Pengantar Quantum Computation

   1. Pendahuluan

Quantum Computation sendiri adalah bidang studi yang difokuskan pada teknologi komputer berkembang berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum , yang menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada kuantum (atom dan subatom) tingkat.

Ada juga Quantum Computer. Lalu apa bedanya dengan Quantum Computer?Quantum Computer adalah alat untuk perhitungan yang menggunakan langsung dari kuantum mekanik fenomena, seperti superposisi dan belitan , untuk melakukan operasi pada Data. Cara kerja quantum computer sendiri berbeda dengann komputer bisanya. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit dalam komputer kuantum hal ini dilakukan dengan qubit (quantum bit) yang berarti jika di komputer biasa hanya mengenal 0 atau 1, dengan qubit sebuah komputer quantum dapat mengenal keduanya secara bersamaan dan itu membuat kerja dari komputer quantum itu lebih cepat dari pada komputer biasa.

     2. Entanglement

 Setelah sedikit memahami apa itu quantum computation dan quantum  computer kita akan memasuki pembahasan dari Entanglement. Entanglement sendiri masih bagian dari Quantum Computation. Apa itu Entanglement? Entanglement adalah suatu teori mekanika quantum yang menggambarkan seberapa cepat dan betapa kuatnya keterhubungan partikel-partikel pada Quantum computer yang dimana jika suatu partikel diperlakukan "A" maka akan memberikan dampak "A" juga ke partikel lainnya.

Ada juga pemahaman lain tentang Entanglement menurut Albert Einsten "Entanglement Kuantum" di istilahkan "Perbuatan Sihir Jarak Jauh" yang merupakan sifat dasar mekanika kuantum. Entanglement memungkinkan informasi kuantum tersebar dalam puluhan ribu kilometer, dan hanya dibatasi oleh seberapa cepat dan seberapa banyak pasangan entanglement dapat bekerja dalam ruang.

Dari sumber yang saya dapatkan dari internet : [Quantum entanglement] merupakan fenomena yang menghubungkan dua partikel sedemikian rupa sehingga perubahan yang terjadi pada satu partikel seketika itu juga tercermin dalam partikel lainnya, meski mungkin secara fisik diantara mereka terpisah beberapa tahun cahaya. 

 Quantum entanglement terjadi ketika partikel seperti foton, elektron, molekul besar seperti buckyballs, dan bahkan berlian kecil berinteraksi secara fisik dan kemudian terpisahkan; jenis interaksi adalah sedemikian rupa sehingga setiap anggota yang dihasilkan dari pasangan benar dijelaskan oleh kuantum mekanik deskripsi yang sama (keadaan yang sama), yang terbatas dalam hal faktor penting seperti posisi, momentum, perputaran, polarisasi, secara keseluruha superposisi kuantum dan Entanglement menciptakan daya komputasi yang sangat ditingkatkan. Dimana sebuah register 2-bit di komputer biasa dapat menyimpan hanya satu dari empat konfigurasi biner (00, 01, 10, atau 11) pada waktu tertentu, register 2-qubit dalam sebuah komputer kuantum dapat menyimpan semua empat nomor secara bersamaan, karena qubit masing-masing mewakili dua nilai. Jika lebih qubit ditambahkan, kapasitas meningkat diperluas secara eksponensial.

      3. Pengoperasian Data Qubit

Qubit merupakan kuantum bit , mitra dalam komputasi kuantum dengan digit biner atau bit dari komputasi klasik. Sama seperti sedikit adalah unit dasar informasi dalam komputer klasik, qubit adalah unit dasar informasi dalam komputer kuantum . Dalam komputer kuantum, sejumlah partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan (dalam praktek, keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), baik dengan biaya mereka atau polarisasi bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. Setiap partikel-partikel ini dikenal sebagai qubit, sifat dan perilaku partikel-partikel ini (seperti yang diungkapkan dalam teori kuantum ) membentuk dasar dari komputasi kuantum. Dua aspek yang paling relevan fisika kuantum adalah prinsip superposisi dan Entanglement.

