Prosedur Standar dalam Menyelesaikan Persoalan Komputasi : 1, Prosedur dan Kinerja Komputasi. 2, Paralel Computing. 3, Protocol Komputasi Network File System (NFS). 4, Standar MPI (Message Passing Interface)

𝗣𝗿𝗼𝘀𝗲𝗱𝘂𝗿 𝗦𝘁𝗮𝗻𝗱𝗮𝗿 𝗱𝗮𝗹𝗮𝗺 𝗠𝗲𝗺𝘆𝗲𝗹𝗲𝘀𝗮𝗶𝗸𝗮𝗻 𝗣𝗲𝗿𝘀𝗼𝗮𝗹𝗮𝗻 𝗞𝗼𝗺𝗽𝘂𝘁𝗮𝘀𝗶 

    Dengan makin berkembangnya alat dan kebutuhan, maka makin banyak pula data-data yang ingin dihitung, dan mulailah ide pembuatan alat hitung dengan konsep komputasi modern yang juga dikenal sebagai komputer. Bukan hanya itu saja, keberadaan komputer yang diciptakan hingga sekarang ini bukan hanya menjadi alat untuk menghitung saja, tetapi juga bisa menyimpan, mengedit, mengolah kata, serta masih banyak lagi kegunaan dan kelebihannya

   1. 𝐏𝐫𝐨𝐬𝐞𝐝𝐮𝐫 𝐝𝐚𝐧 𝐊𝐢𝐧𝐞𝐫𝐣𝐚 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐚𝐬𝐢

Komputer berasal dari kata computare yang artinya menghitung. Secara bahasa komputer didefinisikan sebagai alat yang melakukan proses perhitungan aritmatika. Secara umum, Komputer didefinisikan sebagai seperangkat alat elektronik yang mengubungkan komponen satu dengan yang lainnya sehingga menghasilkan informasi yang sebelumnya telah diolah terlebih dahulu. Komputer terdiri atas 3 elemen yaitu hardware (perangkat keras) seperti prosesor, harddisk, RAM, CPU, dan motherboard. Software (perangkat lunak) seperti aplikasi-aplikasi dan juga system operasi yang akan bekerja sesuai perintah yang diberikan oleh brainware (pengguna).

Kinerja komputasi menggunakan paralel processing dengan memanfaatkan beberapa komputer atau CPU untuk menemukan suatu pemecahan masalah dari berbagai masalah yang ada, sehingga dapat diselesaikan dengan cepat. Paralel processing computational akan menggabungkan beberapa CPU, dan membagi tugas untuk masing-masing CPU tersebut. Computational thinking (CT) sebagai metode berpikir yang dipakai programmer pada saat menulis program, sedangkan pemrosesan paralel (paralel processing) menggunakan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan. Dampak dari paralel processing adalah membuat program berjalan lebih cepat

karena makin banyak CPU yang digunakan

   2. 𝐏𝐚𝐫𝐚𝐥𝐞𝐥 𝐂𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐢𝐧𝐠 

komputasi paralel terkait erat dengan pemrosesan paralel (atau komputasi bersamaan). Ini adalah bentuk perhitungan di mana koneksi ("secara paralel") menggunakan beberapa CPU yang dilakukan secara bersamaan dengan sistem shared-memory untuk memecahkan masalah komputasi superkomputer. 

Paralelisme adalah proses perhitungan besar, yang dapat dipecah menjadi beberapa proses yang dapat memproses secara mandiri dan yang hasilnya digabungkan setelah selesai. Paralelisme telah lama digunakan dalam superkomputer berkinerja tinggi.

Pemrosesan paralel umumnya diimplementasikan dalam spektrum aplikasi yang luas yang membutuhkan kalkulasi dalam jumlah besar. Tujuan utama dari komputasi paralel adalah untuk meningkatkan daya komputasi yang tersedia untuk aplikasi penting Anda. Biasanya, infrastruktur ini adalah tempat himpunan prosesor hadir di server, atau server terpisah yang terhubung satu sama lain untuk menyelesaikan masalah komputasi.

Dalam perangkat lunak komputer paling awal, yang menjalankan satu instruksi (memiliki satu Central Processing Unit (CPU)) pada waktu yang telah ditulis untuk perhitungan serial. Masalah dipecah menjadi beberapa seri instruksi, dan bahwa Instruksi dieksekusi satu demi satu. Hanya satu dari instruksi komputasi yang diselesaikan secara bersamaan.

Alasan Utama untuk menggunakan Komputasi Paralel adalah:

1. Hemat waktu dan uang.

2. Memecahkan masalah yang lebih besar.

3. Berikan konkurensi.

4. Beberapa unit eksekusi

Jenis Jenis Parallel Computing

1.Paralelisme tingkat-bit
Dalam paralelisme tingkat-Bit, setiap tugas dijalankan pada tingkat prosesor dan tergantung pada ukuran kata prosesor (32-bit, 64-bit, dll.) Dan kami perlu membagi ukuran maksimum instruksi menjadi beberapa seri instruksi dalam tugas tersebut. . Sebagai Contoh, jika kita ingin melakukan operasi pada angka 16-bit dalam prosesor 8-bit, maka kita akan perlu membagi proses menjadi dua operasi 8 bit.

1.Paralelisme tingkat instruksi (ILP)
Paralelisme level instruksi (ILP) berjalan pada level perangkat keras (paralelisme dinamis), dan itu termasuk berapa banyak instruksi yang dijalankan secara bersamaan dalam siklus clock CPU tunggal.

2.Paralelisme Data
Sistem multiprosesor dapat menjalankan satu set instruksi (SIMD), paralelisme data dicapai ketika beberapa prosesor secara bersamaan melakukan tugas yang sama pada bagian terpisah dari data yang didistribusikan.

3.Paralelisme tugas
Paralelisme tugas adalah paralelisme di mana tugas dibagi antara prosesor untuk melakukan sekaligus.

   3.  𝐏𝐫𝐨𝐭𝐨𝐜𝐨𝐥 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐚𝐬𝐢 𝐍𝐞𝐫𝐖𝐨𝐫𝐤 𝐅𝐢𝐥𝐞 𝐒𝐲𝐬𝐭𝐞𝐦 (𝐍𝐅𝐒)

Network File System atau sistem berkas jaringan adalah sekumpulan protokol yang digunakan untuk mengakses beberapa sistem berkas melalui jaringan. Bisa dikatakan juga bahwa NFS merupakan sebuah implementasi dan spesifikasi dari sebuah perangkat lunak untuk mengakses remote file melalui jaringan LAN atau WAN.

NFS yang dikembangkan oleh Sun Micro Systems Inc. ini menggambarkan himpunan unit-unit komputer yang saling berhubungan sebagai sebuah mesin bebas yang memiliki sistem berkas bebas. Tujuan dari NFS adalah untuk memungkinkan terjadinya pertukaran sistem berkas secara transparan antara mesin-mesin bebas tersebut. Hubungan yang terjadi di sini didasarkan pada hubungan client-server yang menggunakan perangkat lunak NFS server dan NFS client yang berjalan diatas workstation. Gambar 18.3 berikut ini menggambarkan tiga buah mesin bebas yang memiliki sistem berkas lokal masing-masing yang bebas juga.

Gambar 18.3. Three Independent File System

NFS didesain agar dapat beroperasi di lingkungan ataupun jaringan yang heterogen yang meliputi mesin, platform, sistem operasi, dan arsitektur jaringan. Ketidaktergantungan ini didapat dari penggunaan RPC primitif yang dibangun diatas protokol External Data Representation (XDR).

