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 :
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 :
