Komputasi merupakan
cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu
algoritma. Komputasi merupakan suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan
matematika.
Komputasi modern bisa disebut
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. 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).
Sejarah Komputasi Modern
Dalam perkembangan
komputasi modern, kita tidak bisa melupakan begitu saja orang dibalik
perkembangan komputasi modern yang merubah semua pekerjaan jadi lebih mudah.
Sejarah komputasi dimulai dari seseorang ilmuan yang ternama di bidang
teknologi. Permulaan komputasi modern dimulai pada saat tahun 1926 oleh ilmuan
yang berasal dari hungaria yang bernama John Von Neumann.
Von Neumann seorang
ilmuan yang belajar dari Berlin dan Zurich dan mendapatkan
diploma pada bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada tahun yang sama dia
mendapatkan gelar doktor pada bidang matematika dari Universitas Budapest.
Berkat keahlian dan kepiawaiannya Von Neumann
dalam bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom
atom, dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Kegeniusannya
dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian
bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya. Setelah mengajar di Berlin
dan Hamburg, Von Neumann pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di
Universitas Princeton serta menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced
Studies.
Dipicu
ketertarikannya pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan
diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih
dalam bidang komputasi. Sebagai konsultan pada pengembangan ENIAC, dia
merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang.
Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan program yang tersimpan (program
dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.
berdasarkan beberapa definisi di atas, maka komputasi modern dapat diartikan
sebagai suatu pemecahan masalah berdasarkan suatu inputan dengan menggunakan
algoritma dimana penerapannya menggunakan berbagai teknologi yang telah
berkembang seperti komputer.
Contoh implementasi dalam bidang
ilmu Komputasi Modern
Implementasi yang
jelas terlihat ada pada ilmu Bioinformatika. Berikut akan dibahas bagaimana
bioinformatika itu termasuk dalam implementasi dalam bidang ilmu komputasi
modern.
Pengertian Bioinformatika
Bioinformatika,
sesuai dengan asal katanya yaitu “bio” dan “informatika”, adalah gabungan
antara ilmu biologi dan ilmu teknik informasi (TI). Pada umumnya,
Bioinformatika didefenisikan sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa
untuk menangkap dan menginterpretasikan data-data biologi. Ilmu ini merupakan
ilmu baru yang yang merangkup berbagai disiplin ilmu termasuk ilmu komputer,
matematika dan fisika, biologi, dan ilmu kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang
dan saling bermanfaat satu sama lainnya.
Istilah bioinformatics mulai
dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer
dalam biologi. Namun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika
(seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens
biologis) sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Ilmu bioinformatika
lahir atas insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkanartificial
intelligence. Mereka berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa
diuat secara artificial melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut. Untuk
mewujudkan hal ini diperlukan data-data yang yang menjadi kunci penentu
tindak-tanduk gejala alam tersebut, yaitu gen yang meliputi DNA atau RNA.
Bioinformatika ini penting untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan
kedokteran modern. Perangkat utama Bioinformatika adalah program software dan
didukung oleh kesediaan internet.
Perkembangan
teknologi DNA rekombinan memainkan peranan penting dalam lahirnya bioinformatika.
Teknologi DNA rekombinan memunculkan suatu pengetahuan baru dalam rekayasa
genetika organisme yang dikenala bioteknologi. Perkembangan bioteknologi dari
bioteknologi tradisional ke bioteknologi modren salah satunya ditandainya
dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme, sekuensing DNA
dan manipulasi DNA.
Sekuensing DNA satu
organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida atau
molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara menyeluruh
pada tahun 1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar
nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun,
walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data
nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan
tahun 1982.
Bioinformatika
(bahasa Inggris: bioinformatics) adalah ilmu yang mempelajari
penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi
biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika,
dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan
menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan
dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola
informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi
struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA,
analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.
Membicarakan
bioinformatika, tak dapat lepas dari proses lahirnya bidang tersebut.
Sebagaimana diketahui, bioteknologi dan teknologi informasi merupakan dua di
antara berbagai teknologi penting yang mengalami perkembangan signifikan dalam
beberapa tahun terakhir ini. Bioteknologi berakar dari bidang biologi,
sedangkan perkembangan teknologi informasi tak dapat dilepaskan dari
matematika. Umumnya biologi dan matematika dianggap adalah database utama dalam
biologi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National Center for
Biotechnology Information) di AS.
Cabang ilmu Bioinformatika
Bioinformatika
merupakan suatu bidang interdisipliner. Banyak cabang-cabang disiplin ilmu yang
terkait dengan Bioinformatika sehingga banyak pilihan bagi yang ingin mendalami
Bioinformatika. Beberapa bidang yang terkait dengan Bioinformatika antara lain:
1. Biophysics
Biophysics adalah
sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari ilmu
Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical
Society).
2. Computational Biology
Computational
biology merupakan bagian dari Bioinformatika
yang paling dekat dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari computational
biology adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada
biomedis dalam molekul dan sel.