Jika misalnya terjadi sebuah pertukaran sistem berkas antara server dan client , maka pertukaran sistem berkas yang terjadi disini harus dipastikan hanya berpengaruh pada tingkat client dan tidak mempengaruhi sisi server , karena server dan client adalah mesin yang berbeda dan sama-sama bebas. Untuk itu, mesin client harus melakukan operasi mount terlebih dahulu agar remote directory dapat diakses secara transparan.

   4. 𝐒𝐭𝐚𝐧𝐝𝐚𝐫 𝐌𝐏𝐈 ( 𝐌𝐚𝐬𝐬𝐚𝐠𝐞 𝐏𝐚𝐬𝐬𝐢𝐧𝐠 𝐈𝐧𝐭𝐞𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞 )

MPI (Message Passing Interface) adalah spesifikasi API (Application Programming Interface) yang memungkinkan terjadinya komunikasi antar komputer pada network dalam usaha untuk menyelesaikan suatu tugas. Paradigma Message - Passing dengan implementasi MPI memberikan suatu pendekatan yang unik dalam membangun suatu software dalam domain fungsi tertentu, yang dalam hal ini pada lingkungan sistem terdistribusi, sehingga memberikan kemampuan pada produk software yang dibangun diatas middleware tersebut untuk dapat mengeksploitasi kemampuan jaringan komputer dan komputasi secara paralel.

MPI adalah standar interface dari model message - passing yang didefenisikan oleh sebuah grup yang terdiri dari 60 orang yang berasal dari 40 organisasi baik vendor komersil maupun dari kalangan peneliti akademisi yang berada di Amerika Serikat dan Eropa. Dalam grup tersebut mereka mencoba merumuskan dan membuat sebuah "standard by consensus" untuk pustaka message - passing yang dapat digunakan dalam komputasi paralel.

MPI menjadi standar defacto yang banyak digunakan dalam komunikasi proses pada model dari program paralel pada sistem memori terdistribusi, yang mana banyak diimplementasikan oleh pada super komputer dan computer cluster. Pada spesifikasi MPI-1 tidak memiliki konsep tentang shared memory, kemudian pada spesifikasi selanjutnya MPI-2 sudah mendukung konsep distributed shared memory. Dengan kemampuan tersebut MPI dapat mengeksploitasi arsitektur lingkungan yang sifatnya heterogen atau bersifat arsitektur NUMA (Non-Uniform Memory Access).

Implementasi MPI merupakan sebuah API yang dapat dipanggil dari beberapa bahasa pemrograman seperti Fortran, C, ataupun C++, dan bersifat portable. Terdapat dua versi standar yang pada saat ini populer digunakan, yaitu versi 1.2 (MPI-1) yang berfokus pada message passing dan memiliki static runtime enviroment, dan MPI-2.1 (MPI-2) yang memasukkan fitur - fitur baru seperti parallel I/O, dynamic process management, remote memory operation dsb.

Tujuan MPI

MPI merupakan sebuah protokol komunikasi yang sifatnya language-independent, portable dalam mensupport berbagai platform, dan memiliki spesifikasi semantic yang mengatur bagaimana perilaku setiap impelementasinya. MPI mendukukung komunikasi baik dengan tipe point-to-point maupun yang bersifat kolektif. Secara umum MPI memliki tujuan sebagai berikut :

1. MPI akan menjadi sebuah library untuk membangun program aplikasi dan bukan distributed operating system.
2. MPI akan mendukung thread-safe yang penting dalam symmetric multiprocessor pada lingkungan jaringan komputer yang heterogen.
3. MPI akan mampu untuk men-deliver high-performance computing.
4. MPI akan bersifat modular, untuk mengakselerasi development pustaka paralel yang portable.
5. MPI akan bersifat extensible, sehingga dapat terus dikembangkan dan memenuhi kebutuhan komputasi masa akan datang.
6. MPI akan mendukung heterogeneos komputasi.
7. MPI akan memiliki semantic behavior yang telah terspesifikasi dengan jelas, sehingga dapat menghindari beberapa permasalahan kritis seperti race-conditions, dead-lock dsb.
   

Tipe Komunikasi MPI

a.    Point-to-Point Communication

Pada implementasi program berbasis message-passing, point-to-point communication adalah komunikasi yang paling sederhana dimana akan melibatkan sepasang proses yang saling bekerjasama. Pada API dari MPI, secara sederhana dapat digunakan MPI_Send atau MPI_Recv, dimana akan mengizinkan terjadinya sebuah proses spesifik yang satu dapat mengirimkan data pesan ke sebuah proses spesifik yang lain. Operasi point-to-point communication secara khusus berguna dalam komunikasi yang irregular ataupun yang berpola.

Contoh: sebuah arsitektur data paralel dimana setiap prosessor secara rutin melakukan pertukaran region data dengan sebuah prosessor spesifik lainnya pada setiap langkah kalkulasi, atau pada arsitektur master-salve dimana sang master akan mengirim task data baru ke proses slave pada saat task data sebelummnya telah selesai.

b.    Collective Communication

Berbeda dengan point-to-point communication, collective communication pada MPI API melibatkan komunikasi antara semua proses dalam sebuah group proses (dalam artian keseluruhan pool Proses atau sebuah subset terdefinisi pada program). Fungsi interface yang sederhana dapat berupa MPI_Bcast (broadcast) yang melakukan pengiriman data dari sebuah proses ke semua proses lainnya pada group, dan fungsi MPI_Reduce untuk melakukan kebalikannya.

Tipe komunikasi memberikan dua keuntungan, yaitu pertama, operasi komunikasi tersebut mengizinkan programmer untuk mengekspresikan operasi yang kompleks dengan menggunakan semantik yang sederhana, kedua, implementasi dapat melakukan pengoptimasian operasi melalui cara yang tidak disediakan oleh tipe operasi point-to-point communication.

Ruang Lingkup Informatika : 1, Program Komputer dan Model Komputasi. 2, Perbaikan Model Komputasi. 3, Pengalaman Berpikir Komputasional.Komputasi modern memiliki karakteristik tertentu, di antaranya komputer terhubung ke jaringan

𝘙𝘶𝘢𝘯𝘨 𝘓𝘪𝘯𝘨𝘬𝘶𝘱 𝘐𝘯𝘧𝘰𝘳𝘮𝘢𝘵𝘪𝘬𝘢 

Computational thinking menggunakan abstraksi dan dekomposisi pada saat merancang sebuah sistem besar yang kompleks atau pun memecahkan tugas besar yang kompleks. CT mulai diintegrasikan ke dalam semua mata pelajaran, bahkan di beberapa negara untuk membantu serta mempercepat pengintegrasian dan penetrasi ke arah computational thinking dengan memasukan Computer Science (ICT) sebagai sebuah mata pelajaran wajib dalam kurikulum nasional. Karakteristik berpikir komputasi (CT) dalam merumuskan masalah dengan menguraikan masalah tersebut ke segmen yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Strategi ini memberi peluang pada siswa untuk mengubah masalah yang kompleks menjadi beberapa prosedur yang bukan hanya lebih mudah untuk dilaksanakan, tetapi juga menyediakan cara efisien dalam berpikir kreatif.

