Quantum Computation, Entanglement Quantum, pengoperasian data Qubit, Quantum Gates dan Algoritma Shor

Quantum Computation

Merupakan alat hitung yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan, yang digunakan untuk peng-operasi-an data. Perhitungan jumlah data pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit. 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.

Sejarah singkat

• Pada tahun 1970-an pencetusan atau ide tentang komputer kuantum pertama kali muncul oleh para fisikawan dan ilmuwan komputer, seperti 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).
• Feynman dari California Institute of Technology yang pertama kali mengajukan dan menunjukkan model bahwa sebuah sistem kuantum dapat digunakan untuk melakukan komputasi. Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem tersebut dapat menjadi simulator bagi fisika kuantum.
• Pada tahun 1985, Deutsch menyadari esensi dari komputasi oleh sebuah komputer kuantum dan menunjukkan bahwa semua proses fisika, secara prinsipil, dapat dimodelkan melalui komputer kuantum. Dengan demikian, komputer kuantum memiliki kemampuan yang melebihi komputer klasik.
• Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
• Sampai saat ini, riset dan eksperimen pada bidang komputer kuantum masih terus dilakukan di seluruh dunia. Berbagai metode dikembangkan untuk memungkinkan terwujudnya sebuah komputer yang memilki kemampuan yang luar biasa ini. Sejauh ini, sebuah komputer kuantum yang telah dibangun hanya dapat mencapai kemampuan untuk memfaktorkan dua digit bilangan. Komputer kuantum ini dibangun pada tahun 1998 di Los Alamos, Amerika Serikat, menggunakan NMR (Nuclear Magnetic Resonance).

Entanglement

            Quantum entanglement adalah salah satu fenomena paling unik di dunia Quantum Fisika. Fenomena ini memungkinkan dua atom untuk mempunyai properti yang sama atau berlawanan satu sama lain, tanpa adanya interaksi diantara keduanya. Jadi meskipun jarak memisahkan dua atom itu, keduanya akan tetap terhubung seketika seolah ada sinyal yang mampu mempengaruhi keadaan mereka yang bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Agak sulit untuk membayangkan fenomena ini di dalam kejadian sehari-hari. Namun kita dapat membuat perumpamaan sebagai berikut.

Pengoperasian Data Qubit

 Sebuah qubit adalah unit dasar informasi dalam sebuah komputer kuantum. Sementara sedikit dapat mewakili hanya satu dari dua kemungkinan seperti 0 / 1, ya / tidak, qubit dapat mewakili lebih: 0 / 1, 1 dan 0, probabilitas terjadinya setiap saat dikombinasikan dengan qubit lebih, dan semua yang secara bersamaan. Secara umum komputer kuantum dengan qubit n bisa dalam superposisi sewenang-wenang hingga 2 n negara bagian yang berbeda secara bersamaan (ini dibandingkan dengan komputer normal yang hanya dapat di salah satu negara n 2 pada satu waktu).

Untuk memanipulasi sebuah qubit, maka menggunakan Quantum Gates (Gerbang Kuantum). Cara kerjanya yaitu sebuah gerbang kuantum bekerja mirip dengan gerbang logika klasik. Gerbang logika klasik mengambil bit sebagai input, mengevaluasi dan memproses input dan menghasilkan bit baru sebagai output.

Quantum Gates

Quantum Gates / Gerbang Quantum merupakan sebuah aturan logika / gerbang logika yang berlaku pada quantum computing. Prinsip kerja dari quantum gates hampir sama dengan gerbang logika pada komputer digital. Jika pada komputer digital terdapat beberapa operasi logika seperti AND, OR, NOT, pada quantum computing gerbang quantum terdiri dari beberapa bilangan qubits, sehingga quantum gates lebih susah untuk dihitung daripada gerang logika pada komputer digital.

Algoritma Shor

Algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, jika disandikan melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah efektif.

