Pengantar Quantum Computation dan Parallel Computation

Pengantar Quantum Computation dan Parallel Computation

Pengantar Quantum Computation

A. Pendahuluan 

Quantum Computation atau komputer kuantum adalah sebuah alat untuk perhitungan, dimana perhitungan ini menggunakan langsung fenomena kuantum mekanik dan perhitungan ini seperti superposisi dan belitan untuk melakukan operasi pada data. Kuantum komputer berbeda dari komputer tradisional yang didasarkan pada transistor. Perbedaan komputer kuantum dengan komputer klasik adalah pada sebuah komputer klasik memiliki memori terdiri dari bit, dimana tiap bitmewakili salah satu atau nol. Sedangkan sebuah komputer kuantum mempertahankan urutan qubit.Sebuah qubit tunggal dapat mewakili satu, nol, atau, krusial. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.

Ide mengenai komputer kuantum ini berasal dari beberapa fisikawan antara lain Charles H. Bennett dari IBM, Paul A. Benioff dari Argonne National Laboratory, Illinois, David Deutsch dari University of Oxford, dan Richard P. Feynman dari California Institute of Technology (Caltech). Pada awalnya Feynman mengemukakan idenya mengenai sistem kuantum yang juga dapat melakukan proses penghitungan. Fenyman juga mengemukakan bahwa sistem ini bisa menjadi simulator bagi percobaan fisika kuantum. Selanjutnya para ilmuwan mulai melakukan riset mengenai sistem kuantum tersebut, mereka juga berusaha untuk menemukan logika yang sesuai dengan sistem tersebut. Sampai saat ini telah dikemukaan dua algoritma baru yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu algoritma shor dan algoritma grover.

Walaupun komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah dilakukan eksperimen dimana operasi komputasi kuantum dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara teoretis maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang cepat, dan banyak pemerintah nasional dan agensi pendanaan militer mendukung riset komputer kuantum untuk pengembangannya baik untuk keperluan rakyat maupun masalah keamanan nasional seperti kriptoanalisis.

Telah dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila komputer kuantum dalam skala besar dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat menyelesaikan sejumlah masalah lebih cepat daripada komputer biasa. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik sepertiketerkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum.

B.  Entanglement

Para ahli fisika dari University of Maryland telah satu langkah lebih dekat ke komputer kuantum dengan mendemonstrasikan eksistensi entanglement antara dua gurdi kuantum, masing-masing diciptakan dengan tipe sirkuit padat yang dikenal sebagai persimpangan Josephson.

Dipublikasikan dalam jurnal Science edisi pekan ini, hasil ini menunjukkan kemajuan terbaru dalam upaya ilmiah menerapkan sifat fisika kuantum pada pembuatan komputer yang jauh lebih bagus dibanding superkomputer yang ada saat ini. Tim fisikawan yang dipimpin oleh profesor Fred Wellstood dari Center for Superconductivity 

Research (pusat penelitian milik Jurusan Fisika University of Maryland) mengatakan penemuan mereka adalah yang pertama mengindikasikan keberhasilan penciptaan entanglement antara qubit persimpangan Josephson. Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka.

Jadi apa itu Entanglement ? Entanglement adalah esensi komputasi kuantum karena ini adalah jalinan kualitas yang berhubungan dengan lebih banyak informasi dalam bit kuantum dibanding dengan bit komputing klasik,” demikian Andrew Berkley, salah satu peneliti. Temuan terbaru ini mendekatkan jalan menuju komputer kuantum dan mengindikasikan bahwa persimpangan Josephson pada akhirnya dapat digunakan untuk membangun komputer supercanggih. 

C. Pengopeasian data qubit      

Ilmu informasi quantum dimulai dengan menggeneralisir sumberdaya fundamental informasi klasik—bit—menjadi bit quantum, atau qubit. Sebagaimana bit merupakan objek ideal yang diabstraksi dari prinsip-prinsip fisika klasik, qubit adalah objek quantum ideal yang diabstraksi dari prinsip-prinsip mekanika quantum. Bit bisa direpresentasikan dengan kawasan-magnetik pada cakram, voltase pada sirkuit, atau tanda grafit yang dibuat pensil pada kertas.

