Tugas 4 Kelompok PKM Tentang BIOINFORMATIKA

Nama Kelompok  :	Abdurrahim Yusuf (50413045)
	Bayu Radityo (51413674)
	Faishal Rizqi (53413121)
	Fauzul Hakim (53413338)
	Jonathan Andrew Garcia (54413673)
	Said Umar (58413196)
Kelas                  :	4IA22
Dosen                 :	Rina Noviana

Pengetian Bioinformatika

      Bioinformatika adalah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.

Bioinformatika sendiri merupakan cabang ilmu biologi yang memadukan pengetahuan biologi, bioteknologi, maupun biologi molekular dengan teknologi informasi yang berupa komputer dan internet. Salah satu tujuannya adalah untuk memahami organisme hidup melalui perkembangan bioinformasi.  

           Dalam mempelajari bioinformatika terdapat tiga elemen, yakni database, analisa, dan prediksi. Elemen database ini meliputi database DNA, protein, dan transkripsi RNA. Kemudian elemen analisa meliputi kesamaan sekuens/urutan DNA (homology sequence) dan pencarian pola (pattern) pada urutan DNA. Sementara elemen prediksi meliputi prediksi fungsi gen/protein dan prediksi struktur 3D protein. 

          Aplikasi bioinformatika tak lepas dari adanya peningkatan informasi biologi khususnya data sekuens DNA dan protein serta struktur protein. Peningkatan data-data tersebut menjadikan adanya komitmen secara internasional untuk melakukan kolaborasi berupa media penyimpanan data. Beberapa database disimpan oleh: 

1. GenBank (NCBI) dari USA 

2. EMBL (EBI) dari Eropa

3. DDBJ dari Jepang 

         Informasi yang tersimpan tersebut dapat diakses kapanpun dan dimanapun selagi terhubung oleh jaringan internet. Berbagai macam data sekuens baik DNA maupun protein dapat digunakan untuk berbagai macam keperluan seperti menentukan primer, analisis gen dan protein, kemiripan DNA interspesies maupun intraspesies, hubungan filogenetik, laju evolusi molekular, dan lain-lainnya.

Sejarah

       Istilah bioinformatics mulai dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer dalam biologi. Namun, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika (seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologis) sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.

      Kemajuan teknik biologi molekular dalam mengungkap sekuens biologis dari protein (sejak awal 1950-an) dan asam nukleat (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun 1960-an di Amerika Serikat, sementara basis data sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970-an di Amerika Serikat dan Jerman (pada European Molecular Biology Laboratory, Laboratorium Biologi Molekular Eropa). Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil diungkapkan pada 1980-an dan 1990-an, menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.

   Perkembangan Internet juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Basis data bioinformatika yang terhubung melalui Internet memudahkan ilmuwan mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam basis data tersebut maupun memperoleh sekuens biologis sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi bioinformatika melalui Internet memudahkan ilmuwan mengakses program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.

Tujuan Bioinformatika

    

1.Bioinformatics memiliki tujuan utama untuk meningkatkan pengertian tentang proses secara  biologis.

2.bioinformatics juga dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan  manusia.

Manfaat Bioinformatika

    Bioinformatika berperan sebagai penunjang suatu proses penelitian sampai akhirnya menjadi produk yang dapat digunakan khalayak ramai untuk kepentingan tertentu. Bioinformatika menyediakan tools yang dapat dipakai untuk memahami fenomena biologis secara molekuler. Keberhasilan memetakan genom manusia mendorong berbagai penelitian biomedis untuk mempelajari dan memahami penyakit sampai tingkat gen dan molekuler sehingga memungkinkan ditemukannya pengobatan klinis yang lebih baik, target obat baru, dan pencegahan berbagai penyakit yang sampai saat ini belum ada obatnya.

