Sabtu, 10 Maret 2018

Teori Komputasi dan implementasinya dalam berbagai bidang


Teori Komputasi

Teori komputasi adalah cabang yang berhubungan dengan bagaimana masalah dapat dipecahkan pada sebuah model komputasi secara efisien menggunakan algoritma. Dalam rangka melakukan penelitian yang rinci mengenai komputasi, ilmuwan komputer bekerja dengan matematika abstrak komputer yang disebut dengan model komputasi. Terdapat beberapa model yang digunakan, namun yang paling umum dipelajari adalah Mesin Turing. Mesin Turing dipelajari oleh para ilmuwan komputer karena itu sederhana untuk di formulasi dapat di analisis dan digunakan untuk membuktikan hasil karena itu mewakili banyak anggapan model komputasi yang paling mungkin. Mungkin kemampuan kapasitas memori yang tidak terbatas merupakan sesuatu yang tidak dapat terwujud, namun setiap masalah yang mungkin dipecahkan yang diselesaikan oleh Mesin Turing akan selalu hanya memerlukan jumlah memori yang terbatas. Sehingga pada dasarnya, setiap masalah yang dapat diselesaikan oleh Mesin Turing dapat diselesaikan oleh komputer yang memiliki jumlah memori yang terbatas.

Bidang ini terbagi menjadi tiga fokus besar yaitu bahasa dan teori otomata, teori rekursi dan teori kompleksitas komputasi. 

1.      Teori Otomata
          Teori otomata adalah pelajaran mengenai mesin abstrak dan masalah komputasional yang dapat dipecahkan menggunakan mesin tersebut. Mesin abstrak inilah yang disebut Otomata. Otomata berasal dari bahasa Yunani Automata yang berarti sesuatu yang mengerjakan sesuatu dengan sendirinya. Teori otomata sangat dekat hubungannya dengan Teori Bahasa Formal, karena otomata sering diklasifikasikan dalam kelas bahasa formal. Otomata digunakan sebagai model teoritis untuk mesin komputer, dan digunakan untuk membuktikan perhitungan.

2.      Teori Bahasa Formal
Teori bahasa adalah cabang matematika yang bekutat dalam penggambaran bahasa sebagai sekumpulan operasi pada alfabet. Teori bahasa sangat bertautan dengan Teori Otomata, dimana otomata digunakan untuk menghasilkan dan mengenali bahasa formal. Ada beberapa kelas dalam bahasa formal dan setiap di antaranya lebih kompleks dari kelas sebelumnya. Karea otomata digunakan sebagai model komputasi, bahasa formal adalah mode spesifikasi yang lebih dipilih untuk semua masalah yang harus di hitung.

3.      Teori Komputabilitas
       Teori ini secara pokok menangani persoalan masalah yang mana yang dapat dipecahkan oleh komputer. Pernyataan bahwa masalah halting (proses yang terhenti-henti) tidak dapat dipecahkan oleh Mesin Turing adalah salah satu hasil terpenting dalam teori komputabilitas, sebagaimana menjadi contoh bagi masalah yang konkrit yang keduanya mudah untuk diformulasi dan tidak mungkin untuk di pecahkan menggunakan Mesin Turing. Banyak teori komputabilitas yang dibangun pada hasil masalah halting.

Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Fisika
Fisika komputasi adalah studi implementasi numerik algoritma untuk memecahkan masalahdi bidang fisika di mana teori kuantitatif yang sudah ada. Dalam sejarah, fisika komputasi adalah aplikasi ilmu komputer modern pertama di bidang sains, dan sekarang menjadi subbagian dari sains komputasi. Pada dasarnya komputasi fisika adalah menyelesaikan sebuah problem fisika yang tidak dapat diselesaikan secara analitis dengan melakukan pendekatan numerik berdasarkan teori yang sudah ada, yang perhitunganya dilakukan dengan bantuan komputer dan dengan bahasa pemrograman tertentu seperti Pascal, Phyton , Fortran dan lain – lain.

Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Kimia
Implementasi komputasi modern di bidang kimia adalah Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat molekul. Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata “tepat” atau “sempurna” tidak muncul di sini, karena sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.

Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Matematika.
Menyelesaikan sebuah masalah yang berkaitan dengan perhitungan matematis, namun dalam pengertian yang akan dibahas dalam pembahasan komputasi modern ini merupakan sebuah sistem yang akan menyelesaikan masalah matematis menggunakan komputer dengan cara menyusun algoritma yang dapat dimengerti oleh komputer yang berguna untuk menyelesaikan masalah manusia.

Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Ekonomi
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 contoh komputasi di bidang ekonomi adalah komputasi statistik. Komputasi statistik adalah jurusan yang mempelajari teknik pengolahan data, membuat program, dan analisis data serta teknik penyusunan sistem informasi statistik seperti penyusunan basis data, komunikasi data, sistem jaringan, dan diseminasi data statistik.

Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Geologi
Geologi merupakan cabang Ilmu sains yang mempelajari tentang Bumi. Yakni komposisi, struktur , sifat-sifat, sejarah dan proses, komputasi Geologi umumnya digunakan dibidang pertambangan sebuah sistem komputer digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat didalam tanah. Implementasi pada bidang ini untuk memetakan letak sumber daya dan kontur dari permukaan bumi yang terdapat hasil tambang.

Implementasi Komputasi Modern pada Bidang Geografi
Geografi adalah ilmu yang mempelajari tentang lokasi serta persamaan dan perbedaan (variasi) keruangan atas fenomena fisik dan manusia di atas permukaan bumi. Komputasi dalam bidang Geografi biasanya di gunakan untuk peramalan cuaca, di Indonesia khususnya ada salah satu instansi Negara dengan nama BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) yakni instansi negara yang meneliti mengamati tentang Metereologi, Klimatologi kualitas udara dan Geofisika supaya tetap sesuai dengan perundang undangan yang berlaku di Indonesia.