Pemfungsian status-status fisikal klasik ini sebagai bit tidak bergantung pada detil bagaimana mereka direalisasikan. Demikian halnya, atribut-atribut qubit adalah independen dari representasi fisikal spesifik sebagai pusingan nukleus atom atau, katakanlah, polarisasi photon cahaya.
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. Status-status qubit yang diperkenankan persisnya merupakan semua status yang harus bisa dicapai, secara prinsip, oleh bit klasik yang ditransplantasikan ke dalam dunia quantum. Status-status qubit ekuivalen dengan titik-titik di permukaan bola, di mana 0 dan 1 sebagai kutub selatan dan utara [lihat boks di bawah]. Kontinum status antara 0 dan 1 membantu perkembangan banyak atribut luar biasa informasi quantum.

D. Quantum Gates

Dalam kuantum komputer dan khususnya model rangkaian kuantum perhitungan, sebuah quantum gates atau quantum logic gates adalah dasar kuantum sirkuit operasi pada sejumlah kecil qubit. Mereka adalah blok bangunan sirkuit kuantum, seperti logic gates klasik untuk sirkuit digital konvensional.

E. Algoritma Shor

Algoritma Shor adalah contoh lanjutan paradigma dasar (berapa banyak waktu komputasi diperlukan untuk menemukan faktor bilangan bulat n-bit?), tapi algoritma ini tampak terisolir dari kebanyakan temuan lain ilmu informasi quantum. Sekilas, itu cuma seperti trik pemrograman cerdik dengan signifikansi fundamental yang kecil. Penampilan tersebut menipu; para periset telah menunjukkan bahwa algoritma Shor bisa ditafsirkan sebagai contoh prosedur untuk menetapkan level energi sistem quantum, sebuah proses yang fundamental. Seiring waktu berjalan dan kita mengisi lebih banyak pada peta, semestinya kian mudah memahami prinsip-prinsip yang mendasari algortima Shor dan algoritma quantum lainnya dan, kita harap, mengembangkan algoritma baru. 

Sumber:  

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum
http://serpihanfb.mywapblog.com/menyibak-kemungkinan-perjalanan-lintas-g.xhtml
http://sainstory.wordpress.com/2012/08/11/aturan-sederhana-untuk-dunia-quantum-yang-kompleks/
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_gate 

Parallel Computation

A. Konsep Komputasi Paralel

Sebelum saya menjelaskan tentang konsep komputasi paralel, pertama - tama saya kan menjelaskan terlebih dahulu apa yang dimaksud dengan komputasi paralel. Komputasi paralel adalah salah satu teknik untuk melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel.

Konsep dari komputasi paralel itu sendiri dapat ditinjau dari aspek design mesin paralel, perkembangan bahasa pemrograman paralel atau dari aspek pembangunan dan analisis algoritma paralel. Algoritma paralel itu sendiri lebih banyak difokuskan kepada algoritma untuk menyelesaikan masalah numerik, karena masalah numerik merupakan salah satu masalah yang memerlukan kecepatan komputasi yang sangat tinggi.

B. Pemrosesan Terdistribusi

Pemrosesan terdistribusi dalam ilmu komputer adalah suatu proses yang tersebar mempelajari penggunaan terkoordinasi dari komputer yang secara fisik terpisah atau terdistribusi. Sistem terdistribusi membutuhkan perangkat lunak yang berbeda dengan sistem terpusat.

Tujuan dari pemrosesan terdistribusi adalah menyatukan kemampuan dari sumber daya (sumber komputasi atau sumber informasi) yang terpisah secara fisik, ke dalam suatu sistem gabungan yang terkoordinasi dengan kapasitas yang jauh melebihi dari kapasitas individual komponen-komponennya.

C. Arsitektur Komputer Paralel

Arsitektur komputer paralel terbagi menjadi 4, yaitu: 

·                     SISD --> Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa dikatakan sebagai model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.

·                     SIMD --> Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda. Sebagai contoh kita ingin mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100 angka, dan kita menggunakan 5 processor. Pada setiap processor kita menggunakan algoritma atau perintah yang sama, namun data yang diproses berbeda. Misalnya processor 1 mengolah data dari deretan / urutan pertama hingga urutan ke 20, processor 2 mengolah data dari urutan 21 sampai urutan 40, begitu pun untuk processor-processor yang lain. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU). 

·                      MISD --> Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD. Untuk contoh, kita bisa menggunakan kasus yang sama pada contoh model SIMD namun cara penyelesaian yang berbeda. Pada MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga, keempat dan kelima sama-sama mengolah data dari urutan 1-100, namun algoritma yang digunakan untuk teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai saat ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD.

