BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Teori
komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah dan bagaimanakah
suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi, menggunakan algoritma.
Bidang ini dibagi menjadi dua cabang: teori komputabilitas dan teori kompleksitas,
namun kedua cabang berurusan dengan model formal komputasi. namun semakin berkembangnya
perkembangan teknologi komputasi tidak hanya saja untuk menghitung saja tetapi
bisa untuk sebuah keputusan yg bagus dan yang lainnya.
1.2 Tujuan
Tujuan dari penulisan ini
adalah untuk mengetahui lebih lanjut tentang Pengertian atau definisi Teori
Komputasi dan Komputasi Modern, Sejarah dan perkembangannya, Teori automata dan
bahasa formal, Finite state machine, MesinTuring dan Contoh aplikasinya.
BAB III
ISI
2.1 Teori komputasi
Komputasi
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 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. Untuk melakukan studi komputasi dengan
ketat, ilmuwan komputer bekerja dengan abstraksi matematika dari komputer yang
dinamakan model komputasi. Ada beberapa model yang digunakan, namun yang paling
umum dipelajari adalah mesin
Turing. Sebuah mesin Turing dapat dipikirkan sebagai komputer
pribadi meja dengan kapasitas memori yang tak
terhingga, namun hanya dapat diakses dalam bagian-bagian terpisah dan diskret.
Ilmuwan komputer mempelajari mesin Turing karena mudah dirumuskan, dianalisis
dan digunakan untuk pembuktian, dan karena mesin ini mewakili model komputasi
yang dianggap sebagai model paling masuk akal yang paling ampuh yang
dimungkinkan. Kapasitas memori tidak terbatas mungkin terlihat sebagai sifat
yang tidak mungkin terwujudkan, namun setiap permasalahan yang
"terputuskan" (decidable) yang dipecahkan oleh mesin Turing selalu hanya
akan memerlukan jumlah memori terhingga. Jadi pada dasarnya setiap masalah yang
dapat dipecahkan (diputuskan) oleh meisn Turing dapat dipecahkan oleh komputer
yang memiliki jumlah memori terbatas.
2.2 Pengertian
Komputasi Modern
Komputasi modern adalah
sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi 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:
1. Akurasi (big, Floating point)
2. Kecepatan (dalam satuan Hz)
3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel)
4. Modeling (NN & GA)
5. Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)
Ada beberapa karakteristik komutasi
modern, yaitu:
-
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.
2.3 Sejarah Komputasi
Sejarah
komputasi modern awal mula dari komputasi adalah adanya perhitungan-perhitungan
angka yang dilakukan manusia. Manusia telah mengenal angka dan perhitungan
sejak berabad-abad yang lalu, dan seiring perkembangan zaman manusia pun
melakukan perhitungan yang lebih kompleks. Karena adanya keterbatasan otak
manusia yang dapat mengalami keterbatasan dalam menghitung angka yang jumlahnya
dapat berdigit-digit, maka terciptalah alat-alat yang bertujuan untuk
mempermudah dalam menyelesaikan masalah tersebut. Alat-alat tersebut berupa
sempoa, lalu dikembangkan menjadi kalkulator, dan karena semakin berkembangnya
kebutuhan tersebut, maka banyak pula data-data yang ingin dihitung dan mulailah
ide pembuatan untuk membuat komputer sebagai alat hitung dengan konsep
komputasi modern. Tidak hanya itu, komputer yang diciptakan hingga sekarang
bukan hanya sebuah alat yang hanya digunakan yang digunakan untuk perhitungan
saja, namun masih banyak yang dapat digunakan dalam mengerjakan hal lain
seperti menyimpan, mengedit, mengolah kata, dan masih banyak lagi.
Sejarah
perkembangan komputasi modern dimulai dari seorang ilmuan ternama yang berasal
dari Hungaria bernama John Von Neumann (1903-1957). Von Neumann merupakan
sebuah ilmuan yang berlajari di Berlin dan Zurich dan mendapat diploma di
bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada saat yang sama, beliau mendapatkan
gelar doctornya pada bidang matematika dari Universitas Budapest. Berkat
keahliannya Von Neumann dalam bidang teori game yang melahirkan automata,
teknologi bom atom dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Von
Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum,
game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang disalurkan melaluli
karya-karyanya. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil
yang dengan kemampuannya mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit di
dalam kepalanya.
·
Contoh Komputasi Modern sampai dengan
lahirnya ENIAC :
1.
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.
2.
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).
3.
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.
4.
The Harvard Mark I ditemukan pada 1944, mempunyai
skala besar, merupakan komputer elektromekanis dengan programmability terbatas.