 Bit digambarkan oleh statusnya, 0 atau 1. Begitu pula, qubit digambarkan oleh status quantumnya. Dua status quantum potensial untuk qubit ekuivalen dengan 0 dan 1 bit klasik. Namun dalam mekanika quantum, objek apapun yang memiliki dua status berbeda pasti memiliki rangkaian status potensial lain, disebut superposisi, yang menjerat kedua status hingga derajat bermacam-macam.

4. Quantum Gates

       Gate sendiri dalam bahasa Indonesia adalah Gerbang.jadi Quantum Gates adalah sebuah gerbang kuantum yang dimana berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits. dengan demikian Quantum gates mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.

Contoh dari Quantum Gates : https://youtu.be/0XJp3akoocY

5. Algoritma Shor

       Algoritma Shor, dinamai matematikawan Peter Shor , adalah algoritma kuantum yaitu merupakan suatu algoritma yang berjalan pada komputer kuantum yang berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma Shor dirumuskan pada tahun 1994.  Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana cara menyelesaikan faktorisasi terhaadap bilanga interger atau bulat yang besar.

      Efisiensi algoritma Shor adalah karena efisiensi kuantum Transformasi Fourier , dan modular eksponensial. Jika sebuah komputer kuantum dengan jumlah yang memadai qubit dapat beroperasi tanpa mengalah kebisingan dan fenomena interferensi kuantum lainnya, algoritma Shor dapat digunakan untuk memecahkan kriptografi kunci publik skema seperti banyak digunakan skema RSA. Algoritma Shor terdiri dari dua bagian:

- Penurunan yang bisa dilakukan pada komputer klasik, dari masalah anjak untuk masalah ketertiban -temuan.

-Sebuah algoritma kuantum untuk memecahkan masalah order-temuan.

     Hambatan runtime dari algoritma Shor adalah kuantum eksponensial modular yang jauh lebih lambat dibandingkan dengan kuantum Transformasi Fourier dan pre-/post-processing klasik. Ada beberapa pendekatan untuk membangun dan mengoptimalkan sirkuit untuk eksponensial modular. Yang paling sederhana dan saat ini yaitu pendekatan paling praktis adalah dengan menggunakan meniru sirkuit aritmatika konvensional dengan gerbang reversibel , dimulai dengan penambah ripple-carry. Sirkuit Reversible biasanya menggunakan nilai pada urutan n ^ 3, gerbang untuk n qubit. Teknik alternatif asimtotik meningkatkan jumlah gerbang dengan menggunakan kuantum transformasi Fourier , tetapi tidak kompetitif dengan kurang dari 600 qubit karena konstanta tinggi.

Sumber :

http://rcaesario.blogspot.com/2013/04/pengantar-quantum-computation.html
http://djuneardy.blogspot.com/2015/04/quantum-computing-entanglement.html
http://mynewsworthy99.blogspot.com/2013/05/pengantar-quantum-computation.html

http://ikapuchhino.blogspot.com/2015/04/pengantar-quantum-computation.html

PENGANTAR KOMPUTASI CLOUD

A. PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi di era ini menggunakan konsep-konsep seperti social networking, open, share, colaborations, mobile, easy maintenance, one click, terdistribusi, scalability, concurency, dan transparan. Sampai saat ini trend teknologi Cloud Computing (Komputasi Awan) masih terus diteliti dalam penelitian - penelitian para pakar IT dunia. Dengan berbagai kelebihan dan kekurangan, Cloud Computing hadir dengan memudahkan akses data dari mana saja dan kapan saja, karena dengan memanfaatkan internet dan menggunakan perangkat fixed atau mobile device menggunakan internet cloud sebagai tempat penyimpanan data, aplikasi dan lainya. Teknologi ini akan memberikan banyak keuntungan  baik dari sisi pemberi layanan (provider) atau dari sisi user. Penerapan teknologi ini memberikan dampak yang sangat signifikan bagi pengembangan teknologi itu sendiri, baik dari sisi pengguna maupun dari sisi industri. Pengguna diuntungkan dengan semakin mudahnya memperoleh atau mengunduh data secara cepat dan mudah karena banyak layanan yang dibuka oleh pihak industri. Keuntungan bagi pihak industri pun tidak kalah besar dengan kemudahan yang didapat oleh pengguna, karena dengan semakin majunya teknologi cloud computing akan semakin memudahkan industri untuk memasarkan produk dan menyebarkan informasi secara meluas keseluruh penjuru dunia. Cloud computing adalah gabungan pemanfaatan teknologi komputer dan pengembangan berbasis internet. Contoh penggunaan cloud computing antara lain adalah email service, facebook, google apps, twitter dan lain-lain.