·                     MIMD --> Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.

sumber:

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

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

http://bagusonthespot.blogspot.com/2012/04/parallel-processing.html

http://no21reason.blogspot.com/2013/05/parallel-computation.html

( Label: komputasi modern www.gunadarma.ac.id, www.gunadarma.ac.id ) Read more

CLOUD COMPUTING (KOMPUTASI AWAN)

CLOUD COMPUTING (KOMPUTASI AWAN)

CLOUD COMPUTING(KOMPUTASI AWAN)

Pengertian Cloud Computing

Cloud Computing atau Komputasi Awan adalah gabungan pemanfaatan teknologi komputer (komputasi) dan pengembangan berbasis internet (awan). Menurut sebauh makalah tahun 2008 yang di publikasikan oleh IEEE Internet Computing "Cloud Computing adalah suatu paradigma dimana informasi secara permanen tersimpan di server di internet dan tersimpan secara sementara di komputer pengguna (client) termasuk didalamnya adalah desktop, komputer tablet, notebook, komputer tembok, handled, sensor-sensor, monitor dll".

Komputasi awan adalah suatu konsep umum yang mencakup SaaS, Web 2.0, dan tren teknologi terbaru lainnya yang dikenal luas, dengan tema umum berupa ketergantungan terhadap integnet guna memberikan kebutuhan komputasi pengguna. Sebagai contoh, Google Apps menyediakan aplikasi bisnis umum secara daring yang diakses melalui suatu penjelajah web dengan perangkat lunak dan data yang tersimpan di server. Komputasi awan ini menjadi trend teknologi terbaru, dan contoh bentuk pengembangannya adalah iCloud.

Karakteristik Cloud Computing

Menurut NIST (National Institute of Standards and Technologi), terdapat 5 karakteristik sehingga sistem tersebut disebut Cloud Computing, yaitu :

Resource Pooling

Sumber daya komputasi (storage, CPU, memory, network bandwith, dsb) yang dikumpulkan  oleh penyedia layanan (service provider) untuk memenuhi  kebutuhan banyak pelanggan(service consumers) dengan model multi-tenant. Sumber daya komputasi ini bisa berupa sumber daya fisik ataupun virtual dan juga bisa dipakai secara dinamis oleh para pelanggan untuk mencukupi kebutuhannya.

Broad Network Acces

Kapabilitas layanan dari Cloud Provider tersedia lewat jaringan dan bisa diakses oleh berbagai jenis perangkat, seperti smartphone, tablet, laptop, workstation, dsb.

Measured Service

Tersedia layanan untuk mengoptimasi dan memonitor layanan yang dipakai secara otomatis. Dengan monitoring sistem ini, kita bisa melihat berupa resources komputasi yang telah dipakai, seperti : Bandwith, storage processing, jumlah pengguna aktif dsb. Layanan monitoring ini sebagai bentuk trasparansi antara cloud provider dan cloud consumers.

Rapid Elasticity

Kapabilitas dari layanan cloud provider dapat bisa dipakai oleh cloud consumer secara dinamis berdasarkan kebutuhan. Cloud consumer bisa menainkkan atau menurunkan kapasistas layanan. Kapasitas layanan yang disediakan ini biasanya tidak terbatas, dan service consumer bisa dengan bebas dan mudah memilih kapasitas yang diinginkan setiap saat.

Self Service

Cloud consumer dapat mengkonfigurasikan secara mandiri layanan yang  ingin dipakai melalui sebuah sistem, tanpa perlu interaksi manusia dengan pihak cloud provider. Konfigurasi layanan yang dipilih ini harus tersedia segera dan saat itu juga secara otomatis.

Jika salah satu dari kelima karakteristik diatas tidak ada maka sistem tersebut tidak pantas disebut dengan Cloud Computing.

Layanan Cloud Computing

Software as a Service (SaaS)

Saas adalah layanan dari Cloud Computing dimana pelanggan dapat menggunakan software yang telah disediakan  oleh Cloud Provider. Pelanggan cukup tahu bahwa perangkat lunak bisa berjalan dan bisa digunakan dengan baik.

Contoh dari layanan Saas antara lain :

• Layanan Produktivitas : Office365, GoogleDocs, Adobe Creative Cloud
• Layanan E-mail : Gmail, YahooMail, LiveMail
• Layanan Social Network : Facebook, Twitter, Tagged
• Layanan Instant Messaging : YahooMessenger, Skype, GTalk

Keuntungan dari Saas adalah kita tidak perlu membeli lisensi software lagi. Kita tinggal berlangganan ke Cloud Provider dan tinggal membayar pemakaian.