   1. 𝐏𝐫𝐨𝐠𝐫𝐚𝐦 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐞𝐫 𝐝𝐚𝐧 𝐌𝐨𝐝𝐞𝐥 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐢𝐭𝐚𝐬𝐢 

Problem Based Learning (PBL) merupakan elemen penting dari science, technology, engineering, dan Matematika (STEM) yang digunakan pada mayoritas pendidikan di Indonesia, bahkan sudah berkembang menjadi STEAM di mana huruf “A” mewakili “Arts” (seni). Hal ini menjadi pilihan representasi yang sesuai untuk masalah mau pun aspek pemodelan yang relevan dari masalah untuk membuatnya menjadi mudah dikerjakan. Dalam pendidikan STEM, berpikir komputasi (CT) didefinisikan sebagai seperangkat keterampilan kognitif yang memberi peluang pada pendidik mengidentifikasi pola, memecahkan masalah selain kompleks menjadi langkah-langkah kecil, mengatur dan membuat serangkaian langkah untuk memberikan solusi, serta membangun representasi data melalui simulasi

Mengasosiasi

Lakukan analisa tentang model komputasi pada program komputer! Manakah model komputasi yang menurut kalian penggunaannya paling efektif? Diskusikan dengan teman sebangku kalian, kemudian buatlah laporan diskusi! Kumpulkan hasilnya pada guru untuk dinilai!

a.       Metodologi

b.      Model komputasi

c.       Pemrograman

      1)      Komponen pemrograman

      2)      Konsep dasar pemrograman

          a)      Object Oriented Language, seperti Visual                 dBase, Visual FoxPro, Delphi, dan Visual C.

          b)      High Level Language, seperti Pascal dan                     Basic.

          c)      Middle Level Language, seperti pada                          bahasa C.

          d)      Low Level Language, seperti pada                              bahasa Assembly.

    3)      Persyaratan Kualitas

          a)      Kegunaan (ergonomi) sebuah program

          b)      Efisiensi/kinerja

          c)      Reliabilitas

          d)      Modifikasi

          e)      Portabilitas

    4)      Kompleksitas algoritma

    5)      Mengukur pemakaian bahasa pemrograman

   2. 𝐏𝐞𝐫𝐛𝐚𝐢𝐤𝐚𝐧 𝐌𝐨𝐝𝐞𝐥 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐚𝐬𝐢 

   3. 𝐏𝐞𝐧𝐠𝐚𝐥𝐚𝐦𝐚𝐧 𝐁𝐞𝐫𝐩𝐢𝐤𝐢𝐫 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐚𝐬𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥

Berpikir komputasional dibangun dengan dasar dan batasan proses komputasi, entah proses tersebut dieksekusi oleh manusia atau mesin. Metode dan model komputasional memberikan kemampuan bagi kita untuk memecahkan masalah dan mendesain/ merangkai sistem yang tidak bisa kita tangani sendiri. Berpikir komputasional adalah kemampuan dasar untuk setiap orang, bukan hanya bagi orang-orang yang berkutat dalam studi komputer-sains. Berpikir komputasional mencakup pemecahan masalah, mendesain sistem, dan memahami perilaku manusia, dengan menggambar konsep berdasarkan komputer sains. Berpikir komputasional meliputi batasan kemampuan mental yang merefleksikan betapa luasnya cakupan komputer-sains. Komputer sains adalah studi komputasi-mengenai apa yang dapat dikomputasikan dan bagaimana mengkomputasikan.Berpikir komputasional memiliki karakteristik sebagai berikut:

1. Berdasarkan konsep, bukan pemrograman. Komputer sains bukan sekedar pemrogaman komputer. Berpikir seperti orang yang ahli dalam computer-sains berarti lebih dari sekedar pemrogaman komputer. Dibutuhkan berpikir pada beberapa tingkat abstraksi.
2. Mendasar, bukan menghafal. Kemampuan dasar yaitu kemampuan yang harus dimiliki setiap orang dizaman sekarang. Menghafal berarti rutinitas mekanikal.
3. Cara manusia berpikir, bukan cara komputer berpikir. Berpikir komputasional adalah cara orang untuk memecahkan masalah; berikir komputasional tidak membuat orang mencoba berpikir seperti komputer. Manusia itu cerdas dan imajinatif. Komputer seharusnya dikendalikan oleh manusia, untuk menemukan suatu pemecahan masalah, bukan sebaliknya.
4. Saling melengkapi dan mengkombinasikan antara pemikiran matematis dan pemikiran teknik. Komputer sains erat kaitannya dengan berpikir matematis, sama seperti ilmu sains lainnya yang didasari oleh matematika.
5. Merupakan ide, bukan benda. Bukan sekedar software atau hardware yang secara fisik ada dikehidupan kita, namun lebih pada konsep-konsep komputasional yang kita gunakan untuk mendekati dan memecahkan masalah, mengatur kehidupan sehari-hari kita, komunikasi dan interaksi dengan orang lain.
6. Untuk setiap orang, disetiap tempat. Pemikiran komputasional akan menjadi nyata ketika ia begitu integral dalam usaha manusia, dan berubah menjadi suatu filosofi yang eksplisit.
7. Secara intelektual menantang dan mengharuskan masalah saintifik dapat dipahami dan diselesaikan. Domain masalah dan domain solusi hanya terbatas pada rasa ingin tahu dan kreativitas kita sendiri.
8. Orang yang memiliki kemampuan komputasional dapat menguasai komputer sains dan melakukan apa saja. Orang yang memiliki kemampuan komputasional dapat menguasai komputer sains dan meneruskan karirnya dibidang kesehatan, hukum, bisnis, politik, dan semua jenis teknik sains, atau bahkan seni.

Praktik Lintas Bidang (Tematis). Komputasi dan Ruang Lingkupnya1, Budaya Informatika Lewat Berpikir Komputasional. 2, Kolaborasi Informatika Lewat Tematik. 3, Problema Model Komputasi menggunakan Kalkulasi Integrasi Numerik. 4, Mengembangkan dan Menggunakan Abstraksi. 5, Penerapan Computational Thinking (CT)

Praktik Lintas Bidang (Tematis)

Penggunaan internet pada sektor pemerintahan (e-government) juga memicu tumbuhnya transparansi pelaksanaan pemerintahan. Internet membentuk budaya baru dalam mencari informasi, cara memandang sebuah kejadian, cara baru mencari/menyebar berita, cara baru berbelanja atau memesan barang, dan lain-lain. Berbagai transaksi jual beli yang sebelumnya hanya bisa dilakukan dengan cara tatap muka (dan sebagian sangat kecil melalui pos atau telepon), kini sangat mudah dan sering dilakukan melalui internet. Transaksi melalui internet ini dikenal dengan nama e-commerce. Perkembangan internet juga telah memengaruhi perkembangan ekonomi. Dengan makin besarnya jumlah warga internet (warganet), makin berkembangpula dalam mewujudkan budaya internet yang memiliki pengaruh yang besar atas ilmu dan pandangan dunia. Jumlah warga internet (warganet) yang besar dan makin berkembang telah mewujudkan budaya internet. Internet memiliki pengaruh yang besar atas ilmu dan pandangan dunia.

 

A.    Komputasi dan Ruang Lingkupnya

Di masa sekarang, mayoritas orang sudah mengenali komputer berukuran kecil yang disebut Personal Computer (PC) atau komputer mikro. Disebut personal, karena pengoperasiannya cukup membutuhkan satu orang saja, beda dengan komputer pada zaman dahulu yang butuh banyak orang. Kecepatan, biaya komunikasi, dan prosesor komputer memengaruhi penggunaan sumber-sumber daya tersebut. Dalam hal ini, warganet di seluruh dunia memiliki akses yang mudah atas beraneka ragam informasi dengan hanya berpandukan pada sebuah mesin pencari (search engine) seperti Google. Dibanding dengan buku dan perpustakaan, penggunaan internet melambangkan penyebaran (decentralization) informasi dan data secara ekstrem.