3. Medical
Informatics
Medical
informatics adalah sebuah disiplin ilmu yang
baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran, penemuan dan implementasi dari
struktur dan algoritma untuk meningkatkan komunikasi, pengertian dan manajemen
informasi medis.
4. Cheminformatics
Cheminformatics adalah
kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis dan pendekatan data-mining yang
digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat (Cambridge Healthech
Institute’s Sixth Annual Cheminformatics conference).
5. Genomics
Genomics adalah
bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang
paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untuk menganalisa
atau membandingkan seluruh komplemen genetik dari satu spesies atau lebih.
6. Mathematical Biology
Mathematical
biology menangani masalah-masalah biologi,
namun metode yang digunakan untuk menangani masalah tersebut tidak perlu secara
numerik dan tidak perlu diimplementasikan dalam software maupun hardware.
7. Proteomics
Proteomics berkaitan
dengan studi kuantitatif dan kualitatif dari ekspresi gen di level dari
protein-protein fungsional itu sendiri. Yaitu: “sebuah antarmuka antara
biokimia protein dengan biologi molekul”.
8. Pharmacogenomics
Pharmacogenomics adalah
aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari
target-target obat.
9. Pharmacogenetics
Pharmacogenetics adalah
bagian dari pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik
atau Bioinformatika untuk mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik.
Perkembangan dan Penerapan
Bioinformatika
Dunia memasuki
babak baru yang diberi nama borderless world atau dunia tanpa
batas. Perkembangan teknologi yang tiada henti memungkinkan manusia untuk
berekspresi dan saling berkompetisi untuk menemukan bidang ilmu pengetahuan dan
teknologi yang baru.
Salah satu perkembangan
ilmu yang menggabungkan aspek teknologi informasi (TI) dan aspek biologi adalah
Bioinformatika. Disiplin ilmu yang merupakan salah satu topik paling hangat
dibicarakan dewasa ini dalam sejarahnya tak lepas dari perkembangan
bioteknologi di era tahun 70-an dimana seorang ilmuwan AS melakukan inovasi
dalam mengembangkan teknologi DNA rekombinan sehingga pada akhirnya lahir
perusahaan bioteknologi pertama di dunia, yaitu Genentech di AS. Perusahaan ini
memproduksi protein hormon insulin dalam bakteri yang dibutuhkan penderita
diabetes dimana selama ini insulin hanya bisa didapatkan dalam jumlah sangat
terbatas dari organ pankreas sapi.
Definisi
Bioinformatika menurut Fredj Tekaia dari Institut Pasteur adalah: “metode
matematika, statistik dan komputasi yang bertujuan untuk menyelesaikan
masalah-masalah biologi dengan menggunakan sekuen DNA dan asam amino dan
informasi-informasi yang terkait dengannya”.
Salah satu
pencapaian besar dalam metode Bioinformatika adalah selesainya proyek pemetaan
genom manusia (Human Genom Project). Selesainya proyek raksasa tersebut
menyebabkan bentuk dan prioritas dari riset dan penerapan Bioinformatika
berubah. Secara umum dapat dikatakan bahwa proyek tersebut membawa perubahan
besar pada sistem hidup kita, sehingga sering disebutkan –terutama oleh ahli
biologi—bahwa kita saat ini berada di masa pascagenom.
Tahun 1997, Ian
Wilmut dari Roslin Institute dan PPL Therapeutics Ltd, Edinburg, Skotlandia,
berhasil mengklon gen manusia yang menghasilkan faktor IX (faktor pembekuan
darah), dan memasukkan ke kromosom biri-biri. Diharapkan biri-biri yang selnya
mengandung gen manusia faktor IX akan menghasilkan susu yang mengandung faktor
pembekuan darah. Jika berhasil diproduksi dalam jumlah banyak maka faktor IX
yang diisolasi dari susu harganya bisa lebih murah untuk membantu para
penderita hemofilia.
MACAM-MACAM KOMPUTASI MODERN
Sebelumnya jenis -jenis
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.
Dan berdasarkan
penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis
membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Dan dapat dilihat 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.
Contoh cloud computing
pada sebuah inovasi dimana segala aktifitas komputerisasi dilakukan melalui
jalur internet.
Adapun perbedaan antara
komputasi mobile, komputasi grid dan komputasi cloud, dapat dilihat
penjelasannya dibawah ini :
Perbedaan antara komputasi mobile, grid, dan cloud :
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.
Dan ada juga persamaan
antara komputasi mobile, komputasi grid, dan komputasi cloud, penjelasanya
sebagai berikut :
1.
Ketiganya merupakan metode untuk melakukan komputasi, pemecahan
masalah, dan pencarian solusi.
2.
Ketiganya memerlukan alat proses data yang modern seperti
komputer, laptop atau telepon genggam untuk menjalankannya.
Sumber :
http://www.beritanet.com/Education/John-Von-Neumann.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Teknologi_komputasi
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
http://id.wikipedia.org/wiki/Teknologi_komputasi
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