Kelebihan dan Kekurangan Cloud Computing

-          Kelebihan Cloud Computing :

      Kelebihan paling menonjol dari cloud computing adalah kemudahan akses. Untuk mengerjakan suatu pekerjaan tidak mesti berada dihadapan satu komputer yang sama. Misal anda diberi tugas oleh atasan anda utnuk membuat sebuah bahan presentasi dengan format aplikasi power point, karena pada komputer anda tidak ada aplikasi power point maka anda bisa membuatnya di Google Docs (Google Drive) ataupun skydrive nya windows. cukup dengan koneksi nternet, login akun google atau hotmail. Outlook mail, maka anda pun sudah bisa membuat bahan presentasi secara online. Fleksibilitas, seperti contoh diatas, bahan presentasi yang kita buat tidak perlu di simpan di hardisk yang akan memakan ruang space. Dimanapun anda berada ataupun kemanapun anda berpergian file – file tersebut bisa dibuka dimana saja asalkan ada koneksi internet. Andaikata anda akan pergi ke perusahaan cabang anda, anda tidak perlu lagi repot – repot membawa laptop ke cabang perusahaan anda, karena semua file – file tersimpan diawan. Penghematan adalah kelebihan lain dari cloud computing.

-          Kekurangan Cloud Computing:

      Hal yang paling wajib dalam cloud computing adalah koneksi internet, internet bisa dibilang jalan satu – satunya untuk menuju ke cloud computing, ketika tidak ada koneksi internet ditempat kita berada, maka jangan harap bisa menggunakan sistem cloud computing. Hal ini masih menjadi hambatan khususnya bagi Indonesia, karena belum semua wilayah di tanah air terjangkau oleh akses internet, ditambah lagi sekalipun ada koneksi internet, koneksinya belum stabil dan kurang memadai. Kerahasiaan dan keamanan adalah salah satu hal yang paling diragukan pada komputasi awan. Karena dengan menggunakan sistem cloud computing ini berarti kita mempercayakan sepenuhnya atas keamanan dan kerahasiaan data – data kepada perusahaan penyedia server komputasi awan (cloud computing). Contoh yang paling sederhana adalah ketika anda menyimpan foto – foto anda di facebook dengan beberapa konfigurasi privasi yang diberikan kepada kita, maka selebihya kita mempercayakan keamanan file – file tersebut kepada facebook. Andaikata foto – foto tersebut hilang kita tidak bisa menuntut karena kita memanfaatkan jasa tersebut secara gratis.

B. PENGANTAR KOMPUTASI GRID

Komputasi Grid sebenarnya merupakan sebuah aplikasi pengembangan dari jaringan komputer (network). Hanya saja, tidak seperti jaringan komputer konvensional yang berfokus pada komunikasi antar piranti (device), aplikasi pada grid computing dirancang untuk memanfaatkan sumber daya pada terminal dalam jaringannya. Grid Computing biasanya diterapkan untuk menjalankan sebuah fungsi yang terlalu kompleks atau terlalu intensif untuk dikerjakan oleh satu sistem tunggal. Seperti halnya pengguna internet yang mengakses berbagai situs web dan menggunakan berbagai protokol  seakan - akan dalam sebuah sistem yang berdiri sendiri, maka pengguna aplikasi Grid Computing seolah-olah akan menggunakan sebuah virtual komputer dengan kapasitas pemrosesan data yang sangat besar.