   1. 𝐁𝐮𝐝𝐚𝐲𝐚 𝐈𝐧𝐟𝐨𝐫𝐦𝐚𝐭𝐢𝐤𝐚 𝐋𝐞𝐰𝐚𝐭 𝐁𝐞𝐫𝐩𝐢𝐤𝐢𝐫 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐚𝐬𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥

Berpikir komputasional (Computational Thinking) adalah metode menyelesaikan persoalan dengan menerapkan teknik ilmu komputer (informatika). Tantangan bebras menyajikan soal-soal yang mendorong siswa untuk berpikir kreatif dan kritis dalam menyelesaikan persoalan dengan menerapkan konsep-konsep berpikir komputasional.

   2. 𝐊𝐨𝐥𝐚𝐛𝐨𝐫𝐚𝐬𝐢 𝐈𝐧𝐟𝐨𝐫𝐦𝐚𝐭𝐢𝐤𝐚 𝐋𝐞𝐰𝐚𝐭 𝐓𝐞𝐦𝐚𝐭𝐢𝐤

Salah satu aspek informatika yang banyak digunakan pada kolaborasi lewat tematik berkaitan dengan struktur untuk menggambarkan bentuk relasi (graf). Graf bisa diterjemahkan sebagai salah satu sarana dalam informatika untuk menggambarkan jaringan sosial. Graf sederhana terdiri dari node (menyatakan orang) dan garis (menyatakan relasi teman).

a.       Sejarah teori graf

Seorang matematikawan Swiss dinyatakan sebagai orang yang pertama kali (1736) menulis artikel ilmiah di bidang teori graf adalah Leonhard Euler. Artikel dengan judul “Seven Bridges of Königsberg” yang ditulisnya membahas permasalahan ada atau tidaknya struktur yang saat ini. Perkembangan teori graf dikenal sebagai sirkuit Euler pada graf keterhubungan daratan kota Königsberg (sekarang Kaliningrad, Russia) dan pulau kecil di tengah sungai Pregel yang dihubungkan oleh tujuh buah jembatan. Pada masa berikutnya, disiplin ilmu teori graf belum meraih perhatian besar para matematikawan penting dalam sejarah sampai kurang lebih seratus tahun kemudian, masalah pewarnaan peta diperkenalkan oleh Francis Guthrie. Pada tahun 1852, Francis Guthrie menyadari adanya empat warna berbeda yang dibutuhkan untuk mewarnai peta wilayah Britania Raya dengan setiap dua daerah bersebelahan selalu memiliki dua warna berbeda. Hingga pada awal Abad Keduapuluh, para saintis menemukan banyak manfaat dari teori graf di bidang-bidang lain seperti ilmu komputer, kimia teoretik, transportasi, dan lain-lain.

b.      Perkembangan teori graf

Berbagai bentuk struktur dapat direpresentasikan dengan graf, dan berbagai jenis masalah dapat diselesaikan dengan bantuan graf. Teori graf atau teori grafik dalam matematika dan ilmu komputer adalah cabang kajian yang mempelajari sifat-sifat graf (grafik) dan hal ini ini tidak sama dengan grafika. Pengertian graf secara informal adalah himpunan benda-benda yang disebut simpul (vertex atau node) yang terhubung oleh sisi (edge) atau busur (arc). Biasanya graf digambarkan sebagai kumpulan titik-titik (melambangkan simpul) yang dihubungkan oleh garis-garis (melambangkan sisi) atau garis berpanah (melambangkan busur). Suatu sisi dapat menghubungkan suatu simpul dengan simpul sejenis yang disebut gelang (loop). Misalnya jaringan pertemanan Facebook yang bisa direpresentasikan dengan graf, berupa simpul-simpul yang mereprentasikan para pengguna Facebook dan ada sisi antarpengguna jika dan hanya jika mereka berteman.

Perkembangan algoritme untuk menangani graf akan berdampak besar bagi ilmu komputer. Sebuah struktur graf bisa dikembangkan dengan memberi bobot pada tiap sisi. Graf berbobot dapat digunakan untuk melambangkan banyak konsep berbeda. Misalnya sebuah graf melambangkan jaringan jalan maka bobotnya bisa berarti panjang jalan maupun batas kecepatan tertinggi pada jalan tertentu. Ekstensi lain pada graf adalah dengan membuat sisinya berarah, yang secara teknis disebut graf berarah atau digraf (directed graph). Digraf dengan sisi berbobot disebut jaringan. Jaringan banyak digunakan pada cabang praktis teori graf yaitu analisis jaringan. Perlu dicatat bahwa pada analisis jaringan, definisi kata “jaringan” bisa berbeda, dan sering berarti graf sederhana (tanpa bobot dan arah).

c.       Implementasi teori graf

Metode otomatis pada program komputer bertujuan untuk menganalisis relasi (graf) dalam menganalisis jaringan sosial. Metode analisis graf bermanfaat dalam aplikasi GPS, di mana persimpangan jalan diwakili oleh node dan jalur-jalur yang bersesuaian dengan edge. Program komputer untuk menganalisis graf dapat dipakai untuk mencari jalan terpendek antara dua tempat. Contoh paling mudah dapat dilihat ketika seseorang mengunggah foto pribadi ke internet, maka harus berpikir hati-hati tentang siapa saja yang mungkin melihat gambar. Karena sangat sulit untuk mengontrol siapa saja yang bisa melihat gambar, maka langkah terbaik adalah tidak pernah meng- upload gambar ke internet kecuali gambar yang dapat untuk konsumsi publik, di stasiun bus lokal, atau sekolah.

   3. 𝐏𝐫𝐨𝐛𝐥𝐞𝐦𝐚 𝐌𝐨𝐝𝐞𝐥 𝐊𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐚𝐬𝐢 𝐦𝐞𝐧𝐠𝐠𝐮𝐧𝐚𝐤𝐚𝐧 𝐊𝐚𝐥𝐤𝐮𝐥𝐚𝐬𝐢 𝐈𝐧𝐭𝐞𝐠𝐫𝐚𝐬𝐢 𝐍𝐮𝐦𝐞𝐫𝐢𝐤

Integrasi numerik merupakan suatu metode untuk menghitung luasan di bawah suatu fungsi pada grafik pada selang (jeda) yang diberikan, misalnya selang waktu. Jika suatu benda memiliki bentuk tetap dan telah diketahui secara massal misalnya segitiga, trapesium, bujur sangkar dan lain sebagainya akan dengan mudah untuk menghitung luas benda tersebut. Hal ini akan berbeda jika suatu benda yang dimaksud terdapat pada fungsi dan tidak mengetahui luas di bawah fungsi tersebut, maka cara paling mudah adalah menggunakan metode integral numerik. Hal tersebut dikarenakan untuk benda yang telah diketahui secara umum memiliki rumus yang selama ini dikenal, misalnya bujur sangkar = sisi × sisi, persegi panjang = panjang × lebar, trapesium = jumlah sisi sejajar × tinggi × ½, dan segitiga

4.      = ½ × alas × tinggi.