5.
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)
·
Karakteristik Komputasi Modern
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.
1. Jenis-jenis komputasi modern
2.
Mobile computing
Mobile
computing atau 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.
Beberapa keterbatasan
dan resiko dari mobile computing:
1.
Kurangnya Bandwith Akses internet pada peralatan ini
umumnya lebih lambat dibandingkan dengan koneksi kabel.
2. Gangguan Transmisi Banyak faktor yang bisa menyebabkan
gangguan sinyal pada mobile computing seperti cuaca, medan dan jarak alat
mobile computing dengan titik pemancar sinyal terdekat.
·
Grid computing
Grid computing Komputasi
grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan
terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar.
Beberapa daftar yang dapat digunakan 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.
·
Cloud computing
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 :
1.
Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang
bekerja seperti handphone, sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan
komputer.
2.
Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal
dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.
3.
Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah
dibawa kemana-mana, sedangkan grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.
4.
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
·
Dampak adanya
komputasi modern
Salah satu dampak dari adanya
komputasi modern adalah dapat membantu manusia untuk menyelesaikan
masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan computer. Salah satu contohnya
adalah biometric. Biometric berasal dari kata Bio dan Metric. Kata bio diambil
dari bahasa yunani kuno yang berarti Hidup sedangkan Metric juga berasal dari
bahasa yunani kuno yang berarti ukuran, jadi jika disimpulkan biometric berarti
pengukuran hidup. Tapi secara garis besar biometric merupakan pengukuran dari
statistic analisa data biologi yang mengacu pada teknologi untuk menganalisa
karakteristik suatu tubuh ( individu ). Nah dari penjelasan tersebut sudah
jelas bahwa Biometric menggambarkan pendeteksian dan pengklasifikasian dari
atribut fisik. Terdapat banyak teknik biometric yang berbeda, diantaranya:
1.
Pembacaan sidik jari / telapak tangan
2.
Geometri tangan
3.
Pembacaan retina / iris
4.
Pengenalan suara
5.
Dinamika tanda tangan.
2.4 TEORI
BAHASA DAN AUTOMATA
2.4.1 Teori
Bahasa
Teori bahasa membicarakan bahasa formal (formal language),
terutama untuk kepentingan perancangan kompilator (compiler) dan pemroses
naskah (text processor). Bahasa formal adalah kumpulan kalimat. Semua kalimat
dalam sebuah bahasa dibangkitkan oleh sebuah tata bahasa (grammar) yang sama.
Sebuah bahasa formal bisa dibangkitkan oleh dua atau lebih tata bahasa berbeda.
Dikatakan bahasa formal karena grammar diciptakan mendahului pembangkitan
setiap kalimatnya. Bahasa manusia bersifat sebaliknya; grammar diciptakan untuk
meresmikan kata-kata yang hidup di masyarakat. Dalam pembicaraan selanjutnya
‘bahasa formal’ akan disebut ‘bahasa’ saja.
2.4.2 Automata
Automata adalah mesin abstrak yang dapat mengenali (recognize), menerima
(accept), atau membangkitkan (generate) sebuah kalimat dalam bahasa
tertentu.
2.5 Finite State Machine (FSM)
2.5.1 Finite State Machine (FSM)
Bahasa formal dapat
dipandang sebagai entitas abstrak, yaitu sekumpulan string-string simbol
alphabet tertentu. Namun bahasa juga dapat dipandang sebagai entitas-entitas
abtrak yang dapat dikenali atau dibangkitkan melalui suatu mesin komputasi.
Mesin yang dapat mengenali bahasa kelas ini adalah finite state machine.
2.5.2 Defenisi FSM
Ada beberapa definisi mengenai
Finite State Machine (FSM) atau sering juga disebut dengan Finite State
Automata (FSA).
1. FSM didefenisikan sebagai perangkat komputasi yang
memiliki input berupa string dan output yang merupakan satu dari dua nilai yang
dapat di-accept dan reject (Rich : 2009).
2. Finite Automata adalah model matematika sistem dengan
masukan dan keluaran diskrit. Sistem dapat berada di salah satu dari sejumlah
berhingga konfigurasi internal disebut state (Hariyanto : 2004).