Menurut definisi Grid Computing atau Komputasi Grid merupakan salah satu dari tipe data komputasi paralel. Karena penggunaan sumber daya nya melibatkan banyak komputer terpisah secara geografis namun tersambung via jalur komunikasi (termasuk internet) untuk memecahkan persoalan komputasi skala besar. Semakin cepat jalur komunikasi terbuka, maka peluang untuk menggabungkan kinerja komputasi dari sumber - sumber komputer yang terpisah menjadi semakin meningkat. Dengan demikian, skala komputasi terdistribusi dapat ditingkatkan secara geografis lebih jauh lagi, melintasi batas - batas domain administrasi yang ada.

Beberapa konsep dasar dari komputasi grid:

·                     Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal

·                     Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda 

Secara generik, keuntungan dasar dari penerapan komputasi grid, yaitu: 

1. Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle
2. Lebih cepat dan lebih besar: Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah dapat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas
3. Software dan aplikasi: Pool dari aplikasi dan pustaka standard, Akses terhadap model dan perangkat berbeda, Metodologi penelitian yang lebih baik.
4. Data: Akses terhadap sumber data global, dan hasil penelitian lebih baik. 

C. VIRTUALISASI

    Ada dua istilah yang sedang popouler saat ini dalam hal teknologi komputasi, yaitu Virtualisasi dan Cloud computing, namun saat ini sepertinya banyak yang menganggap bahwa virtualisasi dan cloud computing adalah hal yang sama, padahal sebenarnya cloud computing itu lebih dari sekedar virtualisasi.

    Virtualisasi adalah sebuah teknologi, yang memungkinkan anda untuk membuat versi virtual dari sesuatu yang bersifat fisik, misalnya sistem operasi, storage data atau sumber daya jaringan. Proses tersebut dilakukan oleh sebuah software atau firmware bernama Hypervisor. Hypervisor inilah yang menjadi nyawanya virtualisasi, karena dialah layer yang "berpura - pura" menjadi sebuah infrastruktur untuk menjalankan beberapa virtual machine. Dalam prakteknya, dengan membeli dan memiliki satu buah mesin, anda seolah - olah memiliki banyak server, sehingga anda bisa mengurangi pengeluaran IT untuk pembelian server baru, komponen, storage, dan software pendukung lainnya. 

D. DISTRIBUTED COMPUTATION dalam CLOUD COMPUTING

Komputasi terdistribusi merupakan bidang ilmu komputer yang mempelajari sistem terdistribusi. Sebuah sistem terdistribusi terdiri dari beberapa komputer otonom yang berkomunikasi melalui jaringan komputer. Komputer yang saling berinteraksi untuk mencapai tujuan bersama. Suatu program komputer yang berjalan dalam sistem terdistribusi disebut program didistribusikan, dan didistribusikan pemrograman adalah proses menulis program tersebut. Distributed computing juga mengacu pada penggunaan sistem terdistribusi untuk memecahkan masalah komputasi. Dalam distributed computing, masalah dibagi menjadi banyak tugas, masing-masing yang diselesaikan oleh satu komputer.

E. MAP REDUCE dan NOSQL (Not Only SQL)

Map-Reduce adalah salah satu konsep teknis yang sangat penting di dalam teknologi cloud terutama karena dapat diterapkannya dalam lingkungan distributed computing. Dengan demikian akan menjamin skalabilitas aplikasi kita. Salah satu contoh penerapan nyata map-reduce ini dalam suatu produk adalah yang dilakukan Google. Dengan inspirasi dari functional programming map dan reduce Google bisa menghasilkan filesystem distributed yang sangat scalable, Google Big Table. Dan juga terinspirasi dari Google, pada ranah open source terlihat percepatan pengembangan framework lainnya yang juga bersifat terdistribusi dan menggunakan konsep yang sama, project open source tersebut bernama Apache Hadoop.

 NoSQL adalah istilah untuk menyatakan berbagai hal yang didalamnya termasuk database sederhana yang berisikan key dan value seperti Memcache, ataupun yang lebih canggih yaitu non-database relational seperti MongoDB, Cassandra, CouchDB, dan yang lainnya. Wikipedia menyatakan NoSQL adalah sistem menejemen database yang berbeda dari sistem menejemen database relasional yang klasik dalam beberapa hal. NoSQL mungkin tidak membutuhkan skema table dan umumnya menghindari operasi join dan berkembang secara horisontal. Akademisi menyebut database seperti ini sebagai structured storage, istilah yang didalamnya mencakup sistem menejemen database relasional.