Bidang-bidang terkait Bioinformatika

     §  Biophysics

    Biologi molekul sendiri merupakan pengembangan yang lahir dari biophysics. Biophysics adalah sebuah bidang yang mengaplikasikan teknik- teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society ). Disiplin ilmu ini terkait dengan Bioinformatika karena penggunaan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur.

     §  Computational Biology

  Fokus dari computational biology adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada biomedis dalam molekul dan sel. Pada penerapan computational biology, model-model statistika untuk fenomena biologi lebih disukai dipakai dibandingkan dengan model sebenarnya. Dalam beberapa hal cara tersebut cukup baik mengingat pada kasus tertentu eksperimen langsung pada fenomena biologi cukup sulit. Tidak semua dari computational biology merupakan Bioinformatika, seperti contohnya Model Matematika bukan merupakan Bioinformatika, bahkan meskipun dikaitkan dengan masalah biologi.

     §  Medical Informatics

  Medical informatics lebih memperhatikan struktur dan algoritma untuk pengolahan data medis, dibandingkan dengan data itu sendiri dan kemungkinan besar berkaitan dengan data-data yang didapatkan pada level biologi yang lebih “rumit” –yaitu informasi dari sistem-sistem superselular, tepat pada level populasi— di mana sebagian besar dari Bioinformatika lebih memperhatikan informasi dari sistem dan struktur biomolekul dan selular.

     §  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). Pengertian disiplin ilmu yang disebutkan di atas lebih merupakan identifikasi dari salah satu aktivitas yang paling populer dibandingkan dengan berbagai bidang studi yang mungkin ada di bawah bidang ini. Salah satu contoh penemuan obat yang paling sukses sepanjang sejarah adalah penisilin.

     §  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. Secara logis tentu saja mungkin untuk membandingkan genom-genom dengan membandingkan kurang lebih suatu himpunan bagian dari gen di dalam genom.

     §  Proteomics

  Proteomics adalah Ilmu yang mempelajari proteome. Proteomics saat ini tidak hanya memperhatikan semua protein di dalam sel yang diberikan, tetapi juga himpunan dari semua bentuk isoform dan modifikasi dari semua protein, interaksi diantaranya, deskripsi struktural dari protein-protein dan kompleks-kompleks orde tingkat tinggi dari protein.

     §  Pharmacogenomics

    Pharmacogenomics adalah aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari target-target obat. Contohnya meliputi menjaring semua genom untuk penerima yang potensial dengan menggunakan cara Bioinformatika, atau dengan menyelidiki bentuk pola dari ekspresi gen di dalam baik patogen maupun induk selama terjadinya infeksi, atau maupun dengan memeriksa karakteristik pola-pola ekspresi yang ditemukan dalam tumor atau contoh dari pasien untuk kepentingan diagnosa (kemungkinan untuk mengejar target potensial terapi kanker).

     §  Pharmacogenetics

   Tiap individu mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap berbagai pengaruh obat; sebagian ada yang positif, sebagian ada yang sedikit perubahan yang tampak pada kondisimereka dan ada juga yang mendapatkan efek samping atau reaksi alergi. Sebagian dari reaksi-reaksi ini diketahui mempunyai dasar genetik. Pharmacogenetics adalah bagian dari pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik/Bioinformatika untuk mengidentifikasihubungan-hubungan genomik, contohnya SNP (Single Nucleotide Polymorphisms), karakteristik dari profil respons pasien tertentu dan menggunakan informasi-informasi tersebut untuk memberitahu administrasi dan pengembangan terapi pengobatan.

