Teori komputasi adalah
cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah
dan bagaimanakah suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi,
menggunakan algoritme. Bidang ilmu ini terutama membahas hal terkait
komputabilitas dan kompleksitas, dalam kaitannya dengan formalisme komputasi.
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.
Teori komputasi dibagi
lagi menjadi 3 ranting :
1.
Teori Otomata (automata theory)
Teori Otomata adalah
teori mengenai mesin-mesin abstrak, dan berkaitan erat dengan teori bahasa
formal. ada beberapa hal yang berkaitan dengan Otomata, yaitu Grammar. Grammar
adalah bentuk abstrak yang dapat diterima (accept) untuk membangkitkan suatu
kalimat otomata berdasarkan suatu aturan tertentu.
2. Teori Komputabilitas (computability theory)
Teori komputabilitas
bertujuan untuk memeriksa apakah persoalan komputasi dapat dipecahkan pada
suatu model komputasi teoritis. Dengan kata lain, teori komputabilitas
mengklasifikasikan persoalan sebagai dapat dipecahkan (solvable) atau persoalan
yang tidak dapat dipecahkan (unsolvable). Teori kompleksitas bertujuan untuk
mengkaji kebutuhan waktu dan ruang untuk memecahkan persoalan yang diselesaikan
dengan pendekatan yang berbeda-beda.
3.
Teori Kompleksitas (computational
complexity theory)
Teori kompleksitas
mengklasifikasikan persoalan sebagai persoalan mudah (easy) atau persoalan
sukar (hard).
Implementasi
Komputasi Kimia
Komputasi kimia adalah
cabang dari kimia yang menggunakan simulasi komputer untuk membantu dalam
memecahkan masalah kimia. Ilmu ini menggunakan metode teori kimia, digabungkan
dengan program komputer yang efisien, untuk menghitung struktur dan susunan dari
molekul dan zat.
Penemuan komputasi kimia
berawal dari sebuah gagasan teoritis pada perhitungan kimia yang dilakukan oleh
Walter Heitler dan Fritz London pada 1927. Penggunaan komputer pada bidang
kimia baru dapat diwujudkan pada beberapa tahun setelahnya, tepatnya 1940.
Komputasi Geologi
Implementasi komputasi
modern dalam bidang Geologi adalah GIS. Geographic information system
(GIS) atau Sistem Informasi Berbasis Pemetaan dan Geografi adalah sebuah alat
bantu manajemen berupa informasi berbantuan komputer yang berkait erat dengan
sistem pemetaan dan analisis terhadap segala sesuatu serta peristiwa-peristiwa
yang terjadi di muka bumi. GIS lebih dikenal sebagai software tools,
misalnya: ArcInfo, MapInfo, AutoCadMap, Grass, dan masih banyak lagi. Dengan tools
yang sama maka GIS berkaitan dengan proses dan presentasi peta-peta skala kecil
(peta LandUse, Kehutanan), sedangkan LIS berkaitan dengan peta-petaskala besar,
yaitu peta bidang-bidang tanah (land parcels).
Komputasi Fisika
Implementasi komputasi moderndi
bidang fisika ada Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan
antara Fisika,Komputer Sain dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada
“Kejadian dan masalah yang komplek pada dunia nyata” baik dengan menggunakan
simulasi juga penggunaan algoritma yang tepat.
Pemahaman fisika pada
teori, experimen, dan komputasi haruslah sebanding, agar dihasilkan solusi
numerik dan visualizasi /pemodelan yang tepat untuk memahami masalah Fisika.
Untuk melakukan perkerjaan seperti evaluasi integral,penyelesaian persamaan
differensial, penyelesaian persamaan simultans, mem-plot suatu fungsi/data,
membuat pengembangan suatu seri fungsi, menemukan akar persamaan dan bekerja
dengan bilangan komplek yang menjadi tujuan penerapan fisika komputasi.
Banyak perangkat lunak
ataupun bahasa yang digunakan, baik MatLab, Visual Basic, Fortran,Open Source
Physics (OSP), Labview, Mathematica, dan lain sebagainya digunakan untuk
pemahaman dan pencarian solusi numerik dari masalah-masalah pada Fisika
komputasi. Suatu yang menjadi fokus perhatian kita disini adalah penggunaan
visual basicsebagai alat bantu dalam pembelajaran dan pencarian solusi Fisika
komputasi.
Komputasi Matematika
Implementasi komputasi
modern di bidang matematika ada numerical analysis yaitu sebuah algoritma
dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika. Bidang analisis numerik
sudah sudah dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer
modern. Interpolasi linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang
lalu. Banyak matematikawan besar dari masa lalu disibukkan oleh analisis
numerik, seperti yang terlihat jelas dari nama algoritma penting
seperti metode Newton,interpolasi polinomial Lagrange, eliminasi
Gauss, atau metode Euler. Buku-buku besar berisi rumus dan tabel data
seperti interpolasi titik dan koefisien fungsi diciptakan untuk memudahkan
perhitungan tangan. Dengan menggunakan tabel ini (seringkali menampilkan
perhitungan sampai 16 angka desimal atau lebih untuk beberapa fungsi), kita
bisa melihat nilai-nilai untuk diisikan ke dalam rumus yang diberikan dan
mencapai perkiraan numeris sangat baik untuk beberapa fungsi. Karya utama dalam
bidang ini adalah penerbitan NIST yang disunting oleh Abramovich
dan Stegun, sebuah buku setebal 1000 halaman lebih. Buku ini berisi banyak
sekali rumus yang umum digunakan dan fungsi dan nilai-nilainya di banyak titik.
Nilai f-nilai fungsi tersebut tidak lagi terlalu berguna ketika komputer
tersedia, namun senarai rumus masih mungkin sangat berguna.Kalkulator
mekanik juga dikembangkan sebagai alat untuk perhitungan tangan.
Kalkulator ini berevolusi menjadi komputer elektronik pada tahun
1940. Kemudian ditemukan bahwa komputer juga berguna untuk tujuan
administratif. Tetapi penemuan komputer juga mempengaruhi bidang analisis
numerik, karena memungkinkan dilakukannya perhitungan yang lebih panjang dan
rumit.
Komputasi Biologi
Dalam implementasi
komputasi modern di bidang biologi terdapat 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 berdasarkan artificial 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.
Komputasi Ekonomi
Implementasi pada ilmu
pengetahuan ekonomi adalah mempelajari agent-based computational modeling,
computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational
modeling of dynamic macro economic systems, pemrograman yang didesain khusus
untuk komputasi ekonomi, dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi
ekonomi. Karena dibidang ekonomi pasti memiliki permasalahan yang harus
dipecahkan oleh algoritma contohnya adalah memecahkan teori statistika untuk
memecahkan permasalahan keuangan.
Salah satu implementasi
komputasi modern pada bidang ekonomi yaitu dengan adanya situs web iklan baris
yang difokuskan untuk membeli dan menjual produk serta jasa secara real
time. Iklan baris sendiri adalah salah satu cara promosi barang dan jasa
yang umumnya ditemukan di koran. Cara ini merupakan pengembangan dari promosi
iklan yang mengutamakan daya tarik dengan gambar dan dengan informasi yang
lebih lengkap dan terperinci dalam bentuk teks.Iklan baris
mengutamakan informasi yang paling inti yang perlu diketahui oleh peminatnya.
#NurAzmiAqil
#4IA19
#TeoriKomputasi
#PengantarKomputasiModern