Dengan demikian, integrasi numerik sebagai salah satu metode alternatif untuk mengintegrasikan suatu persamaan tanpa mengesampingkan integrasi analitis. Integrasi analitis sebagai cara integrasi yang sulit, terutama pada persamaan-persamaan yang kompleks dan rumit. Secara mendasar, aturan Simpson memerlukan satu set data yang berjumlah ganjil. Oleh karena itu, jika data yang tersedia berjumlah genap, maka proses perhitungannya adalah data pertama dan kedua dihitung berdasarkan aturan Trapezoidal dan sisanya dihitung berdasarkan aturan Simpson. Aturan Simpson adalah suatu aturan yang digunakan untuk menghitung luas suatu kurva polinom berderajat dua atau berderajat tiga  dengan pendekatan yaitu pendekatan menggunakan partisi berbentuk parabola. Dalam metode Simpson ada dua jenis yaitu metode Simpson 1 per 3 dan metode Simpson 3 per 8. Beberapa hal yang berhubungan dengan integrasi numerik adalah sebagai berikut.

a.       Bentuk umum persamaan integrasi numerik pada aturan Trapezoidal adalah sebagai berikut

b.      Bentuk umum persamaan integrasi numerik pada aturan Simpson adalah sebagai berikut

Hal mendasar yang perlu diketahui bahwa satu set data x sama dengan satu set data yang memiliki deret beraturan atau memiliki rentang yang sama (h) pada setiap datanya. Pada saat persamaan tersebut ingin diintegrasikan, maka integrasi numerik menjadi langkah alternatif yang digunakan. Adapun pokok inti dari integrasi numerik adalah menghitung integrasi suatu persamaan dari satu set data yang melingkupi satu set data nilai x dan satu set data nilai f(x). Dua teknik yang biasa digunakan pada integrasi numerik adalah aturan Trapezoidal dan aturan Simpson. Guna mempermudah perhitungan menggunakan aturan di atas dibantu menggunakan bahasa pemrograman. Pada dasarnya, metode Trapezoidal maupun metode Simpson memang memberikan hasil yang hampir sama.

Bentuk pembuatan program kalkulasi integrasi numerik paling mudah menggunakan program Microsoft Visual Basic, walaupun tidak menutup kemungkinan menggunakan aplikasi berbasis teks yang lain. Dalam hal ini, penggunaan metode yang digunakan berupa kombinasi antara metode Trapezoidal dan Simpson, sebab metode Simpson memerlukan kumpulan data ganjil, maka perhitungan integrasi dua data awal menggunakan metode Trapezoidal dengan integrasi data yang selanjutnya dilakukan dengan menggunakan metode Simpson. Sebagian besar data diintegrasikan dengan metode Simpson yang lebih akurat, dikarenakan integrasinya berdasarkan pendekatan fungsi kuadrat untuk setiap tiga set data pada kumpulan data yang ingin diintegralkan.

a.       Persamaan integrasi

Beberapa persamaan integrasi yang digunakan adalah sebagai berikut

1)      Jika menggunakan persamaan integrasi Trapezoidal, maka bentuk persamaannya sebagai berikut. Persamaan integrasi Trapezoidal

2)      Jika menggunakan persamaan integrasi Simpson, maka bentuk persamaannya sebagai berikut. Persamaan integrasi Simpson

Buatlah daftar pertanyaan tentang persamaan integrasi yang belum kalian pahami! Mintalah bantuan teman kalian untuk menjawab pertanyaan tersebut! Jika teman kalian mengalami kesulitan, mintalah guru untuk menjawab ketidaktahuan kalian!

b.      Pembuatan program integrasi numerik

Pembuatan program integrasi numerik dapat mengggunakan pemrograman C/C++ untuk menghitung luas suatu daerah di bawah fungsi yang biasa dilakukan adalah menghitung nilai integral di bawah fungsi dengan batas atas dan batas bawah yang telah ditetapkan. Namun, komputer tidak mengenal integral. Komputer hanya mengenal operasi bilangan yang dasar seperti tambah, kali, bagi, dan lain-lain. Metode integrasi numerik memberikan prosedur dalam menghitung nilai integral tersebut dengan perhitungan biasa. Terdapat banyak metode dalam integrasi numerik, di antaranya metode jumlah atas dan jumlah bawah, metode simpson 1/3, metode trapezoidal, dan metode gauss quadrature.

   4. 𝐏𝐞𝐦𝐠𝐞𝐦𝐛𝐚𝐧𝐠𝐚𝐧 𝐝𝐚𝐧 𝐏𝐞𝐧𝐠𝐠𝐮𝐧𝐚𝐚𝐧 𝐀𝐛𝐬𝐭𝐫𝐚𝐤𝐬𝐢

Empat kemampuan dasar dalam computational thinking (CT) yaitu decomposition, pattern generalization, abstraction, dan algorithm design. Pattern generalization dan abstraction sebagai kemampuan untuk menyaring informasi yang tidak perlu untuk menyelesaikan jenis permasalahan tertentu dan menggeneralisasi informasi yang diperlukan. Computational thinking (CT) sebagai sebuah pendekatan dalam proses pembelajaran dan berperan penting dalam pengembangan aplikasi komputer serta dapat digunakan untuk pendukung pemecahan masalah pada semua disiplin ilmu.

Beberapa metode yang digunakan, antara lain sebagai berikut

a.       Decomposition

Kemampuan memecah data, proses, atau masalah (kompleks) menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau menjadi tugas-tugas yang mudah dikelola. Misalnya memecah ‘drive/folder’ dalam sebuah komputer berdasarkan komponen penyusunnya, yaitu file dan folder

b.      Pattern recognition

Metode jenis ini dapat digunakan untuk melihat perbedaan maupun persamaan pola, tren, dan keteraturan dalam data yang nantinya akan digunakan dalam membuat prediksi dan penyajian data. Misalnya mengenali pola file document, system file, file eksekusi, atau struktur data/file

c.       Abstraction

Abstraksi bermanfaat dalam melakukan generalisasi dan identifikasi prinsip-prinsip umum untuk menghasilkan pola, tren, dan keteraturan tersebut. Misalnya menempatkan semua file sistem di folder Windows, file program di folder Program Files, file data/ dokumen di folder Mydocuments dan file pendukung di Drive/Folder terpisah

d.      Algorithm design

Algorithm design bermanfaat dalam mengembangkan petunjuk pemecahan masalah yang sama secara step-by-step, sehingga orang lain dapat menggunakan informasi tersebut untuk menyelesaikan permasalahan yang sama. Misalnya langkah-langkah dalam mencari file-file dokumen yang ada dalam sebuah komputer.

   5. 𝐏𝐞𝐧𝐞𝐫𝐚𝐩𝐚𝐧 𝐂𝐨𝐦𝐩𝐮𝐭𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥 𝐓𝐡𝐢𝐧𝐤𝐢𝐧 (𝐂𝐓)

Pengetahuan Dasar Computational Thinking : 1, Sejarah Komputasi Modern. 2, Klasifikasi Komputasi Modern. 3, Persoalan Akurasi dalam Komputasi Modern. 4, Tujuan dan Hambatan Komputasi Paralel. 5, Arsitektur Memori pada Komputer Paralel. 6, Realisasi dan Dampak Komputasi Modern

Computational Thinking

Computational thinking adalah cara berpikir untuk menyelesaikan masalah (problem solving) dengan cara menguraikannya menjadi beberapa tahapan yang efektif, efisien, dan menyeluruh, meliputi: decomposition, pattern recognition, abstraction, algorithms yang merupakan beberapa konsep dasar ilmu komputer.