Sumber :

https://id.wikipedia.org/wiki/Bioinformatika

http://www.generasibiologi.com/2012/08/bioinformatika.html

http://fatchiyah.lecture.ub.ac.id/teaching-responsibility/bioinformatics/whats-bioinformatics/

https://www.academia.edu/5353692/BIOINFORMATIKA_PROTEIN

https://www.researchgate.net/publication/309317660_Perkembangan_Bioinformatics_dalam_Ruang_Lingkup_Ilmu_Komputer

Tugas 3 : Komputasi dan Paralel Processing serta Hubungan antara Keduanya

Nama	: Faishal Rizqi
Kelas	: 4IA22
NPM	: 53413121
Dosen	: Rina Noviana

Komputasi

          Komputasi adalah algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan masalah dari sebuah data input. Data input disini adalah sebuah masukan yang berasal dari luar lingkungan sistem. Komputasi ini merupakan bagian dari ilmu komputer berpadu dengan ilmu matematika. Secara umum ilmu 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). Dalam penggunaan secara umum, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar terhadap bidang ilmu yang mendasari teori ini.

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

Parallel PROCESSING

          Pemrosesan paralel (parallel processing) adalah penggunakan lebih dari satu CPU untuk menjalankansebuah program secara simultan.Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yangdigunakan.Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan denganmemanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saatkapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (diindustri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasuskedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika(fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.

Tujuan parallel PROCESSING

          

          Tujuan utama dari pemrosesan paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakinbanyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaanyang bisa diselesaikan.

Komputasi parallel

           

          Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan denganmemanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan.Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah datadalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak.Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiridari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untukmenyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebutsebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesinparalel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.Pemrograman Paralel sendiri adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusiperintah/operasi secara bersamaan. Bila komputer yang digunakan secara bersamaan tersebutdilakukan oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam satu jaringan komputer, biasanya

 disebut sistem terdistribusi. Bahasa pemrograman yang populer digunakan dalam pemrograman paraleladalah MPI (Message Passing Interface) dan PVM (Parallel Virtual Machine).

Pemrograman paralel

          Merupakan suatu teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan baik dalam komputer dengan satu (prosesortunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU.Tujuan utama dari pemrograman parallel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan. 

Komputasi paralel membutuhkan:

- algoritma

- bahasa pemrograman

- compiler

Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel computing. Contoh struktur dari parallel processing sbb :

Aristektur Komputer Parallel

- Komputer SISD 

       SISD merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data. 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

- Komputer SIMD

      SIMD 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).

- Komputer MISD

       MISD 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.

- Komputer MIMD

       MIMD 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.

Hubungan antara komputasi modern dengan paralel processing   

        Hubungan antara komputasi modern dan parallel processing sangat berkaitan, karena penggunaan komputer saat ini atau komputasi dianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyelesaian masalah secara manual. Dengan begitu peningkatan kinerja atau proses komputasi semakin diterapkan, dan salah satu caranya adalah dengan meningkatkan kecepatan perangkat keras. Dimana komponen utama dalam perangkat keras komputer adalah processor. Sedangkan parallel processing adalah penggunaan beberapa processor (multiprocessor atau arsitektur komputer dengan banyak processor) agar kinerja computer semakin cepat. 

        Pengolahan paralel istilah digunakan untuk mewakili kelas besar teknik yang digunakan untuk memberikan tugas pengolahan simultan data untuk tujuan meningkatkan kecepatan komputasi dari sistem komputer. Keuntungan: waktu eksekusi lebih cepat, throughput jadi lebih tinggi.
Kekurangan: perangkat keras lainnya yang dibutuhkan, kebutuhan daya juga lebih. Tidak baik untuk daya rendah dan perangkat mobile. 

        Sehingga dikarenakan adanya keuntungan dan kemampuan dari parallel processing, maka dianggap parallel processing adalah salah satu teknik komputasi modern.

Kinerja Komputasi Modern dengan menggunakan Paralel Processing 

        Kinerja komputasi dengan menggunakan paralel processing itu menggunakan dan memanfaatkan beberapa komputer atau CPU untuk menemukan suatu pemecahan masalah dari masalah yang ada. Sehingga dapat diselesaikan dengan cepat daripada menggunakan satu komputer saja. Komputasi dengan paralel processing akan menggabungkan beberapa CPU, dan membagi-bagi tugas untuk masing-masing CPU tersebut. Jadi, satu masalah terbagi-bagi penyelesaiannya. Tetapi ini untuk masalah yang besar saja, komputasi yang masalah kecil, lebih murah menggunakan satu CPU saja.