Platform as a Service (PaaS)

PaaS adalah layanan dari Cloud Computing kita bisa menyewa "rumah" berikut lingkungannnya untuk menjalankan aplikasi yang telah dibuat. Pelanggan tidak perlu pusing untuk menyiapkan "rumah" dan memelihara "rumah" tersebut. Yang penting aplikasi yang dibuat berjalan dengan baik. Pemeliharaan "rumah" ini (Sistem Operasi, Network, Database Engine, Framework aplikasi, dll) menjadi tanggung jawab dari penyedia layanan.

Contoh penyedia layanan PaaS : Amazon Web Service, Windows Azure, dan Google App Engine.

Keuntungan dari PaaS bagi pengembang dapat fokus pada aplikasi yang sedang dikembangkan harus memikirkan "rumah" untuk aplikasi, dikarena kan hal tersebut sudah menjadi tanggung jawab Cloud Provider.

Infrastucture as a Service (IaaS)

IaaS adalah layanan dari Cloud Computing sewaktu kita bisa "menyewa" infrastruktur IT (unit komputasi,  storage, memory, network, dsb). Dapat didefinisikan berapa besar unit komputasi (CPU), penyimpanan data (storage), memory (RAM), bandwith dan  konfigurasi lainnya yang akan disewakan.

Contoh layanan penyedia IaaS : Amazon EC2, Rakspace Cloud, Window Azure.

Keuntungan dari IaaS adalah kita tidak perlu membeli komputer fisik dan konfigurasi komputer virtual tersebut dapat diubah (Scale Up/Scale Down) dengan mudah.

Kelebihan Cloud Computing

1. Akses Mudah dimanapun anda berada

Kita tidak perlu menggunakan satu alat komputer untuk data yang kita inginkan karena data kita sudah tersimpan di server sehingga dimanapun kita berada kita masih tetap bisa mengakses data yang kita inginkan.

2. Efisiensi Biaya

Dengan menggunakan cloud computing sebauh perusahaan tidak perlu mengeluarkan biaya yang lebih terutama untuk penggunaan hardware. Penggunaan cloud computing sangat sedikit menguras biaya, selain tidak perlu melakukan maintenance juga mengurangi daya penggunaan listrik.

3. Mengingkatkan ROI dan Cash Flow

Hal lain yang dapat dipertimbangkan adalah bahwa dengan cloud kita tidak perlu melakukan investasi atau mengeluarkan capital expenditure. Perusahaan hanya perlu membayar sewa sesuai pemakaian. Hal ini berarti mengkonvensi capex menjadi opex (Operating expenditure). Bagi perusahaan, model seperti ini cukup menguntungkan karena akan memperbesar ROI (Return on Investment) dan melancarkan Cash-Flow.

4. Fleksibilitas dalam menambah Kapasitas

Dengan cloud kita tidak perlu melakukan proses pengadaan komputer yang memakan banyak waktu. Cukup dengan melakukan self-provisioning dalam hitungan menit. Kapasitas yang kita butuhkan telah siap digunakan.

5. Kemudahan Monitoring dan Management Sistem

Proses monitoring dan manajemen server akan jauh lebih mudah karena semua terkoneksi dengan web protal pelanggan. Kita hanya tinggal melihat dashboard saja untuk mengetahui status global server-server kita. Untuk membuat, meng-upgrade, dan me-manage server serta menginstalasi software sangat mudah karena sudah disediakan automation-tools untuk melakukan hal tersebut.

6.  Meningkatkan availability dan ketersediaan data

Sistem cloud pada cloud provider biasanya dibuat dengan desain high availability. Artinya, sistem tersebut berada pada suatu data center yang menjamin ketersediaan listriknya, pendingin ruangan, dan lain-lain yang menjadi fasilitas pendukung bekerha maksimal selama 24 jam sehari. Selain itu dari sisi perangkat, wajib hukumnya fully redudancy, karena fitur ini adalah basic-features dari teknologi cloud. Hal ini membuat server kita menjadi lebih besar availability-nya dibanding jika diletakkan dilokasi kita sendiri. Selain itu storage system dari cloud umumnya juga di backup, sehingga memperbesar peluang data kita tidak hilang jika terjadi crash pada sistem storage.

