Jumat, 14 Maret 2014

Penerapan Komputasi Modern dalam Ilmu Sains

Berikut ini adalah beberapa implementasi komputasi modern dalam bidang sains

Pada bidang fisika
Fisika memiliki suatu cabang keilmuan yang memanfaatkan suatu tools yang dapat dimanfaatkan untuk membuat perhitungan menjadi lebih mudah dan cepat yang disebut Fisika Komputasi.
Kini komputer bukan hanya digunakan untuk mengolah data praktikum atau membuat dokumen ilmiah, namun dapat digunakan untu kmenghitung suatu perhitungan yang rumit.

Pada bidang matematika
Matematika Komputasi adalah ilmu yang mengintergrasikan matematika terapan dan ilmu komputer. Banyak masalah industri, juga masalah dalam bidang teknik, kesehatan, sains, bisnis dan ekonomi dapat dimodelkan secara matematika dan disimulasikan dengan bantuan komputer dengan tujuan untuk mendapatkan solusi dari masalah tersebut.

Pada bidang kimia
Kimia Komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia teori yang diterjemahkan kedalam program komputer untuk menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak molekul) dan menerapkan program tersebut kedalam sistem nyata.

Penerapan Komputasi Modern dalam bidang kesehatan

Salah satu penerapan komputasi modern adalah bioinformatika. Bioinformatika adalah penerapan teknik komputasional untuk mengelola daln menganalisis informasi biologis. Istilah bioinformatika nulai dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer dalam biologi. namun, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Ilmu bioinformatika lahir atas inidiatif para ahli komputer berdasarkan artificial intellingence. mereka berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini dapat dibuat secara artificial melalui kunci [enentu tindak gejala alam tersebut, yaitu gen yang meliputi DNA dan RNA. Bioinformatika ini penting untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan kedokteran modern.

Bidang-bidang yang terkait dengan Bioinformatika
  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 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.

Contoh-contohnya:
  1. Bioinformatika dalam bidang klinis. Aplikasi informatika ini berbentuk data-data mengenai informasi klinis dari seorang pasien seperti data analisa diagnosa laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto rontgen, ukuran detak jantung dan lain-lain
  2. Bioinformatika untuk identifikasi agent penyakit baru. Aplikasi ini digunakan untuk mendeteksi kemunginan penyakit baru yang akan muncul melalui virus atau media lainnya
  3. Bioinformatika untuk diagnosa penyakit baru. Aplikasi ini digunakan untuk mendiagnosa penyakit apa yang diderita oleh pasien dan untuk mengetahui obat apa yang tepat dan perawatan yang akan diberikan pada pasien
  4. Bioinformatika untuk penemuan obat. Aplikasi ini digunakan untuk menemukan terobosan pada obat dengan kombinasi berbagai senyawa sepert enzim, asam amino dan lain-lain

Komputasi Modern

Pengertian Komputasi Modern
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. Konsep ini pertama kali digagasi oleh John Von Neumann (1903-1957). Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:
  1. Akurasi
  2. Kecepatan
  3. ProblemVolume Besar
  4. Modelling
  5. Kompleksitas

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 dilahirkan di Budapest, Hungaria, pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Merupakan anak pertama dari Neumann Miksa dan Kann Margit. Von Neumann adalah seorang Yahudi di Hungaria yang bergelar doktor dalam ilmu hukum. Dia juga pengacara untuk sebuah bank. Tahun 1903, Budapest tekenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.

Von Neumann merupakan 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.