Sumber :

http://oolish.blog.uns.ac.id/komputasi/

https://www.academia.edu/7424831/Parallel_PROCESSING_Pemrosesan_paralel

http://audyantyrst.blogspot.co.id/2016/06/komputasi-dan-parallel-processing.html

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

Tugas 2 : macam - macam Komputasi Modern dan Definisi Komputasi Kuantum

Nama	: Faishal Rizqi
Kelas	: 4IA22
NPM	: 53413121
Dosen	: Rina Noviana

Komputasi Modern

Macam - Macam Komputasi Modern

            Sebelumnya jenis -jenis komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut :

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.Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Dan dapat dilihat 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.

Perbedaan antara komputasi mobile, grid, dan cloud :

 Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti     handphone,   sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.

·    Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan  cloud.

·    Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana, sedangkan   grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.

·    Untuk komputasi mobile proses tergantung si pengguna, komputasi grid proses tergantung  pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya.

Dan ada juga persamaan antara komputasi mobile, komputasi grid, dan komputasi cloud, penjelasanya sebagai berikut :

·    Ketiganya merupakan metode untuk melakukan komputasi, pemecahan masalah, dan pencarian solusi.

·    Ketiganya memerlukan alat proses data yang modern seperti komputer, laptop atau telepon genggam untuk menjalankannya.

Komputasi Kuantum

Pengertian  Komputasi Kuantum

     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).

Quantum Entanglement
            Quantum entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Entanglement juga merupakan esensi komputasi kuantum karena ini adalah jalinan kualitas yang berhubungan dengan lebih banyak informasi dalam bit kuantum dibanding dengan bit komputing klasik. 

            Quantum entanglement terjadi ketika partikel seperti foton, elektron, molekul besar seperti buckyballs, dan bahkan berlian kecil berinteraksi secara fisik dan kemudian terpisahkan; jenis interaksi adalah sedemikian rupa sehingga setiap anggota yang dihasilkan dari pasangan benar dijelaskan oleh kuantum mekanik deskripsi yang sama (keadaan yang sama), yang terbatas dalam hal faktor penting seperti posisi, momentum, perputaran, polarisasi

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
             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.

Algoritma Grover

Algoritma Grover adalah sebuah algoritma kuantum yang menawarkan percepatan kuadrat dibandingkan pencarian linear klasik untuk list tak terurut. Algoritma Grover menggambarkan bahwa dengan menggunakan pencarian model kuantum, pencarian dapat dilakukan lebih cepat dari model komputasi klasik. Dari banyaknya algoritma kuantum, algoritma grover akan memberikan jawaban yang benar dengan probabilitas yang tinggi.

Kemungkinan kegagalan dapat dikurangi dengan mengulangi algoritma. Algoritma Grover juga dapat digunakan untuk memperkirakan rata-rata dan mencari median dari serangkaian angka, dan untuk memecahkan masalah Collision.

 Implementasi Komputasi Kuantum

     Pada 19 Nov 2013 Lockheed Martin, NASA dan Google semua memiliki satu misi yang sama yaitu mereka semua membuat komputer kuantum sendiri. Komputer kuantum ini adalah superkonduktor chip yang dirancang oleh sistem D – gelombang dan yang dibuat di NASA Jet Propulsion Laboratories.

     NASA dan Google berbagi sebuah komputer kuantum untuk digunakan di Quantum Artificial Intelligence Lab menggunakan 512 qubit D -Wave Two yang akan digunakan untuk penelitian pembelajaran mesin yang membantu dalam menggunakan jaringan syaraf tiruan untuk mencari set data astronomi planet ekstrasurya dan untuk meningkatkan efisiensi searchs internet dengan menggunakan AI metaheuristik di search engine heuristical. 