Algoritma Shor bergantung pada hasil dari teori bilangan. Hasil ini adalah: fungsi periodik. Dalam konteks algoritma Shor, n akan menjadi bilangan yang akan difaktorkan. Jika dua bilangan tersebut adalah coprime itu berarti bahwa pembagi umumnya adalah 1. Perhitungan fungsi ini untuk jumlah eksponensial, dari itu akan mengambil waktu eksponensial pada komputer klasik. Algoritma Shor memanfaatkan paralelisme kuantum untuk melakukan jumlah eksponensial operasi dalam satu langkah.

https://mamz.weebly.com/quantum-computation.html

https://amoekinspirasi.wordpress.com/2014/05/15/pengertian-quantum-computing-dan-implementasinya/

Read More

KONSEP CLOUD COMPUTING, GRID COMPUTING, VIRTUALISASI, MAP REDUCE & NOSQL

KOMPUTASI AWAN (CLOUD COMPUTING) 

secara kata bila diterjemahkan kedalam Bahasa Indonesia dapat berbunyi “Komputasi Awan”, namun sampai saat sekarang ini “mungkin” belum memiliki definisi ilmiah ataupun pengartian pokok yang jelas kecuali sebuah konsep pemahaman dalam rangka pembuatan kerangka kerja komputasi secara online lokal (LAN) maupun global (internet) dimana terdapat beragam aplikasi maupun data  dan media penyimpanan yang dapat diakses dan digunakan secara berbagi (shared service) dan bersamaan (simultaneous access) oleh para pengguna yang beragam – mulai dari perseorangan sampai kepada kelas pengguna korporasi atau perusahaan.

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN CLOUD COMPUTING

1. Penggunaan Grid Computing System untuk perusahaan-perusahaan akan banyak memberikan manfaat, baik manfaat secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa manfaat tersebut antara lain :
2. Grid computing menjanjikan peningkatan utilitas, dan fleksibilitas yang lebih besar untuk sumberdaya infrastruktur, aplikasi dan informasi. Dan juga menjanjikan peningkatan produktivitas kerja perusahaan.
3. Grid computing bisa memberi penghematan uang, baik dari sisi investasi modal maupun operating cost–nya.
4. Dan beberapa hambatan yang dialami oleh masyarakat Indonesia dalam mengaplikasikan teknologi grid computing adalah sebagai berikut :
5. Manajemen institusi yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yan lebih besar bagi masyarakat luas.
6. Masih sedikitnya Sumber Daya Manusia yang kompeten dalam mengelola grid computing. Contonhya kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari grid computing itu sendiri.

CARA KERJA CLOUD COMPUTING

Mekanisme akses ke cloud computing “mungkin” dapat dijalankan secara beraneka ragam – mulai dari akses standar LAN maupun intranet dengan sedikit aplikasi agen atau klien, sampai kepada akses extranet dan internet melalui browser yang terhubung ke sebuah portal aplikasi dari penyedia layanan cloud computing. Protokol aplikasi yang digunakan pun dapat beragam, tetapi hal ini tidaklah terlalu signifikan bila dilihat dari sisi pengguna akhir , dimana pengguna akhir cukup mengetahui bagaimana cara mengakses dan mempergunakan jasa layanan yang terdapat pada Cloud computing.

Cloud computing dapat berkembang disebabkan oleh segi “kemudahan” penggunaan dimana pengguna akhir dengan “cukup relatif” mudah menggunakan media LAN atau Internet melalui browser untuk mengakses dan berkolaborasi secara bersamaan tanpa melalui proses yang “cukup” rumit.

2.     KOMPUTASI GRID (GRID COMPUTING)

Komputasi Grid adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. Grid computing merupakan cabang dari distributed computing.Grid komputer memiliki perbedaan yang lebih menonjol dan di terapakan pada sisi infrastruktur dari penyelesaian suatu proses. Grid computing adalah suatu bentuk cluster (gabungan) komputer-komputer yang cenderung tak terikat batasan geografi. Di sisi lain, cluster selalu diimplementasikan dalam satu tempat dengan menggabungkan banyak komputer lewat jaringan.

KONSEP GRID COMPUTING

Beberapa konsep dasar dari grid computing :

1.     Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal.

2.     Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda, mencakup Sumber daya komputasi dikelola oleh sistem batch berbeda, Sistem storage berbeda pada node berbeda, Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user yang sama pada sumber daya berbeda pada Grid.

3.     Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah

4.     Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik, di internet)

5.     Tiga hal yang di-,sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan / layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high throughput computing dibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer. 

