Bioinformatika

Bioinformatika merupakan ilmu terapan yang lahir dari perkembangan teknologi informasi dibidang molekular. Pembahasan dibidang bioinformatik ini tidak terlepas dari perkembangan biologi molekular modern, salah satunya peningkatan pemahaman manusia dalam bidang genomic yang terdapat dalam molekul DNA.

Kemampuan untuk memahami dan memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh teknologi informasi melalui perkembangan hardware dan soffware. Baik pihak pabrikan sofware dan harware maupun pihak ketiga dalam produksi perangkat lunak. Salah satu contohnya dapat dilihat pada upaya Celera Genomics, perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom manusia yang secara maksimal memanfaatkan teknologi informasi sehingga bisa melakukan pekerjaannya dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun).

Perkembangan teknologi DNA rekombinan memainkan peranan penting dalam lahirnya bioinformatika. Teknologi DNA rekombinan memunculkan suatu pengetahuan baru dalam rekayasa genetika organisme yang dikenala bioteknologi. Perkembangan bioteknologi dari bioteknologi tradisional ke bioteknologi modren salah satunya ditandainya dengan kemampuan manusia dalam melakukan analisis DNA organisme, sekuensing DNA dan manipulasi DNA.

Sekuensing DNA satu organisme, misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida atau molekul DNA atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara menyeluruh pada tahun 1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun, walaupun semua ini belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data nukleotida yang tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan tahun 1982.

Bioinformatika ialah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasi untuk mengelola dan menganalisis informasi hayati. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologi, terutama yang terkait dengan penggunaan sekuens DNA dan asam amino. Contoh topik utama bidang ini meliputi pangkalan data untuk mengelola informasi hayati, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.

Bioinformatika pertamakali dikemukakan pada pertengahan 1980-an untuk mengacu kepada penerapan ilmu komputer dalam bidang biologi. Meskipun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika seperti pembuatan pangkalan data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologi telah dilakukan sejak tahun 1960-an.

Kemajuan teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi protein (sejak awal 195-an) dan asam nukleat (sejak 1960an) mengawali perkembangan pangkalan data dan teknik analisis sekuens biologi. Pangkalan data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun 1960an di Amerika Serikat, sementara pangkalan data sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).

Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang dapat diungkapkan pada 1980an dan 1990-an. Hal ini menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, yang meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.

Perkembangan jaringan internet juga mendukung berkembangnya bioinformatika. Pangkalan data bioinformatika yang terhubungkan melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengumpulkan hasil sekuensing ke dalam pangkalan data tersebut serta memperoleh sekuens biologi sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi bioinformatika melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.

Pangkalan Data sekuens biologi dapat berupa pangkalan data primer untuk menyimpan sekuens primer asam nukleat dan protein, pangkalan data sekunder untuk menyimpan motif sekuens protein, dan pangkalan data struktur untuk menyimpan data struktur protein dan asam nukleat.

Pangkalan data utama untuk sekuens asam nukleat saat ini adalah GenBank (Amerika Serikat), EMBL (the European Molecular Biology Laboratory, Eropa), dan DDBJ (DNA Data Bank of Japan). Ketiga pangkalan data tersebut bekerja sama dan bertukar data secara harian untuk menjaga keluasan cakupan masing-masing pangkalan data. Sumber utama data sekuens asam nukleat adalah submisi (pengumpulan) langsung dari peneliti individual, proyek sekuensing genom, dan pendaftaran paten. Selain berisi sekuens asam nukleat, entri dalam pangkalan data sekuens asam nukleat pada umumnya mengandung informasi tentang jenis asam nukleat (DNA atau RNA), nama organisme sumber asam nukleat tersebut, dan segala sesuatu yang berkaitan dengan sekuens asam nukleat tersebut.

Selain asam nukleat, beberapa contoh pangkalan data penting yang menyimpan sekuens primer protein adalah PIR (Protein Information Resource, Amerika Serikat), Swiss-prot (Eropa), dan TrEMBL (Eropa). Ketiga pangkalan data tersebut telah digabungkan dalam UniProt, yang didanai terutama oleh Amerika Serikat. Entri dalam UniProt mengandung informasi tentang sekuens protein, nama organisme sumber protein, pustaka yang berkaitan, dan komentar yang pada umumnya berisi penjelasan mengenai fungsi protein tersebut.

Perangkat bioinformatika yang berkaitan erat dengan penggunaan pangkalan data sekuens Biologi ialah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Penelusuran BLAST (BLAST search) pada pangkalan data sekuens memungkinkan ilmuwan untuk mencari sekuens baik asam nukleat maupun protein yang mirip dengan sekuens tertentu yang dimilikinya. Hal ini berguna misalnya untuk menemukan gen sejenis pada beberapa organisme atau untuk memeriksa keabsahan hasil sekuensing atau untuk memeriksa fungsi gen hasil sekuensing. Algoritma yang mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran sekuens.

PDB (Protein Data Bank, Bank Data Protein) ialah pangkalan data tunggal yang menyimpan model struktur tiga dimensi protein dan asam nukleat hasil penentuan eksperimental (dengan kristalografi, sinar-X, spektroskopi NMR, dan mikroskopi elektron). PDB menyimpan data struktur sebaga koordinat tiga dimensi yang menggambarkan posisi atom-atom dalam protein atau pun asam nukleat.