     

A.I. seperti metaheuristik dapat menyerupai masalah optimisasi global mirip dengan masalah klasik seperti pedagang keliling, koloni semut atau optimasi swarm, yang dapat menavigasi melalui database seperti labirin. Menggunakan partikel terjerat sebagai qubit, algoritma ini bisa dinavigasi jauh lebih cepat daripada komputer konvensional dan dengan lebih banyak variabel. 

     

Penggunaan metaheuristik canggih pada fungsi heuristical lebih rendah dapat melihat simulasi komputer yang dapat memilih sub rutinitas tertentu pada komputer sendiri untuk memecahkan masalah dengan cara yang benar-benar cerdas . Dengan cara ini mesin akan jauh lebih mudah beradaptasi terhadap perubahan data indrawi dan akan mampu berfungsi dengan jauh lebih otomatisasi daripada yang mungkin dengan komputer normal

Sumber :

http://mamz.weebly.com/komputasi-modern.html

http://maya-ardiati-fst12.web.unair.ac.id/artikel_detail-117049-Prokom-Artikel%20Quantum%20Computing%20Dan%20Quantum%20Crypto.html

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

Analisa Website Berbasis Komputasi Modern

Nama	: Faishal Rizqi
Kelas	: 4IA22
NPM	: 53413121
Dosen	: Rina Noviana

Komputasi Modern

Definisi Komputasi Modern

            Komputasi bisa diartikan sebagai cara untuk menyelesaikan sebuah masalah dari inputan data dengan menggunakan algoritma. Teknologi komputasi adalah aktivitas penggunaan dan pengembangan teknologi komputer, perangkat keras, dan perangkat lunak komputer. Ia merupakan bagian spesifik komputer dari teknologi informasi.

            Secara umum ilmu 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). 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.

            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. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.

Sejarah Komputasi Modern

            Komputasi modern ini pertama kalinya digagaskan oleh seorang ilmuan yang bernama John Von Neumann. Dialah orang yang pertama kali menggagaskan konsep sebuah sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory. Konsep inilah yang menjadi dasar arsitektur komputer modern. John Von Neumann memberikan berbagai sumbangsihnya dengan cara meningkat karya – karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Selain itu, Von Neumann juga merupakan seorang ilmuan yang sangat berperan penting dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II silam. Dan berkat kepiawaian Neumann di bidang teori game inilah ia bisa melahirkan konsep automata, teknologi bom atom dan komputasi modern yang akhirnya melahirkan sebuah computer.

            Sebenarnya kata “komputer” tersebut pertama kali dipergunakan secara umum pada tahun 1613. Arti kata komputer itu sendiri mengacu kepada perhitungan aritmatika dan kata tersebut masih dipergunakan hingga pertengahan abad ke-20. Dan seiring dengan perkembangan jaman dari akhir abad ke-19 hingga seterusnya, “computer” menjadi berubah makna jadi sebuah mesin yang melakukan komputasi. 

            Kemudian sekitar tahun 1920an, kata “mesin komputasi” mulai dikenal. Setiap mesin yang dapat membantu melakukan pekerjaan manusia yaitunya menghitung dengan metode yang efektif, disebut dengan mesin komputasi. Pada tahun 1940-1950 dengan munculnya mesin komputasi elektronik kata “mesin komputasi” mulai berubah menjadi “komputer” yang biasanya diawali dengan “elektronik” atau “digital”.

            Sejak saat itu, Von Neumann menjadi seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC, Dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori. Konsep dasar arsitektur komputer modern sendiri ialah konsep sebuah sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory.

Karakteristik dari Komputasi Modern

Komputasi Modern memiliki beberapa karakteristik agar kita dapat mengetahui apakah website/aplikasi tersebut termasuk ke dalam komputasi modern. Karakteristiknya yaitu:

• Komputer maupun jaringan yang tidak terdedikasi, artinya bisa hidup atau mati sewaktu-       waktu tanpa jadwal yang jelas.
• Komputer bersifat heterogen, terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem  operasi serta aplikasi yang terpasang.               
• Komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.