F. NOSQL DATABASE

Database NoSQL, juga disebut Not Only SQL, adalah sebuah pendekatan untuk pengelolaan data dan desain database yang berguna untuk set yang sangat besar data terdistribusi.NoSQL, yang mencakup berbagai teknologi dan arsitektur, berusaha untuk memecahkan masalah skalabilitas dan kinerja data yang besar yang database relasional tidak dirancang untuk menangani. NoSQL ini sangat berguna ketika perusahaan perlu untuk mengakses dan menganalisis sejumlah besar data terstruktur atau data yang disimpan dari jarak jauh pada beberapa virtual server di awan.

Berlawanan dengan kesalahpahaman yang disebabkan oleh namanya, NoSQL tidak melarang bahasa query terstruktur (SQL). Meskipun benar bahwa beberapa sistem NoSQL sepenuhnya non-relasional, yang lain hanya menghindari fungsi relasional dipilih seperti skema tabel tetap dan bergabung dengan operasi. Sebagai contoh, daripada menggunakan tabel, database NoSQL mungkin mengatur data menjadi objek, kunci / nilai berpasangan atau tupel.

Sumber Referensi :

http://cherinblog.blogspot.com/2013/04/pendahuluan-cloud-computing-atau-bisa.html

http://uchaaii.blogspot.com/2013/07/pengantar-komputasi-cloud.html

http://no21reason.blogspot.com/2013/04/pengantar-komputasi-cloud.html

https://rizkarunia.wordpress.com/2010/11/28/penerapan-grid-computing/

http://ikipmataram.ac.id/berita-376-komputasi-awan-icloud-definition-and-utilization.html 

http://www.locus.co.id/?pg=13

http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_computing 

http://www.komputasiawan.com/python/map-reduce 

http://nareswara.com/2011/07/06/apa-itu-nosql-database/

Komputasi Modern

1.     Definisi Komputasi Modern

Komputasi merupakan ilmu yang mempelajari tentang cara-cara untuk memecahkan suatu masalah terhadap data input dengan sebuah algoritma, data input disini adalah sebuah masukan yang berasal dari luar lingkungan sistem. Komputasi Modern merupakan sebuah sistem yang akan menyelesaikan masalah matematis menggunakan komputer dengan cara menyusun algoritma yang dapat dimengerti oleh komputer yang berguna untuk menyelesaikan suatu masalah.

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. Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:

·         Akurasi (big, Floating point)

·         Kecepatan (dalam satuan Hz)

·         ProblemVolume Besar (Down Sizzing atau pararel)

·         Modelling (NN & GA)

·         Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

2.     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.

3.     Macam-macam Komputasi Modern

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 :

·         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. Contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain sebagainya.

·         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.

  

·         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 :

-          Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.

-     Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.

-  Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana, sedangkan grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.

-          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.

4.     Contoh 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 biologyadalah 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 maupunhardware.

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.

5.     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:

- Pembacaan sidik jari / telapak tangan

- Geometri tangan

- Pembacaan retina / iris

- Pengenalan suara

- Dinamika tanda tangan.

Kesimpulan

Dari bahasan diatas, dapat diambil sebuah kesimpulan bahwa ilmu Komputasi Modern itu dapat diterapkan dalam berbagai disiplin ilmu seperti ilmu Bioinformatika ini. Jadi, tidak menutup kemungkinan ilmu Komputasi Modern ini dapat berkembang lebih pesat menjamuri berbagai disiplin ilmu lainnya.

Sumber Referensi :

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi

http://khresnapurnama.blogspot.com/2013/03/pengertian-jenis-dan-contoh-komputasi.html

http://ebyfebryy.blogspot.com/2011/03/tugas-softskill-artikel-tentang.html

http://belajar-pemrograman2.blogspot.com/2013/03/komputasi-modern.html