Yang menggunaka teknologi bioinformatika salah satunya adalah ilmu kedokteran.

Ancaman penyakit, baik menular dan tidak menular, terjadi secara masif. Sebut saja, infeksi virus menular seperti H5N1 dan HIV/AIDS, dan juga penyakit kanker, adalah ancaman kesehatan utama bagi kemanusiaan.

Ilmu kedokteran sedang berusaha keras untuk menangani semua ancaman tersebut, dan bioinformatika menjadi salah satu instrumen mereka. Apakah yang dapat dilakukan bioinformatika?

Proyek Genom Manusia dan Riset Biomedis

Pada awalnya, proyek genom manusia diharapkan dapat banyak membantu dalam menghadapi berbagai masalah kesehatan. Namun, setelah proyek ini selesai, ternyata masih ada banyak hal yang harus dilakukan. Informasi genetik an sich ternyata tidaklah cukup untuk membantu riset biomedis. Diperlukan pengolahan data tingkat lanjut untuk itu.

Pasca proyek genom manusia, maka riset berbasis proteomik, epigenetik, dan transkriptomik semakin dikembangkan untuk berpacu dengan berbagai ancaman kesehatan.

Proteomik adalah salah satu kajian yang berkembang bersamaan dengan berjalannya proyek genom manusia. Walaupun manusia hanya memiliki sekitar 30.000 gen, namun terdapat jutaan protein yang eksis pada sel manusia. Oleh karena itu, bioinformatika digunakan untuk melakukan optimasi dan penapisan terhadap protein, yang dapat menjadi target bagi agen terapetik atau propilaksis.

Di sisi lain, walau pengembangannya sudah sejak lama, Epigenetik dan Transkriptomik dikaji secara ekstensif, di saat proyek genom dirampungkan.

Epigenetik adalah kajian terhadap perubahan fenotipe, di mana perubahan genotipe tidak terjadi. Salah satu contoh adalah Histone marks. Sementara itu, Transkriptomik adalah kajian terhadap transkriptome atau RNA. Salah satu contoh kajian ini adalah non coding RNA.

Baik proteomik, epigenetika, dan transkriptomik adalah kajian utama yang digunakan untuk riset biomedis yang semakin banyak tantangan, karena gaya hidup modern juga berpengaruh pada progresi penyakit.

Teknik-Teknik Bioinformatika

Bioinformatika dapat digunakan untuk membantu praktisi klinis dalam menghadapi masalah kesehatan secara langsung. Salah satunya, adalah dengan desain vaksin dan Obat dengan tools bioinformatika. Metode yang digunakan adalah molecular modeling, yang bermanfaat untuk mengamati interaksi protein-ligand secara in silico.

Diharapkan, hasil penapisan lebih lanjut terhadap data interaksi, akan menghasilkan kandidat obat dan vaksin yang dapat diteliti lebih lanjut secara in vitro dan in vivo.

Di sisi lain, ada beberapa pendekatan, yang dikembangkan dalam rangka menyempurnakan ilmu bioinformatika itu sendiri.

Proyek ‘Penyakit Peradaban’, untuk melawan ‘aging process’ atau proses penuaan sudah cukup lama berjalan. Dalam proyek ini, digunakan teknologi termutakhir, seperti deep sequencing dan Chip-Seq, dalam rangka menbongkar sandi dari gen-gen yang terlibat pada proses penuaan.

Sementara itu, sebuah kajian baru, Metagenomic, telah lahir. Ia adalah teknik penapisan terhadap patogen jenis baru, dari sampel biologis tertentu. Metagenomic memungkinkan penapisan sampel dalam skala besar, misalnya yang berasal dari lingkungan, atau pasien di rumah sakit.

Apakah Bioinformatika adalah ‘Holy Grail’?

Memang, perkembangan Bioinformatika telah melahirkan banyak sub-kajian yang relevan, seperti Epigenetik, Transkriptomik, dan Metagenomik. Namun, Bioinformatika tidak dapat menyelesaikan permasalahan kesehatan secara instan. Ia seyogyanya menjadi instrumen pendukung bagi ilmu-ilmu kesehatan, seperti kedokteran, farmasi, dan keperawatan.

Bioinformatika bukanlah ‘Holy Grail’, yang memberikan jaminan hidup abadi. Namun ia adalah upaya manusia yang fana untuk life expectancy yang lebih baik.

Referensi :

http://tekno.kompas.com/read/2013/06/06/10163011/Menghalau.Ancaman.Penyakit.dengan.Bioinformatika

http://www.csbioinformatika.us/2012/10/mengenal-ilmu-cabang-bioinformatika.html

 

Komputasi Modern dan Parallel Processing

Komputasi merupakan cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. 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. Komputasi yang menggunakan komputer inilah yang disebut dengan Komputasi Modern.

Komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, yang menjadi perhitungan dari komputasi modern adalah :

  1. Akurasi ( Bit, Floating Point )
  2. Kecepatan ( Dalam Satuan Hz )
  3. Modelling ( NN dan GA )
  4. Kompleksitas ( Menggunakan Teori Big O )

KECEPATAN

Saat ini penggunaan komputer untuk menyelesaikan masalah sudah merasuk ke segala bidang. Hal ini karena komputasi dianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyelesaian masalah secara manual. Seiring dengan hal tersebut, semakin dituntut proses komputasi yang semakin cepat. Untuk meningkatkan kecepatan proses komputasi, dapat ditempuh dua cara :

  1. Peningkatan kecepatan perangkat keras
  2. Peningkatan kecepatan perangkat lunak

Komponen utama perangkat keras komputer adalah processor. Saat ini, peningkatan kecepatan processor benar-benar luar biasa. Processor Pentium 4 yang dikeluarkan Intel kecepatannya sudah mencapai 1.8 GHz. Meskipun kecepatan processor dapat ditingkatkan terus, namun karena keterbatasan materi

MODELLING

Sebuah model komputasi adalah model matematika dalam ilmu komputer luas yang memerlukan sumber daya komputasi untuk mempelajari perilaku sebuah sistem yang kompleks dengan simulasi komputer. Sistem yang diteliti seringkali merupakan kompleks sistem nonlinier yang sederhana, intuitif solusi analitis tidak tersedia. Alih-alih menurunkan analisis matematis solusi untuk masalah ini, eksperimen dengan model ini dilakukan dengan mengubah parameter sistem dalam komputer, dan mempelajari perbedaan hasil eksperimen. Teori pengoperasian model dapat diturunkan / dideduksi dari percobaan komputasi ini.

Contoh model komputasi umum prakiraan cuaca model, bumi simulator model, flight simulator model, molekul protein lipat model, dan jaringan saraf model.

Berbagai Macam Model Komputasi :

  1. Mesin Mealy adalah otomasi fasa berhingga ( Finite state automaton atau finite state tranducer ) yang menghasilkan keluaran berdasarkan fasa saat itu dan bagian masukan/input. Dalam hal ini, diagram fasa (state diagram) dari mesin Mealy memiliki sinyal masukan dan sinyal keluaran untuk tiap transisi. Prinsip ini berbeda dengan mesin Moore yang hanya menghasilkan keluaran/output pada tiap fasa.
    Nama Mealy diambil dari “G. H. Mealy” seorang perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “A Method for Synthesizing Sequential Circuits” pada tahun 1955
  2. Mesin Moore adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton) di mana keluarannya ditentukan hanya oleh fasa saat itu (dan tidak terpengaruh oleh bagian masukan/input). Diagram fasa (state diagram) dari mesin Moore memiliki sinyal keluaran untuk masing-masing fasa. Hal ini berbeda dengan mesin Mealy yang mempunyai keluaran untuk tiap transisi.
    Nama Moore diambil dari “Edward F. Moore” seorang ilmuwan komputer dan perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “Gedanken-experiments on Sequential Machines”.
  3. Petri net adalah salah satu model untuk merepresentasikan sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah model, Petri net merupakan grafik 2 arah yang terdiri dari place, transition, dan tanda panah yang menghubungkan keduanya. Di samping itu, untuk merepresentasikan keadaan sistem, token diletakkan pada place tertentu. Ketika sebuah transition terpantik, token akan bertransisi sesuai tanda panah. Petri net pertama kali diajukkan oleh Carl Adam Petri pada tahun 1962

KOMPLEKSITAS

Kompleksitas komputasi adalah cabang dari teori komputasi dalam ilmu komputer yang berfokus pada mengklasifikasikan masalah komputasi sesuai dengan kesulitan inheren mereka. Dalam konteks ini, sebuah masalah komputasi dipahami sebagai tugas yang pada prinsipnya setuju untuk menjadi dipecahkan oleh komputer. Informal, sebuah masalah komputasi terdiri dari contoh-contoh masalah dan solusi untuk masalah ini contoh. Sebagai contoh, primality pengujian adalah masalah menentukan apakah nomor yang diberikan perdana atau tidak. Contoh-contoh masalah ini adalah bilangan asli, dan solusi untuk sebuah contoh adalah ya atau tidak didasarkan pada apakah nomor perdana atau tidak.

Masalah ini dianggap sebagai secara inheren sulit jika memecahkan masalah yang memerlukan sejumlah besar sumber daya, tergantung pada algoritma yang digunakan untuk memecahkan itu. Teori ini formalizes intuisi, dengan memperkenalkan matematika model komputasi untuk mempelajari masalah ini dan kuantitatif jumlah sumber daya yang dibutuhkan untuk memecahkan mereka, seperti waktu dan penyimpanan. Ukuran kompleksitas lain juga digunakan, seperti jumlah komunikasi (digunakan dalam kompleksitas komunikasi), jumlah gerbang dalam rangkaian (digunakan dalam rangkaian kompleksitas) dan jumlah prosesor (digunakan dalam komputasi paralel). Secara khusus, teori kompleksitas komputasi menentukan batas-batas praktis tentang apa yang komputer bisa dan tidak bisa lakukan.
Bidang-bidang terkait erat dalam ilmu komputer teoritis analisis algoritma dan teori computability. Perbedaan utama antara teori kompleksitas komputasi dan analisis algoritma adalah bahwa yang terakhir ditujukan untuk menganalisis jumlah sumber daya yang dibutuhkan oleh algoritma tertentu untuk memecahkan masalah, sedangkan yang pertama mengajukan pertanyaan yang lebih umum tentang semua kemungkinan algoritma yang dapat digunakan untuk memecahkan masalah yang sama. Lebih tepatnya, hal ini mencoba untuk mengklasifikasikan masalah yang dapat atau tidak dapat diselesaikan dengan tepat sumber daya terbatas. Pada gilirannya, memaksakan pembatasan pada sumber daya yang tersedia adalah apa yang membedakan kompleksitas komputasi dari computability teori: teori yang terakhir bertanya apa jenis masalah dapat diselesaikan pada prinsipnya algorithmically.