Macam - Macam dan Contoh Komputasi Modern

            Sebelumnya jenis -jenis komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut :

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.Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Dan dapat dilihat 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.

Perbedaan antara komputasi mobile, grid, dan cloud :

•  Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone,               sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.
• Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan     cloud.
•  Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana, sedangkan   grid dan cloud membutuhkan tempat yang khusus.
• Untuk komputasi mobile proses tergantung si pengguna, komputasi grid proses tergantung         pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi cloud prosesnya membutuhkan           jaringan internet sebagai penghubungnya.

Dan ada juga persamaan antara komputasi mobile, komputasi grid, dan komputasi cloud, penjelasanya sebagai berikut :

•  Ketiganya merupakan metode untuk melakukan komputasi, pemecahan masalah, dan pencarian solusi.
•  Ketiganya memerlukan alat proses data yang modern seperti komputer, laptop atau telepon genggam untuk menjalankannya.

Analisa Website Domino Pizza

Domino's Pizza adalah perusahaan waralaba internasional yang menjual pizza dengan sistem pesan antar. Kantor pusat terletak di pinggir kota Ann Arbor, Michigan, Amerika Serikat. Perusahaan ini didirikan tahun 1960 oleh Tom Monaghan.

Pada Tampilan awal atau home pada website , kita dipermudah untuk memilih tab yang kita inginkan misal: untuk register , login , menu produk , mencari lokasi , tentang perusahaan , dan juga kontak perusahaan. Dan  juga terdapat beberapa promo yang sedang berlangsung .

Pada form atau tampilan register , anda diminta untuk mengisi data diri agar dapat dihubungi oleh pihak perushaan seperti : nama , usia , alamat dll. 

Pada tab menu terdapat 4 jenis produk yaitu : Pizza , Side&Desserts , Value Deals , dan Beverages.

Selain itu, pada website ini juga terdapat layanan atau menu Pesan Online yang termasuk ke dalam komputasi modern. Dengan layanan ini, customer dapat memesan menu makanan secara online tanpa harus datang ke restoran. Proses kerja dari layanan ini dijalankan oleh komputer.Ada dua cara untuk memesan secara online ,berikut tampilan layanan yang dimaksud:

Jika kita memesan sebagai tamu kita akan memilih menu sebelah kiri yaitu pelanggan baru dan tekan tombol pesan sebagai tamu dan akan muncul tampilan seperti dibawah gambar menu diatas , jika sebagai pelanggan yang sudah memiliki akun kita akan masuk dengan menggunkan  menu sebelah kiri dengan mengisikan user name dan password.

Kesimpulan:

Pada website Domino Pizza Indonesia sudah termasuk ke dalam penerapan komputasi modern terdapat pada layanan pemesanan online. User/customer dapat memesan makanan dan minuman secara virtual/online tanpa harus datang langsung ke restoran. Sistem layanan pada website perusahaan ini telah mengandung unsur-unsur yang merupakan penerapan dari komputasi modern. 

Proses pada layanan dikerjakan atau dilakukan oleh tenaga Komputer. Kelebihan yang ada pada website ini adalah dapat diakses atau digunakan dimana saja selama terhubung dengan jaringan internet dan juga interface pada website ini sangat menarik dan bagus, terbukti dengan merasa mudahnya user menggunakanya. Untuk kekurangan pada website ini mungkin hampir tidak ada kekurangan yang berarti, hanya mungkin pada menu lokasi restoran tidak tersedia search engine, sehingga tidak dapat langsung menujukan lokasi yang kita inginkan.

Dengan demikian, adanya penerapan teknik komputasi modern pada website "Domino Pizza Indonesia" sangat membantu pelanggan sehingga dapat memesan makanan dan atau  minuman secara cepat dan efisien.

Sumber Referensi :

http://mamz.weebly.com/komputasi-modern.html

https://www.dominos.co.id/