CARA KERJA GRID COMPUTING

Menurut tulisan singkat oleh Ian Foster ada check-list yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi bahwa suatu sistem melakukan komputasi grid yaitu :

1. Sistem tersebut melakukan koordinasi terhadap sumberdaya komputasi yang tidak berada dibawah suatu kendali terpusat. Seandainya sumber daya yang digunakan berada dalam satu cakupan domain administratif, maka komputasi tersebut belum dapat dikatakan komputasi grid.
2. Sistem tersebut menggunakan standard dan protokol yang bersifat terbuka (tidak terpaut pada suatu implementasi atau produk tertentu). Komputasi grid disusun dari kesepakatan-kesepakatan terhadap masalah yang fundamental, dibutuhkan untuk mewujudkan komputasi bersama dalam skala besar. Kesepakatan dan standar yang dibutuhkan adalah dalam bidang autentikasi, otorisasi, pencarian sumberdaya, dan akses terhadap sumber daya.
3. Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.

Kemudian hal yang tidak boleh dilupakan adalah mengenai keberadaan dari elemen-elemen dari grid computing, elemen ini tidak bisa dilepaskan dari grid computing. Elemen grid computing adalah berikut :

1. Hardware
2. Software
3. Brainware

Dibalik kemudahan setiap komputasi yang sudah ada selama ini, maka ada kekurangan/kelemahan yang dimilikinya. Dibawah ini saya akan memberikan info mengenai kelebihan dan kekurangan apa saja yang dimiliki oleh grid computing ini :

1. Hardware dalam komputasi grid mencakup perangkat penyimpanan, prosesor, memori, jaringan, dan software yang di desain untuk mengelola hardware ini, misalnya database, manajemen penyimpan, manajemen sistem, server aplikasi, dan sistem operasi. Hardware pada grid komputing di atur secara lokal, dan hardware yang berbeda memiliki kebijakan dan cara kerja yang berbeda. Hardware dan user grid komputing sering bersifat dinamis tergantung penerapan grid tersebut.
2. Software merupakan suatu perangkat yang menghubungkan semua middleware-nya. Middleware itu sendiri adalah bagian dari software, yaitu lapisan sofware yang terletak antara sistem operasi dan aplikasi yang berfungsi sebagai penghubung komunikasi antar-objek dari sistem yang berbeda. Unsur-unsur dasar suatu middleware adalah keamanan (security), pengaturan sumber daya (resource management), pengaturan data (data management), dan layanan informasi (information services). Contoh beberapa middleware adalah Globus Toolkit, Gridbus, Microsoft’s COM/DCOM, Unicore, dan masih banyak contoh-contoh middleware lainnya.
3. Brainware dalam komputasi grid hanya meliputi pemelihara dan pemakai grid. Dahulu grid computing cenderung hanya di pakai oleh para ilmuan untuk kepentingan ilmiah. Pada saat itu memang ekspose terbesar lebih banyak pada proyek-proyek sains, seperti riset genetika, fisika dan yang paling terkenal adalah proyek SETI ( Search for Extra Terrestrial Intelligence ) atau riset pencari kehidupan di luar bumi. Hal ini memunculkan persepsi bahwa teknologi komputasi grid ini sulit di terima di kalangan non-ilmuan, terutama di kalangan bisnis. Namun, sekarang penerapan komputasi grid telah merambah penggunaanya bukan hanya pada proyek sains saja. Bahkan baru-baru ini, teknologi grid computing telah di kenalkan pada dunia enterpreneur dan mendapat banyak respon positif. Orang yang memelihara dan menggunakan teknologi grid computing ini, berdasarkan penelitian penggunaannya akan meluas pada:

§  jaringan penelitian publik bagi para peneliti dan ilmuan;

§  layanan (service), artinya grid computing tidak lagi hanya bersifat komputasional;

§  berbagai institusi keuangan, seperti perbankan;

§  Service Oriented Architecture (SOA), yaitu enkapsulasi sekumpulan aplikasi sebagai interface tunggal yang dapat di rekonfigurasi.

CONTOH GRID COMPUTING

a)     Scientific Simulation

Komputasi grid diimplementasikan di bidang fisika, kimia, dan biologi untuk melakukan simulasi terhadap proses yang kompleks.

b)     Medical Images

Penggunaan data grid dan komputasi grid untuk menyimpan medical-image. Contohnya adalah eDiaMoND project.

c)     Computer-Aided Drug Discovery (CADD)

Komputasi grid digunakan untuk membantu penemuan obat. Salah satu contohnya adalah: Molecular Modeling Laboratory (MML) di University of North Carolina (UNC).

d)     Big Science

Data grid dan komputasi grid digunakan untuk membantu proyek laboratorium yang disponsori oleh pemerintah Contohnya terdapat di DEISA.

e)     E-Learning

Komputasi grid membantu membangun infrastruktur untuk memenuhi kebutuhan dalam pertukaran informasi dibidang pendidikan. Contohnya adalah AccessGrid.

f)      Visualization

Komputasi grid digunakan untuk membantu proses visualisasi perhitungan yang rumit.

g)     Microprocessor design

Komputasi grid membantu untuk mengurangi microprocessor design cycle dan memudahkan design center untuk membagikan resource lebih efisien. Contohnya ada diMicroprocessor Design Group at IBM Austin.

VIRTUALISASI

Virtualisasi adalah Technologi yang mentransformasikan hardware menjadi software, dimana virtualisasi memungkinkan beberapa operating system bisa berjalan bersama pada sebuah computer sebagai virtual machine.

Virtualisasi merupakan sebuah teknik untuk menyembunyikan karakteristik fisik dari sumber daya komputer dari bagaimana cara sistem lain, aplikasi atau pengguna berinteraksi dengan sumber daya tersebut. Hal ini termasuk membuat sebuah sumber daya tunggal (seperti server, sebuah sistem operasi, sebuah aplikasi, atau peralatan penyimpanan terlihat berfungsi sebagai beberapa sumber daya logikal; atau dapat juga termasuk definisi untuk membuat beberapa sumber daya fisik (seperti beberapa peralatan penyimpanan atau server) terlihat sebagai satu sumber daya logical.

Contoh sederhana Virtualisasi. Jika anda adalah pengguna komputer sering, anda sudah harus memiliki pengetahuan tentang partisi dari hard drive anda. Anda dapat membuat lebih dari satu partisi di komputer anda. Pada Windows, partisi diberi nama sebagai C: , D: , E: dll Kami sebut semua partisi sebagai drive terpisah. Kita juga tahu bahwa komputer kita hanya terdiri dari satu hard drive fisik. Drive ini adalah partisi logical dari hard drive tunggal fisik. Ini dapat disebut sebagai Virtualisasi sebagaimana menciptakan versi virtual dari perangkat keras tunggal.

Virtualisasi sendiri dibagi menjadi 3, yaitu:

·       Full Virtualization. Menggunakan aplikasi khusus yang disebut Hypervisor untuk proses virtualisasi. Hypervisor berinteraksi langsung dengan semberdaya yang ada pada host server, Hypervisor juga menjadi jembatan antara komputer guest dengan komputer host. Hypervisor membagi sumberdaya server secara independen pada setiap komputer guest, sehingga setiap komputer guest memeliki sistem operasi yang berbeda-beda.

·       Para Virtualization. Jenis ini menggunakan pendekatan yang sedikit berbeda. Berbeda dengan full virtualization, host dan guest pada para virtualizaiton dapat mengetahui keberadaan komputer virtual lain pada server yang sama. Hypervisor disini digunakan untuk mengelola komputer guest yang tidak memerlukan sumberdaya yang besar, karena setiap sistem operasi menerima informasi tentang kebutuhan sistem operasi lain yang ada pada satu komputer host.

·       Virtualization at the OS level. Tidak menggunakan teknologi hypervisor melainkan menjalankan semua fungsi virtualisasi pada komputer host Yang menjadi pemasalahan besar pada implemenatasi jenis ini adalah semua komputer guest harus menggunakan sistem operasi yang sama dengan komputer host. Sehingga jenis ini disebut Homogen.

KEUNTUNGAN PENGGUNAAN VIRTUALISASI

1.     Pengurangan Biaya Investasi Hardware. Investasi hardware dapat ditekan lebih rendah karena virtualisasi hanya mendayagunakan kapasitas yang sudah ada. Tak perlu ada penambahan perangkat komputer, server dan pheriperal secara fisik. Kalaupun ada penambahan kapasitas harddisk dan memori, itu lebih ditujukan untuk mendukung stabilitas kerja komputer induk, yang jika dihitung secara finansial, masih jauh lebih hemat dibandingkan investasi hardware baru.

2.     Kemudahan Backup & Recovery. Server-server yang dijalankan didalam sebuah mesin virtual dapat disimpan dalam 1 buah image yang berisi seluruh konfigurasi sistem. Jika satu saat server tersebut crash, kita tidak perlu melakukan instalasi dan konfigurasi ulang. Cukup mengambil salinan image yang sudah disimpan, merestore data hasil backup terakhir dan server berjalan seperti sedia kala. Hemat waktu, tenaga dan sumber daya.

3.     Kemudahan Deployment. Server virtual dapat dikloning sebanyak mungkin dan dapat dijalankan pada mesin lain dengan mengubah sedikit konfigurasi. Mengurangi beban kerja para staff IT dan mempercepat proses implementasi suatu sistem

4.     Mengurangi Panas. Berkurangnya jumlah perangkat otomatis mengurangi panasnya ruang server/data center. Ini akan berimbas pada pengurangan biaya pendinginan/AC dan pada akhirnya mengurangi biaya penggunaan listrik

5.     Mengurangi Biaya Space. Semakin sedikit jumlah server berarti semakin sedikit pula ruang untuk menyimpan perangkat. Jika server ditempatkan pada suatu co-location server/data center, ini akan berimbas pada pengurangan biaya sewa

KERUGIAN PENGGUNAAN VIRTUALISASI

1.     Satu Pusat Masalah. Virtualisasi bisa dianalogikan dengan menempatkan semua telur didalam 1 keranjang. Ini artinya jika server induk bermasalah, semua sistem virtual machine didalamnya tidak bisa digunakan. Hal ini bisa diantisipasi dengan menyediakan fasilitas backup secara otomatis dan periodik atau dengan menerapkan prinsip fail over/clustering

2.     Spesifikasi Hardware. Virtualisasi membutuhkan spesifikasi server yang lebih tinggi untuk menjalankan server induk dan mesin virtual didalamnya

3.     Satu Pusat Serangan. Penempatan semua server dalam satu komputer akan menjadikannya sebagai target serangan. Jika hacker mampu menerobos masuk kedalam sistem induk, ada kemungkinan ia mampu menyusup kedalam server- server virtual dengan cara menggunakan informasi yang ada pada server induk

DISTRIBUTED COMPUTATION DALAM CLOUD COMPUTING

Mempelajari tentang pengunaan terkoordinasi dari komputer secara fisik terpisah atau terdistribusi, untuk dalam komputasi cloud dimana media dapat berjalan bersamaan pada banyaknya komputer yang terhubung melalui media internet.

Komputasi Terdistribusi merupakan salah satu tujuan dari Cloud Computing, karena menawarkan pengaksesan sumber daya secara paralel, para pengguna juga bisa memanfaatkannya secara bersamaan (tidak harus menunggu dalam antrian untuk mendapatkan pelayanan), terdiri dari banyak sistem sehingga jika salah satu sistem crash, sistem lain tidak akan terpengaruh dan juga dapat menghemat biaya operasional karena tidak membutuhkan sumber daya (resourches).

MAP REDUCE DAN NOSQL (Not Only SQL)

Map Reduce danNoSQL (Not Only SQL) adalah sebuah pemogramaan framework guna untuk membantu user mengembangankan sebuah data yang ukuran besar dapat terdistribusi satu sama lain. 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.

NOSQL DATABASE

Nosql adalah sebuah memcache dari bagian database sederhana yang berisi key dan value. Database ini bersifat struktur storage dimana sistem databasenya yang berbeda dengan sistem database relasional. Nosql tidak membutuhkan skema table dan menghindari operasi join dan berkembang secara horizontal. Selain itu NoSQL merupakan suatu bahasan yang jauh dari arti kata yang dibaca. Tidak berarti tanpa sql query. Melainkan bagaimana suatu sql query digunakan seminimal mungkin dalam suatu program database. Dengan memanfaatkan teknologi NoSQL ini, diharapkan mampu mengurangi beban server. Selain itu, hal ini juga memudahkan programmer dalam membuat suatu program dan proses pengembangannya. Penjelasan lebih mengenai NoSQL database akan dijelaskan pada sub bab dibawah ini.

Database NoSQL, juga disebut Not Only SQL, adalah sebuah pendekatan untuk pengelolaan datadan desain database yang berguna untuk set yang sangat besar data terdistribusi. NoSQL, yang mencakup berbagai teknologi dan arsitektur, berusaha untuk memecahkan masalah skala bilitas 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 melarangbahasa 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:

http://febbri-grunge.blogspot.co.id/2015/06/komputasi-grid-grid-computing.html

https://www.it-jurnal.com/pengertian-cloud-computing-komputasi-awan/

http://blog.stimednp.ac.id/ahmadr/virtualisasi/

http://putrifebiani.blogspot.co.id/2014/05/distributed-computation-dalam-cloud.html

http://putrifebiani.blogspot.co.id/2014/05/map-reduce-dan-nosql.html

Read More

konsep dasar komputasi serta implementasi komputasi di berbagai bidang

PENGANTAR KOMPUTASI MODERN

            Pada minggu pertama softskill dengan mata kuliah pengantar komputasi modern ini akan membahas tentang komputasi modern, serta penerapannya dalam beberapa bidang yang ada. Sebelum kita mengetahui bahwa penerapan komputasi modern bisa diterapkan pada bidang mana saja, kita terlebih dahulu harus mengetahui pengertian hingga sejarahnya terlebih dahulu,

PENGERTIAN KOMPUTASI

            Komputasi merupakan sebuah konsep yang digunakan untuk memecahkan permasalahan dari sebuah data input dengan menggunakan algoritma. Teori komputasi merupakan suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer, sehingga mempercepat dalam proses perhitungan.

     Secara umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaankomputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.

Untuk melakukan studi komputasi dengan ketat, ilmuwan komputer bekerja dengan abstraksi matematika dari komputer yang dinamakan model komputasi. Ada beberapa model yang digunakan, namun yang paling umum dipelajari adalah mesin Turing. Sebuah mesin Turing dapat dipikirkan sebagai komputer pribadi meja dengan kapasitas memori yang tak terhingga, namun hanya dapat diakses dalam bagian-bagian terpisah dan diskret.

Ilmuwan komputer mempelajari mesin Turing karena mudah dirumuskan, dianalisis dan digunakan untuk pembuktian, dan karena mesin ini mewakili model komputasi yang dianggap sebagai model paling masuk akal yang paling ampuh yang dimungkinkan. Kapasitas memori tidak terbatas mungkin terlihat sebagai sifat yang tidak mungkin terwujudkan, namun setiap permasalahan yang “terputuskan” (decidable) yang dipecahkan oleh mesin Turing selalu hanya akan memerlukan jumlah memori terhingga. Jadi pada dasarnya setiap masalah yang dapat dipecahkan (diputuskan) oleh meisn Turing dapat dipecahkan oleh komputer yang memiliki jumlah memori terbatas.

SEJARAH KOMPUTASI

                Kata  “komputer” pertama kali pada tahun 1613, hal ini mengacu pada perhitungan aritmatika dan kata “komputer” digunakan dalam pengertian itu sampai pertengahan abad ke-20. Dari akhir abad ke-19 dan seterusnya. Berkembanganya komputer akhirnya makna komputer menjadi sebuah mesin yang melakukan komputasi.
               Sejarah komputer modern dimulai dengan dua teknologi yang terpisah- perhitungan otomatis dan dapat di program-tapi tidak ada satu perangkat pun yang dapat dikatakan sebagai komputer, karena sebagian penerapan yang tidak konsisten istilah tersebut. Contoh-contoh awal perangkat penghitung mekanis termasuk sempoa (yang berasal dari sekitar 150-100 SM).  Seorang pahlawan dari Alexandria (sekitar 10-70 AD) membangun sebuah teater mekanis yang diadakan bermain berlangsung 10 menit dan dioperasikan oleh sebuah sistem yang kompleks dengan tali dan drum yang dipakai sebagai sarana untuk memutuskan bagian dari mekanisme. Ini adalah inti dari programmability.
             

PENGERTIAN KOMPUTASI MODERN

                   Komputasi modern adalah 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). Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21.

                   Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.
Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:

1. Akurasi (big, Floating point), Akurasi tentu merupakan masalah yang paling penting dalam memecahkan masalah. Karena itu pada komputasi modern dilakukan perhitungan bagaimana bisa menghasilkan suatu jawaban yang akurat dari sebuah masalah. Tentu kita pernah mendengar tipe data floating point yang biasa digunakan untuk menyimpan data numerik dalam bentuk pecahan. Tipe data tersebut memiliki range penyimpanan numerik yang besar, sehingga dapat digunakan oleh komputer untuk melakukan komputasi yang akurat.

2. Kecepatan (dalam satuan Hz), Manusia pasti menginginkan masalah dapat diselesaikan dengan cepat. Karena itu perhitungan masalah kecepeatan adalah suatu hal yang penting. Komputasi harus dapat dilakukan dalam waktu yang cepat ketika mengolah suatu data. Sehingga perlu metode kecepatan untuk mengolah perhitungan dalam waktu singkat.

3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel), Data yang besar tentu membutuhkan suatu cara penyelesaian yang khusus. Karena data yang besar dapat menjadi masalah jika ada yang terlewatkan. Oleh karena itu digunakan metode Down Sizzing atau paralel pada komputasi modern untuk menangani masalah volume yang besar. Dengan metode ini data yang besar diparalelkan dalam pengolahannya sehigga dapat diorganisir dengan baik.

4. Modeling (NN & GA), Modeling merupakan suatu hal yang penting dalam melakukan suatu perhitungan yang rumit. Bayangkan saja jika kita dihadapi dalam suatu masalah perhitungan yang banyak dan kompleks, tetapi tidak ada model matematika yang kita miliki. Perhitungan akan berjalan berantakan dan tidak akan mendapatkan hasil yang akurat. Maka dari itu komputasi modern membutuhkan modeling sebelum melakukan perhitungan.

5. Kompleksitas (Menggunakan Teori big O), Komputasi modern dirancang untuk menangani masalah yang kompleks, sehingga diterapkan pada komputer. Dengan menggunakan teori Big O, maka komputasi modern dapat melakukan perhitungan untuk memecahkan masalah kompleksitas yang kerap dihadapi.

1.      Jenis-jenis Komputasi Modern

Komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu:

·         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.

Implementasi Komputasi

Implementasi adalah kegiatan yang dilakukan untuk menguji data dan menerapkan sistem yang diperoleh dari kegiatan seleksi. Implementasi merupakan salah satu pertahanan dari keseluruhan pembangunan sistem komputerisasi dan unsur yang harus dipertimbangkan dalam pembangunan sistem komputerisasi yaitu masalah perangkat lunak, karena perangkat lunak yang digunakan haruslah sesuai dengan masalah yang akan diselesaikan disamping masalah perangkat keras. Contoh aplikasi berbasis cloud computing adalah salesforce.com, Google Docs. salesforce.com adalah aplikasi Customer Relationship Management (CRM) berbasis software as services, dimana kita bisa mengakses aplikasi bisnis: kontak, produk, sales tracking, dashboard, dll. Google Docs adalah aplikasi word processor, spreadsheet, presentasi semacam Microsoft Office, yang berbasis di server. Terintegrasi dengan Google Mail, file tersimpan dan dapat di proses dari internet.

Di zaman/masa modern saat ini perkembangan teknologi yang begitu cepat, Implementasi Komputasi banyak digunakan untuk berbagai bidang. Seperti :

Bidang Fisika, Kimia, Matematika, Ekonomi, Geografi dan Geologi.

Penjelasan dari ke-6 bidang tersebut, yaitu :

A. Bidang Fisika

Implementasi komputasi modern di bidang Fisika adalah Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara Fisika, Komputer Sains dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada “Kejadian dan masalah yang kompleks pada dunia nyata” baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan Algoritma yang tepat. Pemahaman Fisika pada teori, eksperimen dan komputasi haruslah sebanding. Agar dihasilkan solusi numerik dan visualisasi atau pemodelan yang tepat untuk memahami masalah Fisika. Untuk melakukan pekerjaan seperti evaluasi integral, penyelesaian persamaan differensial, penyelesaian persamaan simultan, mem-plot suatu fungsi/data, membuat pengembangan suatu seri fungsi, menemukan akar persamaan dan bekerja dengan bilangan kompleks yang menjadi tujuan penerapan Fisika komputasi. Banyak perangkat lunak ataupun bahasa yang digunakan, seperti : MatLab, Visual Basic, Fortran, Open Source Physics (OSP), Labview, Mathematica, dan lain sebagainya digunakan untuk pemahaman dan pencarian solusi numerik dari masalah-masalah pada Fisika komputasi.

B. 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.

C. 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.

D. 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.

E. 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.

F. 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.

Referensi:

https://windafk.wordpress.com/2017/04/02/teori-komputasi-modern-di-beberapa-bidang/

https://rizki08.wordpress.com/2014/05/09/teori-komputasi-modern-dan-implementasi-di-bidang-fisika-biologi-matematika-ekonomi-dan-geologi/

http://itinkz.wordpress.com/2010/04/10/komputasi-modern/

https://www.garuda-indonesia.com/

https://arfinbayruha.wordpress.com/2018/03/30/pengantar-komputasi-modern-1/

Read More