     1. Sejarah komputasi modern

Dalam perkembangan komputasi modern, kita tidak bisa melupakan begitu saja orang dibalik perkembangan komputasi modern yang merubah semua pekerjaan jadi lebih mudah. Sejarah komputasi dimulai dari seseorang ilmuan yang ternama di bidang teknologi. Permulaan komputasi modern dimulai pada saat tahun 1926 oleh ilmuan yang berasal dari hungaria yang bernama John Von Neumann. Von Neumann seorang ilmuan yang belajar dari Berlin dan Zurich dan mendapatkan diploma pada bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada tahun yang sama dia mendapatkan gelar doktor pada bidang matematika dari Universitas Budapest. Berkat keahlian dan kepiawaiannya Von Neumann dalam bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya. Setelah mengajar di Berlin dan Hamburg, Von Neumann pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas Princeton serta menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced Studies. Dipicu ketertarikannya pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Sebagai konsultan pada pengembangan ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori. berdasarkan beberapa definisi di atas, maka komputasi modern dapat diartikan sebagai suatu pemecahan masalah berdasarkan suatu inputan dengan menggunakan algoritma dimana penerapannya menggunakan berbagai teknologi yang telah berkembang seperti komputer.

      2.  Klasifikasi Komputasi Modern

Komputasi modern selalu berkaitan erat dengan prosedur perhitungan menggunakan algoritma tertentu dalam menyelesaikan berbagai jenis masalah menggunakan komputer. Penerapan simulasi komputer secara praktis dengan berbagai bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai bidang keilmuan. Pada perkembangan selanjutnya, komputasi digunakan untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam berbagai disiplin ilmu.

a.       Grid computing system

Komputasi grid memiliki beberapa karakteristik. Karakteristik tersebut di antaranya kemampuan dalam menggunakan seperangkat komputer yang terpisah secara geografis, didistribusikan, dan terhubung oleh jaringan untuk menyelesaikan masalah komputasi berskala besar. Beberapa daftar yang dapat digunakan untuk mengenali sistem komputasi grid berupa sistem koordinat sumber daya komputasi. Sistem tersebut tidak berada di bawah kendali pusat, sistem menggunakan standard dan protokol yang terbuka. Sistem ini memiliki kemampuan dalam mencoba mencapai kualitas pelayanan canggih serta lebih baik di atas kualitas komponen individu pelayanan komputasi grid.

Beberapa implikasi grid computing, antara lain sebagai berikut.

1)      Big science

Data dan komputasi grid dalam hal ini digunakan untuk membantu proyek laboratorium yang disponsori oleh pemerintah

2)      CADD (Computer-Aided Drug Discovery)

Implikasi grid computing digunakan untuk membantu penemuan obat, misalnya Molecular Modelling Laboratory (MML) dari University of North Carolina (UNC)

3)      e-Learning

Implikasi grid computing yang dapat membantu dalam membangun infrastruktur untuk memenuhi kebutuhan dalam pertukaran informasi di bidang pendidikan.

4)      Microprosesor design

Implikasi grid computing yang dapat membantu mengurangi penggunaan microprosesor design cycle serta memudahkan design center dalam membagikan resource secara efisien. Misalnya Microprosesor Design Group yang digunakan di IBM Austin

5)      Scientific simulation

Implikasi grid computing digunakan untuk simulasi terhadap proses yang kompleks di bidang fisika, kimia, dan biologi.

b.      Cloud computing system

Cloud computing sebagai metode komputasi di mana kapabilitas terkait teknologi informasi yang disajikan sebagai layanan (as a service). Dengan demikian, pengguna dapat mengaksesnya lewat internet (“di dalam awan”) tanpa mengetahui apa yang ada di dalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya. Beberapa jenis layanan komputasi awan, antara lain Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS), dan Software as a Service (SaaS). Dalam hal ini, awan (cloud) sering digambarkan di diagram jaringan komputer sebagai metafora dari internet, sehingga dalam cloud computing sebagai abstraksi dari infrastruktur kompleks yang masih disembunyikan. Komputasi cloud yang terukur secara dinamis dan memiliki sumber daya virtual yang sering digunakan pada layanan internet. Secara mendasar komputasi cloud digambarkan sebagai pelengkap dalam layanan IT berbasis model dalam internet dengan melibatkan ketentuan dari keterukuran yang sudah ditentukan.

c.       Mobile computing system (komputasi bergerak)

Kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sudut pandang manusia maupun sudut pandang alat. Beberapa jenis perangkat komputasi bergerak antara lain GPS, Laptop, PDA, smartphone, UMPC, Wearable computer, dan lain sebagainya. Dalam hal ini, mobile computing menjadi sebuah kemajuan teknologi komputer dalam berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, meskipun secara mendasar berbeda dengan komputasi nirkabel. Beberapa kemampuan mobile computing di antaranya akses web dalam keadaan bergerak, disconnected operations (mobile agents), entertaintment (network game groups), information services, location aware services, serta peralatan emergensi untuk akses ke dunia luar maupun pemantauan dan koordinasi pada kendaraan (GPS)

Perbedaan mendasar antara komputasi mobile, komputasi grid, dan komputasi cloud di antaranya sebagai berikut

1)      Biaya, Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud

2)      Portabilitas, Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa ke mana- mana, sedangkan grid dan cloud membutuhkan tempat khusus.

3)      Proses, Komputasi mobile sangat tergantung pada kemampuan pengguna secara personal, proses komputasi grid tergantung user dalam mendapatkan server, dan komputasi cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya.

4)      Teknologi, Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan komputer banyak digunakan pada komputasi grid dan cloud

     3.  Persoalan Akurasi dalam Komputasi Modern

Pengertian dari Akurasi adalah Akurasi sebagai beda atau kedekatan antara nilai yang terbaca dari alat ukur dengan nilai sebenarnya.

Komputasi modern merupakan suatu perhitungan yang dilakukan dengan menggunakan algoritma tertentu dalam menyelesaikan masalah dimana pada saat ini sudah dilakukan dengan menggunakan komuputer. 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.

Dalam memecahkan masalah, komputasi modern menghitung dan mencari solusi dengan menggunakan metode perhitungan sebagai berikut :

            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 cepta. 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 paralel)
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.

Dampak adanya komputasi modern
Salah satu dampak dari adanya komputasi modern adalah dapat membantu manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan computer. Salah satu contohnya adalah biometric. Biometric berasal dari kata Bio dan Metric. Kata bio diambil dari bahasa yunani kuno yang berarti Hidup sedangkan Metric juga berasal dari bahasa yunani kuno yang berarti ukuran, jadi jika disimpulkan biometric berarti pengukuran hidup.
Tapi secara garis besar biometric merupakan pengukuran dari statistic analisa data biologi yang mengacu pada teknologi untuk menganalisa karakteristik suatu tubuh ( individu ). Nah dari penjelasan tersebut sudah jelas bahwa Biometric menggambarkan pendeteksian dan pengklasifikasian dari atribut fisik. Terdapat banyak teknik biometric yang berbeda, diantaranya:

•  Pembacaan sidik jari / telapak tangan

•  Geometri tangan

• Pembacaan retina / iris

•  Pengenalan suara

•  Dinamika tanda tangan.

   4.  Tujuan dan Hambatan Komputasi Paralel

 • Tujuan Komputasi Paralel

                Bertujuan untuk mempersingkat waktu eksekusi program yang menggunakan komputasi serial. Beberapa alasan menggunakan komputasi parallel antara lain :

1.       Mengatasi permasalahan yang besar, terkadang sumber daya komputasi yang ada belum cukup mampu untuk mendukung penyelesaian dari masalah tersebut.

