TUGAS PENGANTAR KOMPUTASI MODERN
“KOMPUTASI”
NAMA : KHAIRUNNISA
NPM: 53411962
KELAS: 4IA06
1. Pengertian Komputasi
Komputasi
adalah sebuah istilah umum untuk segala jenis pemrosesan informasi untuk menemukan pemecahan
masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Komputasi merupakan
sebuah subjek dari Komputer Sains, yang menganalisa apa yang bisa maupun tidak
bisa dilakukan secara komputasi. Hal ini ialah apa yang disebut dengani,
suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika.
Secara
umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada
penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan
komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains).
Pembelajaran dari teori komputasi terfokus untuk menjawab pertanyaan pokok
tentang hal apa saja yang bisa dilakukan komputasi terhadapnya dan ketersediaan resource (sumber
daya) yang dibutuhkan untuk melakukan komputasi tersebut. Untuk menjawab
pertanyaan pertama, computability theory (teori komputabilitas) menguji
masalah-masalah komputasi mana yang dapat dipecahkan oleh berbagai model
komputasi. Pertanyaan kedua dialamatkan untuk teori kompleksitas komputasi,
yang mempelajari waktu dan biaya yang berhubungan dengan pemecahan masalah
komputasi. 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.
2. Teori Komputasi
Komputasi Modern pertama kali digagasi oleh John Von
Neumann. Karya – karya yang dihasilkan adalah karya dalam bidang matematika,
teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Kepiawaian John
Von Neumann teletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep automata,
teknologi bom atom dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer.
Komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari
masalah yang ada, yang menjadi perhitungan dari komputasi modern adalah :
- · Akurasi (bit, Floating poin)
- · Kecepatan (Dalam satuan Hz)
- · Problem volume besar (Down sizing atau paralel)
- · Modeling (NN dan GA)
- · Kompleksitas (Menggunakan teori Big O)
Beberapa nama ilmuawan yang menjadi pionir di dalam
teori komputasi:
Teori komputasi (theory of computation) adalah cabang
ilmu komputer teoritis (theoritical computer science).
Teori komputasi
berkaitan dengan studi bagaimana persoalan ( problem) dapat diselesaikan pada
sebuah model dengan menggunakan algoritma.Teori komputasi dibagi lagi menjadi 3
ranting:
1. Teori otomata ( automata theory )
2. Teori komputabilitas ( computability theory )
3. Teori kompleksitas ( computational complexity theory)
Ketiganya (otomata, komputabilitas, dan kompleksitas)
dikaitkan dengan pertanyaan:
“Apa yang dapat dilakukan oleh komputer dan apa
keterbatasannya?”
(What are the fundamental capabilities and limitation
of computers?)
Pertanyaan senada dikemukakan oleh Peter J. Denning di
dalam tulisannya (" Computer Science: The Disciplin e” in Encyclopedia of
Computer Science) menyatakan bahwa pertanyaan fundamental yang mendasari ilmu
komputer adalah:
"What can be (efficiently) automated? ”
dengan kata lain: apa yang dapat dikomputasi?
3. Contoh Implementasi dari Komputasi
dalam berbagai bidang
.jpg)
Adapun implementasi pada komputasi yang digunakan pada
bidang ilmu pengetahun adalah pada bidang fisika, kimia, biologi,
ekonomi, sosiologi dan lain-lain. Kita dapat melihat pada pembahasan dibawah
ini.
- Computational Physics (Fisika) – Implementasi pada ilmu pengetahun fisika dimana kita menggunakan algoritma numerik untuk memecahkan permasalahan teori kuantitatif fisika yang sudah ada.
- Computational Economics (Ekonomi) – implementasi pada ilmu pengetahuan ekonomi adalah mempelajari agent-based computational modeling, computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational modeling of dynamic macroeconomic systems, pemrograman yang didesain khusus untuk komputasi ekonomi, dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi.
- Computational Chemistry (Kimia) – Implementasi dari bidang ilmu pengetahuan adalah memaparkan dari dari teori kimia digabungkan dengan program komputer yang handal untuk menghitung struktur dan sifat molekul.
- Bioinformatics (Biologi) – Merupakan sebuah aplikasi dari teknologi informasi dan ilmu komputer terhadap bidang biologi molekuler.
- Computational Sociology (Sosiologil) – Sebuah cabang ilsu sosiologi yang menggunakan metode komputasi intensif untuk menganalisa fenomena sosial.
- Cognitive Science (Ilmu Kognitif) – Sebuah cabang ilmu menengah yang mempelajari bagaimana informasi dibentuk dan digambarkan oleh otak.
- § Salah satu penerapan komputasi yaitu KIMIA KOMPUTASI...
Kimia Komputasi adalah
cabang kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang
diterjemahkan ke dalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat
molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar
(makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul seperti gas, cairan,
padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program tersebut pada sistem kimia
nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung antara lain struktur (yaitu
letak atom-atom penyusunnya), energi dan selisih energi, muatan, momen dipol,
kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi lainnya. Simulasi
terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan sistem besar bisa
mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis. proses denaturasi
protein), perubahan fase, serta peramalan sifat-sifat makroskopik (seperti
kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom dan molekul.
Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan juga untuk bidang-bidang
tumpang-tindah antara ilmu komputer dan kimia.
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.
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:
1. Kajian komputasi dapat
dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
2. Kajian komputasi dapat
digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada
reaksi di laboratorium.
3. 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:
1. Penyajian
komputasi atom dan molekul
2. Pendekatan
dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia)
3. Pendekatan
dalam penentuan pola dan hubungan antara struktur kimia dan sifat-sifatnya
(QSPR, QSAR).
4. Elusidasi
struktur secara teoretis berdasarkan pada simulasi gaya-gaya
5. Pendekatan
komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang efisien
6. Pendekatan
komputasi untuk merancang molekul yang berinteraksi lewat cara-cara yang
khusus, khususnya dalam perancangan obat.
7. Simulasi
proses transisi fase
8. Simulasi
sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair).
Program yang digunakan dalam kimia komputasi didasarkan
pada berbagai metode kimia-kuantum yang memecahkan persamaan
Schrödinger untuk molekul, maupun pendekatan fisika klasik (mekanika
molekul) untuk simulasi sistem yang besar. Metode kimia-kuantum yang tidak
mencakup parameter empiris dan semi-empiris dalam persamaannya disebut
metode ab-initio. Jenis-jenis metode ab-initio yang populer
adalah: Hartree-Fock, teori gangguan Møller-Plesset, interaksi
konfigurasi, coupled cluster, matriks kerapatan tereduksi,
dan teori fungsi kerapatan.
Daftar
pustaka :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar