TEORI KOMPUTASI DAN IMPLEMENTASINYA
1. Pengertian Teori Komputasi
- Teori otomata
Teori Otomata adalah teori mengenai mesin-mesin abstrak, dan berkaitan erat dengan teori bahasa formal. ada beberapa hal yang berkaitan dengan Otomata, yaitu Grammar. Grammar adalah bentuk abstrak yang dapat diterima (accept) untuk membangkitkan suatu kalimat otomata berdasarkan suatu aturan tertentu.
- Teori komputabilitas
Teori komputabilitas bertujuan untuk memeriksa apakah persoalan komputasi dapat dipecahkan pada suatu model komputasi teoritis. Dengan kata lain, teori komputabilitas mengklasifikasikan persoalan sebagai dapat dipecahkan (solvable) atau persoalan yang tidak dapat dipecahkan (unsolvable).
- Teori kompleksitas
Teori kompleksitas bertujuan untuk mengkaji kebutuhan waktu dan ruang untuk memecahkan persoalan yang diselesaikan dengan pendekatan yang berbeda-beda.
3. Model Komputasi
1) Finite State Automata (FSA)
Finite
State Machine dapat berupa suatu mesin yang tidak memiliki output. Finite State
Machine yang tidak mengeluarkan output ini dikenal sebagai Finite State
Automata (FSA).
Secara
formal FSA dapat didefinisikan sebagai TUPLE-5 : (K, VT, M, S, Z)
Dimana :
K
: himpunan hingga stata,
VT
: himpunan hingga simbol input (alfabet)
M
: fungsi transisi (Fungsi transisi ini biasanya diberikan dalam bentuk tabel.)
S
: stata awal
Z
: himpunan stata penerima
Jenis
Finite State Automata (FSA)
- Deterministic Finite Automata
Transisi
stata AH akibat pembacaan sebuah symbol bersifat tertentu. “Jika pada setiap
state dari FSA tersebut apabila menerima input sebuah simbol maka HANYA ada
SATU NEXT STATE yang mungkin dituju.”
- Non Deterministik Finite Automata
Transisi
stata AH akibat pembacaan sebuah symbol bersifat tak tentu. “Jika FSA tersebut
menerima input simbol maka minimal ada satu state yang akan berpindah ke LEBIH
DARI SATU NEXT STATE yang mungkin dituju.”
2) Push Down
Automata (PDA)
PDA adalah
mesin otomata yang memiliki kendali masukan menggunakan teknik LIFO (Last In
First Out), untuk menentukan apakah suatu output diterima atau tidak oleh mesin
tsb. Dalam melakukan proses peneerimaan input, PDA menggunakan memory stack.
Sebuah PDA
dinyatakan dengan 7 Tupel:
Q =
himpunan state
Σ =
himpunan simbol input
T = simbol
stack
Δ = fungsi
transisi
S = state
awal
F = state
akhir
Z = top of
stack
3) Mesin Turing(Turing Machine atau TM
Mesin
Turing adalah model komputasi teoretis yang ditemukan oleh Alan Turing,
berfungsi sebagai model ideal untuk melakukan perhitungan matematis.
- Deterministic Finite Automata
- Non Deterministik Finite Automata
Transisi stata AH akibat pembacaan sebuah symbol bersifat tak tentu. “Jika FSA tersebut menerima input simbol maka minimal ada satu state yang akan berpindah ke LEBIH DARI SATU NEXT STATE yang mungkin dituju.”
2) Push Down
Automata (PDA)
PDA adalah
mesin otomata yang memiliki kendali masukan menggunakan teknik LIFO (Last In
First Out), untuk menentukan apakah suatu output diterima atau tidak oleh mesin
tsb. Dalam melakukan proses peneerimaan input, PDA menggunakan memory stack.
Sebuah PDA
dinyatakan dengan 7 Tupel:
Q =
himpunan state
Σ =
himpunan simbol input
T = simbol
stack
Δ = fungsi
transisi
S = state
awal
F = state
akhir
Z = top of
stack
3) Mesin Turing(Turing Machine atau TM
Mesin Turing adalah model komputasi teoretis yang ditemukan oleh Alan Turing, berfungsi sebagai model ideal untuk melakukan perhitungan matematis.
4. Bidang-bidang
computing
ACM
Computing Curricula 2005, membagi bidang computing menjadi 5 domain:
- Computer science
Fokus pada
kajian aspek teoritis dan algoritmis bidang computing hingga aplikasinya.
- Software engineering
Fokus pada
Pengembangan (analisis, desain,implementasi, testing), pengoperasian, dan
pemeliharan perangkat lunaksecara sistematis dan terukur.
- Information system
Fokus pada
pengintegrasian solusi teknologi informasi dan proses bisnis untuk
mempertemukan kebutuhan informasi bisnis suatu enterprise.
- Computer engineering
Fokus pada
desain konstruksi komputer atau sistem berbasis computer.
- Information technology
Fokus pada
penggunaan teknologi komputer untuk mempertemukan teknologi computer untuk
kebutuhan bisnis, pemerintahan, pendidikan, kesehatan, dan organisasi lain.
5. Implementasi
Teori Komputasi
Teori
komputasi ini dapat diimplementasikan kedalam bidang – bidang tertentu.
Implementasi bidang – bidang yang berkaitan dengan teori komputasi yaitu :
- 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.
- 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.
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.
- 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.
- Bidang Geologi
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.
- Bidang Geografi
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:
http://rezazulfikar14.blogspot.co.id/2017/03/teori-komputasi-dan-pengimplementasiann.html
http://yolandapah.blogspot.co.id/2015/09/mesin-turing.html
Komentar
Posting Komentar