7. Fokus dalam Melakukan Bisnis dan Pengembangan Perusahaan

Menurut survei, 80% dari waktu pekerjaan perusahaan IT digunakan untuk kegiatan operasi dan maintenance. Sisanya, 20% dari total waktu yang ada digunakan untuk kegiatan pengembangan IT. Keadaan tersebut tentu sangat tidak efektif untuk pengembangan perusahaan karena harus disibukkan dengan maintenance system. Berbeda halnya jika menggunakan cloud computing, proses maintenance tidak terlalu banyak dilakukan karena sebagian besar sumber daya berada di cloud. Selain itu dengan menggunakan cloud, perusahaan dapat lebih fokus pada bisnis yang dijalankan, bukan pada pengelolaan dan maintenance IT.

Kekurangan Cloud Computing

Hal yang paling wajib dalam komputasi awan adalah koneksi internet, internet bisa dibilang jalan satu-satunya menuju komputasi awan, ketika tidak ada koneksi internet jangan harap bisa menggunakansistem komputasi awan. Hal tersebut menjadi hambatan utama khususnya bagi Indonesia, karena belum semua daerah di Indonesia sudah terjangkau internet dan koneksinya belum stabil serta kurang memadai.

Selain koneksi internet, kekurangan lain yang dimiliki dari sistem cloud computing ini adalah Kerahasiaan dan Keamanan. Dalam sistem cloud computing, masalah ini masih sangat diragukan karena dengan menggunakan sistem komputasi awan berarti kita mempercayakan sepenuhnya keamanan dan kerahasiaan data-data yang kita miliki kepada perusahaan penyedia server komputasi awan.

Kualitas server komputasi awan adalah salah satu pertimbangan penting sebelum kita memutuskan untuk menyediakan jasa penyedia server komputasi awan. Bukan tidak mungkin kita akana dirugikan ketika server tempat dimana kita menyimpan file atau akses program sewaktu-waktu akan down atau berperforma buruk, alih-alih kita semakin dimudahkan dengan komputasi awan justru kita malah dirugikan karena kualitas server yang buruk.

Contoh Perusahaan yang menggunakan Cloud Computing

• Gmail dan YahooMail

Tanpa kita sadari kita telah menggunakan layanan dari sistem cloud computing yaitu e-mail. Dengan adanya e-mail kita tidak perlu menginstall software tersebut, kita hanya perlu mengakses web penjelajahnya dan kita bisa langsung mengaksesnya dari mana saja.

• GoogleDocs dan Office365
  

Jika dulu untuk membuat dokumen kita harus menggunakan software word processing seperti Microsoft Office yang harga lumayan mahal, kini kita dapat membuat dokumen dengan mudah dan gratis, yaitu dengan menggunakan Google Docs. Google Docs merupakan layanan Cloud Computing milik Google yang berfungsi untuk membuat berbagai jenis dokumen. Kita dapat menyimpan dokumen-dokumen kita pada server dan mengaksesnya dimanapun kita berada. 

• Dropbox dan Ubuntuone

Layanan lain yang menerapkan cloud computing adalah dropbox dan ubuntu one. Kedua layanan ini memungkinkan pengguna untuk menyimpan file-file yang berada di komputer mereka ke storage dropbox atau ubuntu one dengan cara sinkronisasi.

Dengan begitu ketika terjadi perubahan file yang berada di komputer pengguna, maka file yang berada di storage akan diuabh juga. Dengan adanya layanan ini pengguna dapat memback-up data dan juga dapat mengaksesnya dimanapun mereka berada.

Sumber :

1. http://bayyinaannisa.blogspot.com/2014/11/cloud-computing-komputasi-awan.html
2. Referensi Buku
CLOUD COMPUTING

NO ISBN               : 9789792923025
Penulis                 : Elcom
Penerbit               : Andi Publisher
Tanggal Terbit     : April 2012
Jumlah Halaman : 182
Text Bahasa        : Indonesia
Jenis Cover          : Soft Cover