2.       Terdapat sumber daya non-lokal yang dapat digunakan memlalui internet atau jaringan.

3.       Menghemat biaya penyediaan hardware, menggunakan beberapa mesin yang murah sebagai alternative dengan menggunakan satu mesin tapi bagus dan mahal, walaupun memakai n buah untuk prosessor.

4.       Keterbatasan kepasistas memori pada mesin untuk komputasi serial.

 • Hambatan Komputasi Paralel

        Sebagai solusi untuk menyingkat waktu yang dibutuhkan guna mengeksekusi program mempunyai beberapa hambatan. Diantara hambatan nya antara lain :

1.       Hukum Amdahl : tidak akan pernah mencapai kesempurnaan dalam percepatan waktu ekesekusi program dengan komputasi parallel, sebab selalu ada bagian program yang harus dieksekusi secara serial.

2.       Hambatan akibat beban jaringan : masalah ini muncul karena ketika suatu task membutuhkan data dari task lainnya. Dikirim melalui jaringan dimana kecepatan transfer data kurang dari kecepatan prosesor yang mengeksekusi, ini lah penyebab task harus menunggu hingga data sampai terlebih dahulu, sebelum mengeksekusi.

3.       Hambatan yang mengenai dengan beban waktu untuk inisiasi task, terminasi.

    5.   Arsitektur Memori pada Komputer Paralel

Ilmu komputasi juga berkaitan dengan teknik penyelesaian numerik, penyusunan model matematika, dan penggunaan komputer dalam menganalisis serta memecahkan masalah-masalah sains. Komputasi modern memudahkan perkembangan teknologi modern dengan sangat pesat. Terdapat dua jenis arsitektur memori pada komputer paralel, yaitu sebagai berikut

a.       Shared memory

Arsitektur jenis ini menyediakan global addressing sehingga berbagai prosesor memiliki cara pengaksesan memori yang seragam. Setiap perubahan pada suatu lokasi memori oleh suatu prosesor akan selalu terlihat oleh prosesor lain. Terdapat ada dua jenis shared memory berdasarkan frekuensi akses yaitu Uniform Memory Access (UMA) untuk setiap prosesor memiliki hak pengaksesan yang seragam dengan prosesor lain dan Non Uniform Memory Access (NUMA) di mana tidak semua prosesor memiliki hak yang sama dalam mengakses memori. Kelebihan dari arsitektur ini antara lain pengaksesan memori yang user friendly dan performansi dalam penggunaan data Bersama antartask. Adapun kekurangannya antara lain minimnya skalabilitas pada saat terjadi penambahan prosesor, di mana terjadi peningkatan traffic antara prosesor ke shared memory dan antara cache coherent system dengan memori sebenarnya.

b.      Distributed memory

Kelebihan dari arsitektur distributed memory adalah terjaganya skalabilitas ketika terjadi penambahan prosesor. Adapun kekurangannya adalah programmer harus berurusan dengan detail komunikasi data antara prosesor dan memori nonlokal. Arsitektur jenis ini memiliki karakteristik di mana setiap prosesor memiliki memorinya masing-masing. Dengan demikian, eksekusi instruksi dapat berjalan secara independen antara satu prosesor dengan yang lain. Prosesor akan menggunakan jaringan ketika membutuhkan akses ke memori nonlokal. Akses ini sepenuhnya menjadi tanggung jawab penulis program.

      6.  Realisasi dan Dampak Komputasi Modern

Mayoritas komputasi di masa sekarang telah menggunakan komputer yang lebih dikenal komputasi modern. Komputasi menjadi salah satu sub bidang dari ilmu komputer dan matematika. Bila pemrosesan paralel dilakukan dengan tepat, maka performa dari komputasi modern akan berjalan dengan baik dan maksimal. Jika arsitektur paralel processing yang digunakan kurang tepat, maka pemrosesan data juga tidak akan berjalan maksimal dan baik. Guna melakukan aneka jenis komputasi paralel diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Komputasi modern membantu kita dalam kehidupan sehari-hari mulai mempercepat waktu pekerjaan sampai meminimalkan pengeluaran untuk melakukan sebuah proses, dalam sebuah pekerjaan akan sangat membutuhkan kecepatan dan juga ketepatan, apabila banyak data yang diproses maka akan membutuhkan waktu. Dengan meminimalisir arsitektur, path, dan biaya, maka pemrosesan yang dilakukan akan semaksimal mungkin. Oleh sebab itu, diperlukan aneka perangkat lunak pendukung (middleware) yang berperan mengatur distribusi antarnode dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi. Beberapa dampak komputasi modern dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

a.       Biosensor

Biosensor identik dengan sejenis sensor yang mengombinasikan komponen hayati dengan komponen elektronik (transduser) dengan mengubah sinyal dari komponen hayati menjadi sinyal luar yang terukur. Implementasi yang paling umum dari biosensor dapat dilihat pada alat pengukur gula darah yang menggunakan enzim glukosa oksidase untuk memecah gula darah

b.      Biometrik

Komputasi modern dapat membantu manusia dalam menyelesaikan masalah-masalah kompleks dengan bantuan seperangkat PC, salah satu misalnya adalah biometrik. Menurut garis besarnya, biometrik bisa diterjemahkan sebagai pengukuran dari analisis statistik pada data biologi yang mengacu pada teknologi untuk menganalisa karakteristik tubuh secara individu. Beberapa teknik biometrik di antaranya pembacaan sidik jari/telapak tangan, geometri tangan, pembacaan retina/ iris, pengenalan suara, dan dinamika tanda tangan.

c.       Bidang kesehatan

Beberapa penerapan komputasi modern dalam bidang kesehatan antara lain sebagai berikut

1)      Administrasi

Dengan adanya komputasi modern di dalam dunia administrasi sangat membantu di dalam penyimpanan, pengelompokan, dan pengolahan data. Tanpa komputasi modern, akan sangat sulit untuk memeriksa banyaknya data pasien, stok obat, dan data lainnya yang dimiliki oleh rumah sakit. Namun dengan adanya komputasi modern, proses tersebut lebih mudah untuk dilakukan.

2)      Melihat dan menganalisa organ

Supaya dapat melihat organ tubuh bagian dalam manusia telah ditemukan begitu banyak alat canggih, namun hampir seluruh alat tersebut masih bergantung pada perangkat komputer sebagai sarana untuk penyaluran data atau pun gambarnya. Oleh karenanya, komputer memiliki peranan yang vital juga dalam melihat dan menganalisa organ-organ tubuh manusia tersebut. Beberapa contoh penggunaan komputasi modern dalam melihat dan menganalisis organ adalah sebagai berikut

a)      USG (Ultra Sonography) adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi tinggi (250 kHz –2000 kHz) yang hasilnya ditampilkan dalam layar monitor berupa gambar dua dimensi atau tiga dimensi.

b)      System Dynamic Spatial Reconstructor (DSR) berguna untuk melihat gambar dari berbagai sudut organ tubuh secara bergerak.

c)      System Computerized Axial Tomography (CAT) berguna untuk menggambar struktur otak dan mengambil gambar seluruh organ tubuh yang tidak bergerak dengan menggunakan sinar-X

d)      SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography) merupakan sistem komputer yang mempergunakan gas radiokatif untuk mendeteksi partikel-partikel tubuh yang ditampilkan dalam bentuk gambar

e)      PET (Position Emission Tomography) merupakan sistem komputer yang menampilkan gambar yang mempergunakan isotop radioaktif.

f)       NMR (Nuclear Magnetic Resonance) yaitu teknik mendiagnosa dengan cara memagnetikkan nukleus (pusat atom) dari atom hidrogen

g)      Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah alat untuk pemeriksaan organ tubuh secara komputerisasi, dengan potongan tranversal, koronal, dan sagita.