Contoh Masalah :

Sebuah masalah komputasi dapat dilihat sebagai sebuah koleksi yang tak terbatas kasus bersama-sama dengan solusi untuk setiap contoh. Input string untuk sebuah masalah komputasi disebut sebagai contoh masalah, dan tidak boleh bingung dengan masalah itu sendiri. Dalam teori kompleksitas komputasi, masalah mengacu pada pertanyaan abstrak yang harus dipecahkan. Sebaliknya, sebuah contoh dari masalah ini adalah ucapan yang agak konkret, yang dapat digunakan sebagai masukan untuk masalah keputusan. Sebagai contoh, perhatikan masalah primality pengujian. contoh adalah nomor dan solusinya adalah “ya” jika nomor perdana dan “tidak” sebaliknya. Bergantian, yang contoh adalah input tertentu untuk masalah, dan solusinya adalah output sesuai dengan input yang diberikan.

Untuk lebih menyoroti perbedaan antara masalah dan sebuah contoh, pertimbangkan contoh berikut versi keputusan dari pedagang keliling masalah: Apakah ada rute dengan panjang maksimal 2000 kilometer melewati semua di Jerman 15 kota terbesar? Jawaban untuk masalah khusus ini misalnya tidak banyak digunakan untuk menyelesaikan contoh-contoh lain dari masalah, seperti meminta untuk pulang-pergi melalui semua pemandangan di Milan yang jumlah paling banyak panjangnya 10km. Untuk alasan ini, teori kompleksitas komputasi alamat masalah dan bukan masalah tertentu contoh.

PARALLEL PROCESSING

Pemrosesan paralel (parallel processing) adalah penggunakan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan.
Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yang digunakan.

TUJUAN PARALLEL PROCESSING

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

PARALLEL PROCESSING

Komputasi paralel adalah salah satu teknik 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. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.

Pemrograman Paralel sendiri adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan. Bila komputer yang digunakan secara bersamaan tersebut dilakukan oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam satu jaringan komputer, biasanya disebut sistem terdistribusi. Bahasa pemrograman yang populer digunakan dalam pemrograman paralel adalah MPI (Message Passing Interface) dan PVM (Parallel Virtual Machine).

Yang perlu diingat adalah komputasi paralel berbeda dengan multitasking. Pengertian multitasking adalah komputer dengan processor tunggal mengeksekusi beberapa tugas secara bersamaan. Walaupun beberapa orang yang bergelut di bidang sistem operasi beranggapan bahwa komputer tunggal tidak bisa melakukan beberapa pekerjaan sekaligus, melainkan proses penjadwalan yang berlakukan pada sistem operasi membuat komputer seperti mengerjakan tugas secara bersamaan. Sedangkan komputasi paralel sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa komputasi paralel menggunakan beberapa processor atau komputer. Selain itu komputasi paralel tidak menggunakan arsitektur Von Neumann.

Untuk lebih memperjelas lebih dalam mengenai perbedaan komputasi tunggal (menggunakan 1 processor) dengan komputasi paralel (menggunakan beberapa processor), maka kita harus mengetahui terlebih dahulu pengertian mengenai model dari komputasi. Ada 4 model komputasi yang digunakan, yaitu:

  1. SISD
  2. SIMD
  3. MISD
  4. MIMD

Komputasi modern saat ini sudah melakukan proses secara paralel sehingga komputer modern saat ini sangat tergantung dengan parallel processing.

Contoh dari perusahaan yang sudah menggunakan komputasi modern dan parralel processing ada perusahaan penerbangan. Seiring berkembangnya teknologi manusia tercendung menginginkan segala sesuatu yang instan dan mudah. Oleh sebab itu perusahaan penerbangan saat ini menggunakan pembelian atau pemberitahuan jadwal penerbangan dengan menggunakan system online. System online yang diterapkan di perusahaan penerbangan sangat membantu para penumpang untuk membeli tiket maupun melihat jadwal penerbangan. Di belakang dari penerapan system ini pun pihak perusahaan harus menyiapkan server yang bekerja secara parrallel dan cluster. Hal ini disebabkan agar proses data yang dilakukan mesin proses dapat berjalan lebih cepat sehingga output yang dihasilkan dapat lebih cepat. Penerbangan yang sudah menggunakan system online saat ini antara lain air asia, garuda indonesia, lion air, dan masih banyak lagi perusahaan yang sudah menerapkan system ini.

Referensi :

http://freaktechno.wordpress.com/2011/02/16/komputasi-modern/

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

Komputasi Modern

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, 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. 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).

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. 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. Karakteristik komputasi modern ada 3 macam, yaitu :

  1. Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.
  2. Komputer-komputer terhubung ke jarinagn yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.
  3. Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

SEJARAH KOMPUTASI MODERN

Pada paruh pertama abad 20, banyak kebutuhan komputasi ilmiah bertemu dengan semakin canggih komputer analog, yang menggunakan mekanis atau listrik langsung model masalah sebagai dasar perhitungan. Namun, ini tidak dapat diprogram dan umumnya tidak memiliki fleksibilitas dan keakuratan komputer digital modern.

George stibitz secara internasional diakui sebagai ayah dari komputer digital modern. sementara bekerja di laboratorium bel di November 1937, stibitz menciptakan dan membangun sebuah relay berbasis kalkulator ia dijuluki sebagai “model k” (untuk “meja dapur”, di mana dia telah berkumpul itu), yang adalah orang pertama yang menggunakan sirkuit biner untuk melakukan operasi aritmatika. Kemudian model menambahkan kecanggihan yang lebih besar termasuk aritmatika dan kemampuan pemrograman kompleks.

Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi perkembangan komputasi modern adalah 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. Von Neumann dilahirkan di Budapest, ibu kota Hungaria, pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann dan Margaret Kann.

Max Neumann memperoleh gelar dan namanya berubah menjadi Von Neumann. Max Neumann adalah seorang Yahudi Hungaria yang bergelar doktor dalam ilmu hukum. Dia juga seorang pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi. Di tahun 1926 pada umur 22 tahun, Von Neuman lulus dengan dua gelar yaitu gelar S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar doktor (Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest.

Von Neumann sangat tertarik pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. 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. Berikut ini beberapa contoh komputasi modern sampai dengan lahirnya ENIAC : Konrad Zuse’s electromechanical “Z mesin”.Z3 (1941) sebuah mesin pertama menampilkan biner aritmatika, termasuk aritmatika floating point dan ukuran programmability.

Pada tahun 1998, Z3 operasional pertama di dunia komputer itu di anggap sebagai Turing lengkap. Berikutnya Non-programmable Atanasoff-Berry Computer yang di temukan pada tahun 1941 alat ini menggunakan tabung hampa berdasarkan perhitungan, angka biner, dan regeneratif memori kapasitor.Penggunaan memori regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih seragam (berukuran meja besar atau meja kerja). Selanjutnya komputer Colossus ditemukan pada tahun 1943, berkemampuan untuk membatasi kemampuan program pada alat ini menunjukkan bahwa perangkat menggunakan ribuan tabung dapat digunakan lebih baik dan elektronik reprogrammable.Komputer ini digunakan untuk memecahkan kode perang Jerman.

The Harvard Mark I ditemukan pada 1944, mempunyai skala besar, merupakan komputer elektromekanis dengan programmability terbatas. Lalu lahirlah US Army’s Ballistic Research Laboratory ENIAC ditemukan pada tahun 1946, komputer ini digunakan unutk menghitung desimal aritmatika dan biasanya disebut sebagai tujuan umum pertama komputer elektronik (ENIAC merupaka generasi yang sudah sangat berkembang di zamannya sejak komputer pertama Konrad Zuse ’s Z3 yang ditemukan padatahun 1941). Secara kasar, kita dapat membagi sejarah komputasi modern ke dalam era berikut :

  • 1970-an: Timesharing (1 komputer dengan banyak pengguna)
  • 1980-an: Personal komputer (1 komputer per user)
  • 1990-an: Komputasi paralel (banyak komputer per user
  • Sampai sekitar tahun 1980, komputer besar, mahal, dan terletak di pusat-pusat komputer
  • Kebanyakan organisasi memiliki satu mesin besar.

Tahun 1980-an, harga turun ke titik di mana setiap user bisa memiliki-nya komputer pribadi atau workstation. Mesin-mesin ini sering jaringan bersama-sama, sehingga pengguna dapat melakukan remote login pada komputer orang lain atau berbagi file dalam berbagai cara. Dewasa ini beberapa sistem memiliki banyak prosesor per pengguna, baik dalam bentuk komputer paralel atau koleksi besar CPU yang dibagi oleh komunitas pengguna yang kecil. Seperti biasanya disebut sistem p a r a l l e l atau terdistribusi sistem komputer.

Perkembangan ini menimbulkan pertanyaan tentang jenis perangkat lunak apa yang akan dibutuhkan untuk sistem baru ini. Untuk menjawab pertanyaan ini, sebuah kelompok di bawah arahan Prof Andrew S. Tanenbaum pada Vrije Universiteit (VU) di Amsterdam (Belanda) telah melakukan penelitian sejak tahun 1980 di bidang sistem komputer terdistribusi.

MACAM – MACAM KOMPUTASI MODERN

1. 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.

2. Grid computing

Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar.

3. Cloud computing

Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.

REFERENSI :

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

http://betawigaoel.wordpress.com/2011/04/12/komputasi-modern/

http://dwiardi.blogspot.com/2012/03/macam-macam-komputasi-modern.html

Implementasi Komputasi Modern

Microsoft Corporation adalah sebuah perusahaan multinasional Amerika Serikat yang berkantor pusat di Redmond, Washington, Amerika Serikat yang mengembangkan membuat, membeli lisensi dan mendukung beragam produk dan jasa terkait dengan komputer. Perusahaan ini didirikan oleh Bill Gates dan Paul Allen pada tanggal 4 April 1975. Microsoft merupakan pembuat perangkat lunak terbesar didunia menurut pendapatannya. Microsoft juga merupakan salah satu perusahaan paling bernilai di dunia.

Microsoft didirikan untuk mengembangkan dan menjual BASIC untuk Altair 8800. Perusahaan ini berhasil mendominasi pasar sistem operasi komputer pribadi dengan MS-DOS nyapada pertengahan 1980-an, diikuti dengan jajaran sistem operasi. Microsof Windows. Penawaran umum perdana Microsoft tahun 1986 dan kenaikan tajam harga sahamnya, menciptakan tiga miliuner dan 12.000 jutawan di kalangan karyawan Microsoft. Sejak 1990-an perusahaan ini semakin terdiversifikasi dari pasar sistem operasi dan telah melakukan sejumlah akuisisi perusahaan.

Microsoft pun mengimplementasi kan teknologi cloud computing.

Komputasi awan (cloud computing) adalah gabungan pemanfaatan teknologi komputer dan pengembangan berbasis Internet (‘awan’). Awan (cloud) adalah metafora dari internet, sebagaimana awan yang sering digambarkan di diagram jaringan komputer. Sebagaimana awan dalam diagram jaringan komputer tersebut, awan (cloud) dalam Cloud Computing juga merupakan abstraksi dari infrastruktur kompleks yang disembunyikannya.Ia adalah suatu metoda komputasi di mana kapabilitas terkait teknologi informasi disajikan sebagai suatu layanan (as a service), sehingga pengguna dapat mengaksesnya  tanpa mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya.Menurut sebuah makalah tahun 2008 yang dipublikasi IEEE Internet Computing “Cloud Computing adalah suatu paradigma di mana informasi secara permanen tersimpan di server di internet dan tersimpan secara sementara di komputer pengguna (client) termasuk di dalamnya adalah desktop, komputer tablet, notebook, komputer tembok, handheld, sensor-sensor, monitor dan lain-lain.

cloud-computing-kitchen-sink

SkyDrive (nama resmi Microsoft SkyDrive, sebelumnya Windows Live SkyDrive dan Windows Live Folders) adalah layanan komputasi awan serupa dengan Dropbox dan Google Driveyang memungkinkan penggunanya mengunggah dan mensinkronkan berkas ke suatu penyimpanan awan dan kemudian mengaksesnya melalui peramban Web atau perangkat tertentu. Layanan ini dibuat oleh Microsoft dan merupakan bagian dari layanan daring Windows Live dan memungkinkan pengguna menyimpan berkas-berkasnya secara pribadi, membagikannya dengan orang-orang dalam kontak, atau menjadikan berkas-berkas bersifat umum. Berkas-berkas yang dibagikan untuk umum tidak memerlukan akun Microsoft untuk mengaksesnya.

Microsoft menghadirkan SkyDrive yang dirilis hampir bersamaan saat Google memperkenalkan GDrive Meniru fitur seperti Dropbox yaitu Desktop Sync Clients, SkyDrive juga menghadirkan fitur editor via web untuk file-file dokumen (Docs, Excel, Powerpoint dan OneNote).

Microsoft SkyDrive tidak hanya dikembangkan didalam platform Windows dan WindowsMobile saja tetapi juga mendukung platform OSX dan iOS. Kabar terbaru untuk pengembangan SkyDrive, Microsoft sudah mengintegrasikan SkyDrive ke dalam OS terbaru Windows yaitu Windows 8.

Kita dapat menggunakan fasilitas skydrive dengan mengunjungi http://skydrive.live.com

UntitledSebelum kita menggunakan skydrive kita harus memiliki id account microsoft terlebih dahulu, jika sudah memiliki id account microsoft maka kita akan dapat langsung menggunakan fasilitas cloud computing yang disediakan oleh pihak microsoft ini.

Dibawah ini merupakan gambar saat kita sudah masuk kedalam skydrive :

Untitled

Jika kita sudah masuk ke dalam skydrive maka disini kita sudah dapat menggunakan skydrive untuk menyimpan data atau file di cloud computing.

Muhammad Edwin Hermawan – 52409037

Sofskill – Universitas Gunadarma

Referensi :

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

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

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

VLAN Configuration di Procurve 2510-24

Hostname “ProCurve Switch 2510B-24”
trunk 25 Trk1 Trunk **port 25 status sebagai trunk dan trk1 group trunk
snmp-server community “public” Unrestricted
vlan 1
name “DEFAULT_VLAN”
untagged 26
ip address dhcp-bootp
no untagged 1-24,Trk1
exit
vlan 12
name “NET-A”
untagged 1-12 –> port 1-12 anggota vlan 12
tagged Trk1 –> masuk ke dalam group trunk trk1
exit
vlan 11
name “NET-B”
untagged 13-24 –> –> port 1-12 anggota vlan 11
tagged Trk1 –> masuk ke dalam group trunk trk1
exit
spanning-tree Trk1 priority 4
password manager

V-Class Jaringan Optik Sinkron (SONET)

1. Apakah dimaksud dengan komunikasi broadband ?
Komunikasi broadband adalah sebuah koneksi atau keterhubungan dengan kecepatan tinggi yang memungkinkan pengaksesan internet secara cepat dan selalu terkoneksi dengan internet. Definisi umum broadband adalah sebuah proses pengiriman dan penerimaan data melalui sistem jaringan telekomunikasi dengan kecepatan tinggi. Umumnya kecepatan mulai dari 256 kbps sampai dengan 100 Mbps yang terhubung dengan perangkat pengguna/pelanggan disebut broadband.
2.    Sebutkan keuntungan SONET !
Synchronous optical network (SONET) merupakan sebuah media yang menawarkan biaya transport yang efektif pada jaringan akses dan jaringan inti/core. Lapisan optic menyediakan layanan transport untuk aplikasi jarak jauh. SONET juga secara langsung mensupport atau mendukung layanan data.
Keuntungan dari SONET:
1.  memberikan fungsionalitas yang bagus baik pada jaringan kecil, medium, maupun besar.
2.  Collector rings menyediakan interface ke seluruh aplikasi, termasuk local office, PABX, access multiplexer, BTS, dan terminal ATM.
3.  Manejemen bandwith berfungsi untuk proses routing, dan manajemen trafik.
4.  Jaringan backbone berfungsi menyediakan konektifitas untuk jaringan jarak jauh.
3.    Jelaskan prinsip kerja dari ATM !
Cara kerja mesin ATM sangat sederhana dan mudah. Jika kamu ingin bertransaksi menggunakan ATM, kamu hanya tinggal memasukkan kartu ATMmu ke dalam mesin dan kartumu akan dibaca oleh magnetic card reader yang ada didalam mesin. Fungsi dari magnetic card reader adalah sebagai pembaca dan penerima data. Setelah data dibaca, lalu data tersebut dikirim ke sistem komputerisasi bank.
Saat mesin berhasil membaca data dalam kartu ATM mu, maka mesin akan meminta nomor PIN (Personal Identification Number). PIN ini tidak terdapat di dalam kartu ATM melainkan kamu harus memasukkannya sendiri. Kemudian setelah kamu memasukkan PIN, maka data PIN tersebut akan diacak (di-encrypt) dengan rumus tertentu dan dikirim ke sistem komputerasi di bank yang bersangkutan. Pengacakan data PIN ini dimaksudkan agar data-datamu tidak bisa terbaca oleh pihak lain.
Setelah data-datamu selesai diproses di sistem komputer bank, maka data-datamu akan dikirim kembali ke ATM. Dan kamu akan mendapatkan apa yang kamu minta di mesin ATM tersebut seperti uang tunai, cek saldo, transfer tunai, dan sebagainya.
4.    Apakah yang dimaksud dengan DSL
DSL (dari bahasa Inggris: Digital Subscriber Line) adalah satu set teknologi yang menyediakan penghantar data digital melewati kabel yang digunakan dalam jarak dekat dari jaringan telepon setempat. Biasanya kecepatan downolad dari DSL berkisar dari 128 kbit/d sampai 24.000 kb/d tergantung dari teknologi DSL tersebut. Kecepatan upload lebih rendah dari download untuk ADSL dan sama cepat untuk SDSL.

Strategy of Information Integration

SII adalah strategi yang diambil oleh para ahli dalam menghadapi tantangan dimana sejumlah sistem informasi yang berbeda harus diintegrasikan. SII digunakan pada saat merger, penggabungan satu atau dua instansi pemerintahan, dan lain sebagainya. SII memiliki beberapa tahap yaitu:

1. Eksploitasi Kapabilitas Lokal

Pada tahap ini adalah melakukan pengembangan terhadap sistem informasi masing-masing organisasi. Tujuannya adalah untuk memahami batas kemampuan sistem informasi dalam menghasilkan kebutuhan manajemen strategis dan operasional organisasi yang bersangkutan. hasil dari tahap ini adalah pemahaman akan keunggulan dan keterbatasan sistem informasi yang dimiliki organisasi dalam hal memenuhi visi dan misi organisasi yang bersangkutan maupun dalam kaitannya dengan kebutuhan organisasi mitra lain.

2. Lakukan integrasi tak tampak

Pada tahap ini dilakukan proses integrasi dengan cara berdiskusi. Yang berhak berdiskusi di sini adalah para CIO (Chief Information Organization) dari masing-masing organisasi yang terlibat. Secara teknis yang biasa dihasilkan adalah ide dan solusi dalam bentuk penambahan sejumlah komponen sebagai jembatan antara satu sistem dan sistem lainnya tanpa harus merusak masing-masing sistem informasi yang telah dianggap baik bekerja oleh setiap organisasi yang ada. Tujuan dari tahap ini sebenarnya ialah mendapatkan kepercayaan dan kesadaran akan perlunya kerjasama untuk memecahkan solusi.

3. Membagi Sumber Daya Organisasi

Melakukan evaluasi seberapa efisien dan optimum solusi tersebut berhasil dibangun terutama dalam kaitannya dengan pemanfaatan beraneka ragam sumber daya organisasi. Tujuan dari tahap ini adalah menggeser pemikiran-pemikiran yang didominasi oleh faktor emosional dan menyingkirkan ego masing-masing ke arah menghasilkan ide-ide brilian yang dipandu oleh pemikiran rasional.

4. Mendesain Ulang Arsitektur Organisasi

Tahap penentu integrasi diuji kembali, karena yang akan terlibat adalah pimpinan nomor satu dari masing-masing organisasi. Kegiatan kolaborasi ini akan efektif jika bermula dari akhir, maksudnya menggunakan kebutuhan pemegang kepentingan akhir (yaitu pelanggan atau publik) sebagai target solusi redesain. Dengan berpegang pada konsep dan teori BPR (= Business Process Reengineering) sejumlah usaha untuk melakukan eliminasi, simplifikasi, integrasi, dan otomatisasi proses akan dilakukan. tujuan dari tahap ini yang ingin mencapai kesepakatan untuk melakukan kolaborasi secara lebih jauh, yaitu dengan memperhatikan nilai dari pemegang kepentingan utama dari seluruh organisasi yang berkolaborasi. Ragam proses baru inilah yang akan menjadi cikal bakal arsitektur sebuah sistem informasi terintegrasi yang dimaksud, yang merupakan penjelmaan ”secara tidak sadar” kumpulan sistem informasi organisasi beragam yang ada.

5. Optimalkan Infrastruktur

optimalisasi sistem informasi terintegrasi yang berawal pada masing-masing sistem informasi organisasi akan menghasilkan sebuah sistem dengan komponen-komponen lengkapnya seperti: perangkat keras, perangkat lunak, infrastruktur jaringan, sumber daya manusia, sistem database terpadu, dan lain sebagainya. Tujuan dari tahap optimaliasi ini adalah sebuah sistem informasi terpadu yang dapat bekerja secara efektif melayani kepentingan antar pemimpin tapi sampai hubangan atasan dan bawahan. semakin eratnya relasi antar organisasi yang berkolaborasi setelah melewati sejumlah tahap sebelumnya.

6. Transformasi Organisasi

Transformasi yang dimaksud pada dasarnya merupakan akibat dari dinamika kebutuhan lingkungan eksternal organisasi yang memaksanya untuk menciptakan sebuah sistem organisasi yang adaptif terhadap perubahan apapun.

Adanya Berbagai fenomena information integration memberikan dampak bagi manajemen organisasi. Hal ini mengharuskan pihak dalam organisasi untuk melakukan Strategy of Information Integration (Strategi informasi terintegrasi). Evolusi dari strategi informasi integrasi adalah sebagai berikut :

Tahap 1: Exploit Local Capabilities (Ekploitasi Kapabilitas Lokal)

Yaitu melakukan pengembangan maksimal terhadap kapabilitas sistem informasi masing-masing organisasi.

Tahap 2: Conduct Soft Integration (Lakukan Integrasi Tak tampak)

Yaitu masing-masing sistem informasi tetap melayani organisasi terkait dan dilakukan proses integrasi melalui penambahan komponen-komponen baru dari hasil diskusi beragam organisasi yang terlibat.

Tahap 3: Share Common Resources (Berbagi Pakai)

Yaitu saling berbagi sumber daya dari masing-masing organisasi guna mendapatkan hasil yang efisien dan optimal.

Tahap 4: Redesign Process Architecture (Mendesain ulang Arsitektur Proses)

Dalam melakukan tahap sebelumnya (tahap 3), berbagi sumber daya biasanya dapat dilakukan untuk kepentingan internal. Ketika merujuk pada kepentingan eksternal, maka perlu mendesain ulang agar mendapatkan hasil yang lebih efektif.

Tahap 5: Optimize Network Infrastructure (Optimalkan Infrastruktur)

Rancangan aneka ragam proses baru yang dihasilkan dari tahap sebelumnya tidak serta merta berjalan efektif, efisien, optimal dan terkontrol dengan baik apabila tidak dilakukan penyesuaian pada infrastruktur organisasi yang ada. Dalam hal ini maka optimalisasi sistem informasi terintegrasi yang bercikal bakal pada masing-masing sistem informasi organisasi akan menghasilkan sebuah sistem dengan komponen lengkapnya seperti: perangkat keras, perangkat lunak, infrastruktur jaringan, sumber daya manusia, sistem database terpadu dan lain sebagainya.

Tahap 6: Transform Organization Landscape (Transformasi Organisasi)

Tahap terakhir yang akan dicapai sejalan dengan semakin eratnya hubungan antar organisasi adalah transformasi masing-masing organisasi. Transformasi yang dimaksud pada dasarnya merupakan akibat dari dinamika kebutuhan lingkungan eksternal organisasi yang memaksanya untuk menciptakan sebuah sistem organisasi yang adaptif terhadap perubahan apapun.

referensi :

http://coreflood.wordpress.com/2010/12/21/strategy-of-information-integration-sii/

http://dpamudji.wordpress.com/2011/01/10/strategy-of-information-integration/

Tugas Sofskill

Nama : Muhammad Edwin Hermawan

Kelas : 4IA20

Universitas Gunadarma