( Label: www.gunadarma.ac.id ) Read more

paper , Implementasi Komputasi Pada Bidang Kimia

paper , Implementasi Komputasi Pada Bidang Kimia

Implementasi Komputasi Pada Bidang Kimia

Aryo Permana, Teknik Informatika, Universitas Gunadarma

 Abstraksi

Komputasi sains merupakan salah satu cabang ilmu komputasi. Secara umum komputasi sains mengkaji aspek-aspek komputasi untuk aplikasi / memecahkan masalah di bidang sains lain, seperti fisika, kimia, biologi dan lain-lain. Di Indonesia sudah banyak pertemuan atau kegiatan ilmiah terkait dengan komputasi, tetapi umumnya lebih terkait dengan aspek teknologi informasi. Sedangkan kajian di komputasi sains masih sangat kurang. Hal ini tidak mengherankan karena komputasi sains lebih condong sebagai kajian teori murni, sehingga komunitasnya masih sangat terbatas seperti halnya fisika teori. Hanya ada satu kegiatan ilmiah yang terkait langsung dan fokus pada kajian komputasi sains, yaitu Workshop on Computational Science yang diadakan rutin setiap tahun oleh konsorsium yang tergabung dalam Masyarakat Komputasi Indonesia – MKI.

 
BAB 1

PENDAHULUAN

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.

Molekul terdiri atas inti dan elektron, sehingga diperlukan metode mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berusaha memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah dilakukan untuk memecahkan persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin diselesaikan, baik dalam bentuk bergantung-waktu atau tak-bergantung-waktu, disesuaikan dengan masalah yang dikaji, tetapi pada praktiknya tidak mungkin kecuali untuk sistem yang amat kecil. Karena itu, sejumlah besar metode hampiran dikembangkan untuk mencapai kompromi terbaik antara ketepatan perhitungan dan biaya komputasi.

Dalam kimia teori, kimiawan dan fisikawan secara bersama mengembangkan algoritma dan program komputer untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan komputasi kebanyakan “sekedar” menggunakan program komputer dan metodologi yang ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien dan akurat.

 BAB 2

PEMBAHASAN

Implementasi komputasi modern di bidang kimia ada 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.

Molekul terdiri atas inti dan elektron, sehingga diperlukan metode mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berusaha memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah dilakukan untuk memecahkan persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin diselesaikan, baik dalam bentuk bergantung-waktu atau tak-bergantung-waktu, disesuaikan dengan masalah yang dikaji, tetapi pada praktiknya tidak mungkin kecuali untuk sistem yang amat kecil. Karena itu, sejumlah besar metode hampiran dikembangkan untuk mencapai kompromi terbaik antara ketepatan perhitungan dan biaya komputasi.

Dalam kimia teori, kimiawan dan fisikawan secara bersama mengembangkan algoritma dan program komputer untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan komputasi kebanyakan “sekedar” menggunakan program komputer dan metodologi yang ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien dan akurat.

Terdapat beberapa pendekatan yang dapat dilakukan :

1.     Kajian komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium. 

2.     Kajian komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium. 

3.     Kajian komputasi dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.

Terdapat beberapa bidang utama dalam topik ini, antara lain:

1.     Penyajian komputasi atom dan molekul.

2.     Pendekatan dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia).

3.     Pendekatan dalam penentuan pola dan hubungan antara struktur kimia dan sifat-sifatnya  (QSPR, QSAR).

4.     Elusidasi struktur secara teoretis berdasarkan pada simulasi gaya-gaya.

5.     Pendekatan komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang efisien.

6.     Pendekatan komputasi untuk merancang molekul yang berinteraksi lewat cara-cara yang khusus, khususnya dalam perancangan obat.

7.     Simulasi proses transisi fase.

8.     Simulasi sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair).

Sejumlah paket perangkat lunak menyediakan berbagai metode kimia-kuantum. Di antara yang luas digunakan adalah:

1.     Gaussian

2.     Gamess

3.     Q-Chem

4.     ACES

5.     Dalton

6.     Spartan

7.     Psi

8.     PLATO (Package for Linear Combination of Atomic Orbitals)

9.     MOLCAS

10.   MOLPRO

11.   MPQC

12.   NWChem

13.   Psi3

14.   PC GAMESS

15.   Spartan

16.   TURBOMOLE

BAB III

KESIMPULAN

Secara umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.

BAB IV

DAFTAR PUSTAKA

[1] http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi

[2] http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia_komputasi

[3] http://sarahshabrina.blogspot.com/2015/04/implementasi-komputasi-pada-bidang.html

[4] http://livemakefun.blogspot.com/2014/03/perkembangan-teori-komputasi-modern_16.html

[5] http://rakaestu.blogspot.com/2015/04/paper-implementasi-komputasi-pada.html

( Label: www.gunadarma.ac.id ) Read more