3. FSM adalah sebuah metodologi perancangan sistem
kontrol yang menggambarkan tingkah laku atau prinsip kerja sistem dengan
menggunakan tiga hal berikut: State (Keadaan), Event (kejadian) dan action
(aksi). Pada satu saat dalam periode waktu yang cukup signifikan, sistem akan
berada pada salah satu state yang aktif. Sistem dapat beralih atau bertransisi
menuju state lain jika mendapatkan masukan atau event tertentu, baik yang
berasal dari perangkat luar atau komponen dalam sistemnya itu sendiri. Transisi
keadaan ini umumnya juga disertai oleh aksi yang dilakukan oleh sistem ketika
menanggapi masukan yang terjadi. Aksi yang dilakukan tersebut dapat berupa aksi
yang sederhana atau melibatkan rangkaian proses yang relatif kompleks (Setiawan
: 2006).
2.5.3 Implementasi
FSM pada perangkat lunak
Implementasi Finite State Machine
dalam perangkat lunak merupakan permasalahan tersendiri yang sudah banyak
diteliti oleh pakar-pakar insinyur perangkat lunak (software engineer ). Desain
Finite State Machine memang tampak mudah dan sederhana karena hanya terdiri
dari serangkaian lingkaran dan anak panah yang masing-masing memiliki label.
Desain FSM biasanya direpresentasikan dalam tabel transisi state atau dengan
state diagram. Namun jika tiba waktunya mengimplementasikan FSM dalam suatu
aplikasi perangkat lunak, maka ada suatu permasalahan yang sering timbul yaitu
kode program FSM menjadi rumit dan kompleks ketika sistem yang dibangun adalah
sistem yang besar atau kompleks. Bagi pemula yang masih belajar implementasi
FSM dengan sistem sederhana mungkin hal ini tidak terlalu berpengaruh maupun
terasa. Namun bagi seorang programer profesional, maka implementasi FSM untuk
sistem yang besar atau kompleks memerlukan suatu desain struktur yang baik dan
optimal (Wijaya, 2009).
2.6 Definisi Mesin Turing
Mesin Turing adalah model komputasi teoretis yang ditemukan
oleh Alan Turing,
berfungsi sebagai model ideal untuk melakukan perhitungan matematis. Walaupun
model ideal ini diperkenalkan sebelum komputer nyata
dibangun, model ini tetap diterima kalangan ilmu komputer sebagai
model komputer yang sesuai untuk menentukan apakah suatu fungsi dapat
selesaikan oleh komputer atau tidak (menentukan computable function).
Mesin Turing terkenal dengan ungkapan " Apapun yang bisa dilakukan oleh
Mesin Turing pasti bisa dilakukan oleh komputer”.Sebuah
mesin turing terdiri atas barisan sel tersusun berupa pita yang dapat bergerak
maju mundur, komponen aktif baca/tulis pita yang memiliki status perhitungan
serta dapat mengubah/menulisi sel aktif yang ada di pita tadi, dan suatu
kumpulan instruksi bagaimana komponen baca/tulis ini harus melakukan modifikasi
terhadap sel aktif pada pita, serta bagaimana menggerakkan pita tersebut. Pada
setiap langkah dalam komputasi, mesin ini akan dapat mengubah isi dari sel yang
aktif, mengubah status dari komponen baca/tulis, dan mengubah posisi pita ke
kiri atau ke kanan.
2.6 Contoh Aplikasi Komputasi Modern
Contoh
aplikasi yang menerapkan konsep komputasi modern pada masa kini diataranya
adalah pada bidang navigasi seperti google maps, waze, apple maps, HERE milik
nokia, dll. Selain itu ada pula dalam bidang ekonomi e-commerce atau online
shop seperti bukalapak, olx, tokopedia, lazada, dsb. Karena komputasi modern
pula dalam bidang kuliner banyak restoran cepat saji yang menyediakan jasa
antar makanan melalu website serta aplikasi seperti Mcdelivery dari Mcdonald,
PHD dari Pizza Hut, dan KFC delivery mili KFC.
BAB III
KESIMPULAN
3. Kesimpulan
Komputasi modern sangat membantu
manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan
komputer untuk memenuhi kebutuhan, tidak hanya menghitung tapi dalam hal
program dan jaringan yang dapat diselesaikan dengan cepat dan komputasi modern
juga memudahkan perkembangan teknologi modern dengan pesat. Konsep Komputasi
Modern pertama kali digagasi oleh John Von Neumann. Beliau adalah ilmuan yang
meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann memberikan berbagai
sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir,
dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya-karyanya Von Neumann juga ahli
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.
Sumber dari:
-https://avievarifian.wordpress.com/2016/05/04/implementasi-komputasi-modern-di-bidang-ekonomi/
-
https://dedesyana.wordpress.com/2016/04/03/komputasi-modern-dan-implementasinya/
