KOMPUTASI MODERN

Komputasi modern bisa dipisahkan menjadi dua kata, yaitu “komputasi” dan “modern”. Komputasi bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan permasalahan dari data input dengan suatu algoritma dan komputasi merupakan subbagian dari matematika. Secara umum ilmu 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). Dalam penggunaan secara umum, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar terhadap bidang ilmu yang mendasari teori ini.
Dalam ilmu komputasi memiliki satu cabang ilmu yang bernama komputasi sains. Secara umum komputasi sains mempelajari aspek-aspek komputasi untuk aplikasi atau memecahkan masalah di bidang sains lain, seperti fisika, kimia, biologi dan geologi. Dalam sejarah komputasi modern tidak dapat terlepas dari peranan John von Neumann, beliau adalah ilmuwan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern serta salah satu ahli matematika terbesar, beliau juga yang pertam a kali mencetuskan konsep sebuah sistem yang menerima instruksi-instruksi dan menyimpannya dalam sebuah memori sehingga menjadi dasar arsitektur komputer hingga saat ini.

Sejarah dan Perkembangan Komputasi Modern

Dalam perkembangan komputasi modern pertama kali digagasi oleh John Von Neumann (1903-1957).


Beliau merupakan ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann berjasa dibidang matematika, teori quantum, game teori,fisik nuklir,dan ilmu komputer yang disalurkan melalui karya-karyanya.

Beliau juga merupakan salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. 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 :

1. Akurasi (bit, Floating poin)
2. Kecepatan (Dalam satuan Hz)
3. Problem volume besar (Down sizing atau paralel)
4. Modeling (NN dan GA)
5. Kompleksitas (Menggunakan teori Big O)

Pada paruh pertama abad 20, banyak kebutuhan komputasi ilmiah bertemu dengan semakin canggih komputer analog, yang menggunakan mekanis atau listrik langsung model masalah sebagai dasar perhitungan. Namun, ini tidak dapat diprogram dan umumnya tidak memiliki fleksibilitas dan keakuratan komputer digital modern.

George stibitz secara internasional diakui sebagai ayah dari komputer digital modern.
sementara bekerja di laboratorium bel di November 1937, stibitz menciptakan dan membangun sebuah relay berbasis kalkulator ia dijuluki sebagai "model k" (untuk "meja dapur", di mana dia telah berkumpul itu), yang adalah orang pertama yang menggunakan sirkuit biner untuk melakukan operasi aritmatika. Kemudian model menambahkan kecanggihan yang lebih besar termasuk aritmatika
dan kemampuan pemrograman kompleks.

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. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.

Von Neumann dilahirkan di Budapest, ibu kota Hungaria, pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann dan Margaret Kann. Max Neumann memperoleh gelar dan namanya berubah menjadi Von Neumann. Max Neumann adalah seorang Yahudi Hungaria yang bergelar doktor dalam ilmu hukum. Dia juga seorang pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.

Pada tahun 1921, Von Neumann disekolahkan ayahnya ke Universitas Berlin untuk menjadi insinyur teknik kimia. Berselang dua tahun kemudian ia melanjutkan pendidikan ke Zurich. Sebenarnya Von Neumann kurang tertarik dengan bidang kimia atau bidang engineering, namun ayahnya mendorong dia untuk mempelajari kimia. Pada waktu itu teknik kimia sedang populer dan menjanjikan karier yang cerah bagi para insinyurnya. Oleh karena itu, ayahnya mengharuskan Von Neumann mengikuti pendidikan kimia tanpa gelar selama dua tahun di Berlin, lalu melanjutkan di Eidgennossische Technische Hochschule (ETH) Zurich pada bidang yang sama. Ujian masuk ETH terkenal sulit, bahkan Albert Einstein pernah gagal dalam ujian masuk di tahun 1895 dan berhasil lulus pada ujian tahun berikutnya.

Keinginan Von Neumann untuk mempelajari matematika dilakukannya pada musim panas setelah studinya di Berlin dan sebelum masuk ETH Zurich. Dia menjadi mahasiswa program doktor pada Universitas Budapest. Tesis doktornya bertemakan aksiomasisai teori himpunan (set theory) yang dikembangkan George Cantor. Pada masa itu, set theory merupakan salah satu topik 'menantang' di dunia matematika.

Di tahun 1926 pada umur 22 tahun, Von Neuman lulus dengan dua gelar yaitu gelar S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar doktor (Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest.

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.

Implementasi Komputasi Modern dalam kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari pengimplementasian modern diterapkan pada teknologi mobile computing. Salah satunya dengan menggunakan PDA. PDA (Personal Digital Assistant) pertama kali dikenalkan untuk mengganyikan organizer konvensional (agenda). Diman dulu orang menggunakan agenda untuk mencatat semua jadwal aktivitas, nomor telepon, atau untuk membantunya dalam mengingat hal-hal yang penting baginya. Tetapi dengan bertambah pesatnya perkembangan teknologi komputer. Dengan ditemukan dan diperkenalkannnya organizer elektronik atau yang sering disebut juga dengan PDA, maka orang-orang sekarang mulai menggantikan organizer konvensional tersebut dengan PDA untuk membantunya dalam aktivitas sehari-hari. Tetapi dalam perkembangannya, perusahaan pembuat PDA tersebut memperbaiki kemampuan PDAnya. Dari segi software ( system operasi aplikasinya) dan segi hardware (kecepatan processor, layar berwarna, memori yang besar) juga dari bentuk fisik yang semakin kecil. Selain itu sekarang PDA juga telah ditambah berbagai fasilitas yang menarik seperti kemampuan untuk membuat jaringan tanpa kabel (wireless), kemempuan untuk berfungsi sebagai telepon seluler, maupun sebagai kamera digital. Dilihat dari kemampuan yang sangat luas dari sebuah PDA maka tidak menutup kemungkinan PDA akan menggantikan posisi notebook yang sangat besar dalam melakukan pekerjaan yang memerlukan komputer tetapi selalu berpindah-pindah (mobile)

Berikut ini beberapa contoh komputasi modern sampai dengan lahirnya ENIAC :

• 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.
• Berikutnya 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).
• Selanjutnya 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.
• Lalu 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).

Macam-macam Model Komputasi

Komputasi memiliki 3 model, yaitu

1. Mesin Mealy
2. Mesin Moore
3. Petri net

Mesin Mealy

Dalam teori komputasi sebagai konsep dasar sebuah komputer, 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.

Mesin Moore

Dalam teori komputasi sebagai prinsip dasar komputer, 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”.

Petri net

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.

sumber:

http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2012/03/implementasi-dari-komputasi-modern/
http://my.opera.com/aviciena/blog/show.dml/8170711
http://eng-liebhaber.blogspot.com/2011/02/komputasi-modern.html
http://ariesre.wordpress.com/2011/03/06/komputasi-modern/