kompleksitas komputasi dari computability teori:
teori yang terakhir bertanya apa jenis masalah dapat diselesaikan pada
prinsipnya algorithmically.
Contoh Masalah :
Sebuah masalah komputasi dapat dilihat sebagai sebuah koleksi
yang tak terbatas kasus bersama-sama dengan solusi untuk setiap contoh. Input
string untuk sebuah masalah komputasi disebut sebagai contoh masalah, dan tidak
boleh bingung dengan masalah itu sendiri. Dalam teori kompleksitas komputasi,
masalah mengacu pada pertanyaan abstrak yang harus dipecahkan. Sebaliknya,
sebuah contoh dari masalah ini adalah ucapan yang agak konkret, yang dapat
digunakan sebagai masukan untuk masalah keputusan. Sebagai contoh, perhatikan
masalah primality pengujian. contoh adalah nomor dan solusinya adalah “ya” jika
nomor perdana dan “tidak” sebaliknya. Bergantian, yang contoh adalah input
tertentu untuk masalah, dan solusinya adalah output sesuai dengan input yang
diberikan.
Untuk lebih menyoroti
perbedaan antara masalah dan sebuah contoh, pertimbangkan contoh berikut versi
keputusan dari pedagang keliling masalah: Apakah ada rute dengan panjang
maksimal 2000 kilometer melewati semua di Jerman 15 kota terbesar? Jawaban
untuk masalah khusus ini misalnya tidak banyak digunakan untuk menyelesaikan
contoh-contoh lain dari masalah, seperti meminta untuk pulang-pergi melalui
semua pemandangan di Milan yang jumlah paling banyak panjangnya 10km. Untuk
alasan ini, teori kompleksitas komputasi alamat masalah dan bukan masalah
tertentu.
Sejarah Komputasi Modern
Kata “komputer” pertama kali pada tahun 1613, hal ini mengacu pada
perhitungan aritmatika dan kata “komputer” digunakan dalam pengertian itu
sampai pertengahan abad ke-20. Dari akhir abad ke-19 dan seterusnya.
Berkembanganya komputer akhirnya makna komputer menjadi sebuah mesin yang
melakukan komputasi.
Sejarah komputer modern dimulai dengan dua teknologi yang terpisah- perhitungan
otomatis dan dapat di program-tapi tidak ada satu perangkat pun yang dapat
dikatakan sebagai komputer, karena sebagian penerapan yang tidak konsisten
istilah tersebut. Contoh-contoh awal perangkat penghitung mekanis termasuk
sempoa (yang berasal dari sekitar 150-100 SM). Seorang pahlawan dari
Alexandria (sekitar 10-70 AD) membangun sebuah teater mekanis yang diadakan
bermain berlangsung 10 menit dan dioperasikan oleh sebuah sistem yang kompleks
dengan tali dan drum yang dipakai sebagai sarana untuk memutuskan bagian dari
mekanisme. Ini adalah inti dari programmability.
Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi perkembangan komputasi modern adalah 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.
Sejarah singkat dari perjalanan hidup dari Von Neumann , dilahirkan di
Budapest, Hungaria pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah
anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit.Nama keluarga
diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya
menjadi Max Neumann. Pada saat Max Neumann memperoleh gelar, maka namanya
berubah menjadi Von Neumann. Setelah bergelar doktor dalam ilmu hukum, dia
menjadi pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest merupakan
tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan
musisi.
Von Neumann belajar berbagai tempat dan beberapa tempatnya di Berlin dan
Zurich. Di tempat itu beliau mendapatkan diploma pada bidang teknik kimia pada
tahun 1926. Pada tahun yang sama dia mendapatkan gelar doktor pada bidang
matematika dari Universitas Budapest. Keahlian Von Neumann terletak pada bidang
teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan
komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam bidang
matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian
bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.
Beliau pernah mengajar di Berlin dan Hamburg,
Von Neumann pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas
Princeton pada saat yang bersamaan Von Neumann menjadi salah satu pendiri
Institute for Advanced Studies.
Von Neumann sangat tertarik pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian
persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian
beralih dalam bidang komputasi. Von Neumann menjadi seorang konsultan pada
pengembangan komputer ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang
masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah seperangkat
komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori)
dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.
Berikut ini beberapa contoh komputasi modern
sampai dengan lahirnya ENIAC :
.gif)
· Konrad Zuse’s electromechanical “Z mesin”.Z3
(1941) sebuah mesin pertama menampilkan biner aritmatika, termasuk aritmatika
floating point dan ukuran programmability. Pada tahun 1998, Z3 operasional
pertama di dunia komputer itu di anggap sebagai Turing lengkap.
· Non-programmable Atanasoff-Berry
Computer yang di temukan pada tahun 1941 alat ini menggunakan tabung
hampa berdasarkan perhitungan, angka biner, dan regeneratif memori
kapasitor.Penggunaan memori regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih
seragam (berukuran meja besar atau meja kerja).
· komputer Colossus ditemukan pada tahun 1943,
berkemampuan untuk membatasi kemampuan program pada alat ini menunjukkan bahwa
perangkat menggunakan ribuan tabung dapat digunakan lebih baik dan elektronik
reprogrammable.Komputer ini digunakan untuk memecahkan kode perang Jerman.
· The Harvard Mark I ditemukan pada 1944,
mempunyai skala besar, merupakan komputer elektromekanis dengan programmability
terbatas.
· lahirlah US Army’s Ballistic Research
Laboratory ENIAC ditemukan pada tahun 1946, komputer ini digunakan unutk
menghitung desimal aritmatika dan biasanya disebut sebagai tujuan umum pertama
komputer elektronik (ENIAC merupaka generasi yang sudah sangat berkembang
di zamannya sejak komputer pertama Konrad Zuse ’s Z3 yang ditemukan padatahun
1941).
Tahun 1940 komputer
yang semula dikhususkan sebagai instrument untuk science, berubah menjadi
produk komersil.
·
Tahun 1945 di temukan Bug Komputer oleh Grace Murray Hopper
·
Tahun
1947 tanggal 23 Desember ditemukan transistor yang pertama kali oleh Bardeen
dan Walter Brattain bersama dengan William Shockley
·
Tahun 1951 dimulai sebuah gagasan microprogramming oleh Maurice Wilkes
·
Tahun 1951-1952
Grace Murray Hopper mengembangkan A-O, yang merupakan compiler pertama.
·
Tahun
1957 John Backus dan kolega IBM mengirimkan Compiler Fortran yang pertama.
·
Tahun 1958 Jack Kilby menghasilkan prototype semiconductor IC
·
Tahun
1960 merupakan timbulnya system kecil seperti word length, register structure,
Number of Addresses, I/O channel, Floating point hardware.
·
Tahun 1960 juga Paul Baran yang bekerja di Rand Corp. menemukan dasar
packet switching untuk data komunikasi.
·
Tahun
1962 video game pertama kali di temukan oleh Steve Russell yang merupakan
seorang lulusan MIT.
·
Tahun 1964 mouse ditemukan oleh Doug Engelbart.
·
Tahun 1969 munculnya internet oleh DARPA
·
Tahun 1970 merupakan kedatangan PC (personal computer).
·
Tahun
1970 ditemukan UNIX oleh Dennis Ritchie dan Kenneth Thomson. Pada tahun 1970
juga floppy disk dan daisywheel printer di tunjukkan kepada umum (debut
pertama).
·
Tahun
1971 Ray Tomlinson of Bolt Beranek dan Newmen pertama kali mengirimkan jaringan
surat e-mail.
·
Tahun 1971 Niklaus Wirth menemukan Pascal
·
Tahun 1972 di temukan bahasa C oleh Dennis Ritchie di Bell Labs.
·
Tahun
1973 Robert Metcalfe menuliskan catatan di “Ether Acquisition” yang
mendeskripsikan Ethernet.
·
Tahun
1973 Robert Metcalfe dan David Boggs menemukan Ethernet.
·
Tahun
1976 merupakan tahun pertama kalinya muncul supercomputer dengan vektorial
arsitektur.
·
Tahun
1976, Steve Jobs dan Steve Wozniak mendesain dan membangun Apple I yang terdiri
dari kebanyakan papan circuit.
·
Tahun
1977, Steve Jobs dan Steve Wozniak tergabung dalam Apple computer pada 3
januari.
·
Tahun 1978, Muncul MS
·
Tahun
1978, Wordstar yang merupakan software pengolah kata diperkenalkan dan meluas.
·
Tahun
1979 telepon seluler di test di Jepang dan Chicago.
·
Tahun 1980 IBM
memilih PC-DOS dari Microsoft sebagai OS (Operating System)
·
Tahun 1980
bahasa Ada muncul yang di temukan oleh Departemen Pertahanan US.
·
Tahun 1980 portable computer seberat 24 pounds lahir.
·
1
januari 1983, muncul TCP/IP
·
Tahun 1984, muncul Apple Macintosh
·
Tahun 1984, muncul DNS
·
Tahun 1985 menyebarnya sistem networking.
·
Tahun
1990 tim Barners Lee Menemukan WWW yaitu aplikasi internet yang membawa
perkembangan dan perubahan besar di dunia internet.
·
Tahun 1991 Trovalds menempatkan UNIX di IBMnya.
·
Tahun 1992 muncul istilah surfing
·
Tahun
1993 pentium milik intel diperkenalkan kepada umum pada bulan Maret
·
Tahun 1993 muncul NSCA Mosaic
·
Tahun
1994 muncul Yahoo dan Netscape Navigator 1.0. Pada Desember 1994 maka Spyglass
milik Microsoft telah dibayar dan diberi lisensi, sehingga untuk web browser
yang nantinya nama spyglass tersebut akan diganti dengan nama Internet
Explorer.
·
Tahun 1995 muncul bahasa pemrograman Java pada bulan Mei. Pada 1995
spyglass sudah menjadi bagian dari OS dan bagian dari windows
Macam-macam Komputasi Modern
Komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu
komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan).
Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut :
1. Mobile computing
Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah
satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat
berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa
atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel. Contoh dari
perangkat komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak
seperti smart phone, dan lain sebagainya.
2. Grid computing
Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis,
didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah
komputasi skala besar. Ada beberapa daftar yang dapat dugunakan untuk mengenali
sistem komputasi grid, adalah :
· Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi
tidak dibawah kendali pusat.
· Sistem menggunakan standard dan protocol yang
terbuka.
· Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan
yang canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan
komputasi grid.
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 :
- 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.