3)      Farmasi

Dalam bidang farmasi dan obat-obatan, komputasi modern juga berperan sangat penting, misalnya untuk mengelola resep dan dosis serta harga obat-obatan tersebut. Selain itu, dengan adanya komputasi modern dalam bidang farmasi juga membantu untuk mengelompokkan macam-macam obat berdasarkan kegunaannya

4)      Rekam medis

Komputasi modern dapat menjadi alat bantu dalam proses rekam medis berbasis komputer

(Computer based patient record) yang digunakan untuk mencatat semua data medis pasien

Dokter ataupun perawat dapat melihat rekam medis pasien seperti, keluhan dan riwayat penyakit sebelumnya yang pernah diderita oleh si pasien, tanggal kedatangan pasien terakhir kali berobat, resep yang pernah diberikan, dan lain sebagainya

5)      Proses Diagnosis

Dengan adanya komputasi modern dalam bidang kesehatan, mendiagnosis suatu penyakit bukan hal yang sulit lagi. Salah satu contohnya yaitu Mycin. Mycin merupakan contoh sistem pakar yang digunakan untuk membantu juru medis mendiagnosis penyakit darah yang cepat menular dan kemudian dapat memberikan saran berupa penggunaan antibiotik yang sesuai

d.      Bioinformatika

Ilmu terapan yang lahir dari perkembangan teknologi informasi di bidang molekular disebut bioinformatika yang ditemukan pada pertengahan tahun 1980-an. Beberapa aktivitas yang berhubungan dengan bioinformatika antara lain sebagai berikut

1)      Pangkalan data

Dalam hal ini, penerapan berbagai bidang dalam khasanah bioinformatika dapat dijumpai pada pembuatan pangkalan data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologi telah dilakukan sejak tahun 1960an. Kemajuan teknik biologi molekuler dalam mengungkap sekuens biologi protein dan asam nukleat mengawali perkembangan pangkalan data dan teknik analisis sekuens biologi dengan sangat pesat. Bahkan pada tahun 1960-an telah mulai dikembangkan pangkalan data sekuens protein di Amerika Serikat dilanjutnya pengembangan pangkalan data sekuens DNA di akhir tahun 1970-an. Termasuk di dalamnya Jerman yang berfokus pada European Molecular Biology Laboratory (Laboratorium Biologi Molekuler kawasan Eropa)

Bioinformatika juga mempelajari penerapan teknik komputasi untuk mengelola dan menganalisis informasi hayati yang mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologi, terutama yang terkait penggunaan sekuens DNA dan asam amino. Misalnya analisis ekspresi gen, analisis filogenetik, pangkalan data untuk mengelola informasi hayati, sequence alignment (penyejajaran sekuens), dan prediksi struktur untuk meramalkan struktur protein dan struktur sekunder RNA. Dalam hal ini, pangkalan data sekuens biologi berwujud sebagai berikut.

a)      Data sekuens biologi

Salah satu jenis piranti bioinformatika yang saling terhubungan dengan penggunaan pangkalan data sekuens Biologi adalah BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Ada pun algoritma yang mendasari kerja BLAST adalah penyejajaran sekuens. PDB (Protein Data Bank) sebagai pangkalan data tunggal yang menyimpan model struktur 3D protein dan asam nukleat hasil penentuan eksperimental menggunakan dengan kristalografi sinar X, mikroskopi elektron, dan spectroscopy NMR.

b)      Sekuens asam nukleat

Pangkalan data utama untuk sekuens asam nukleat di masa sekarang adalah DDBJ (DNA Data Bank of Japan) dari Jepang, EMBL (the European Molecular Biology Laboratory) untuk kawasan Eropa, dan GenBank dari Amerika Serikat. Ketiga pangkalan data tersebut saling bekerja sama dan bertukar data harian guna menjaga keluasan cakupan masing- masing pangkalan data.

2)      Biologi molekular modern

Di bidang bioinformatika ini tidak terlepas dari perkembangan biologi molekular modern, salah satunya peningkatan pemahaman manusia dalam bidang genomik yang terdapat dalam molekul DNA. Perkembangan teknologi DNA rekombinan (DNA) memainkan peranan penting dalam lahirnya bioinformatika. Teknologi tersebut memunculkan pengetahuan baru dalam rekayasa genetika organisme yang dikenal dengan istilah biotechnology. Kemampuan para peneliti dan ilmuwan dalam memahami dan memanipulasi kode genetik DNA sangat didukung teknologi informasi melalui perkembangan hardware dan software yang berkaitan dengan produksi perangkat lunak. Hal ini dapat dilihat pada upaya perusahaan bioteknologi Celera Genomics (Amerika Serikat) yang melakukan pembacaan sekuen genom manusia yang secara maksimal memanfaatkan teknologi informasi, sehingga bisa melakukan pekerjaannya dalam waktu singkat (hanya beberapa tahun).

Pengembangan Artefak komputasional (produk TIK) dalam pengelolaan blogger, dan sosial media (WA, IG, Twitter, Fb, dll)

Pengembangan Artefak komputasional (produk TIK) dalam pengelolaan blogger, dan sosial media (WA, IG, Twitter, Fb, dll)

Tugas : Memposting materi tersebut di Bloggere masing masing

di April 28, 2021 Tidak ada komentar: 

Kirimkan Ini lewat Email

BlogThis!

Berbagi ke Twitter

Berbagi ke Facebook

Bagikan ke Pinterest

Sabtu, 27 Februari 2021

Praktik Lintas Bidang (Tematis)

Penggunaan internet pada sektor pemerintahan (e-government) juga memicu tumbuhnya transparansi pelaksanaan pemerintahan. Internet membentuk budaya baru dalam mencari informasi, cara memandang sebuah kejadian, cara baru mencari/menyebar berita, cara baru berbelanja atau memesan barang, dan lain-lain. Berbagai transaksi jual beli yang sebelumnya hanya bisa dilakukan dengan cara tatap muka (dan sebagian sangat kecil melalui pos atau telepon), kini sangat mudah dan sering dilakukan melalui internet. Transaksi melalui internet ini dikenal dengan nama e-commerce. Perkembangan internet juga telah memengaruhi perkembangan ekonomi. Dengan makin besarnya jumlah warga internet (warganet), makin berkembangpula dalam mewujudkan budaya internet yang memiliki pengaruh yang besar atas ilmu dan pandangan dunia. Jumlah warga internet (warganet) yang besar dan makin berkembang telah mewujudkan budaya internet. Internet memiliki pengaruh yang besar atas ilmu dan pandangan dunia.

 

A.    Komputasi dan Ruang Lingkupnya

Di masa sekarang, mayoritas orang sudah mengenali komputer berukuran kecil yang disebut Personal Computer (PC) atau komputer mikro. Disebut personal, karena pengoperasiannya cukup membutuhkan satu orang saja, beda dengan komputer pada zaman dahulu yang butuh banyak orang. Kecepatan, biaya komunikasi, dan prosesor komputer memengaruhi penggunaan sumber-sumber daya tersebut. Dalam hal ini, warganet di seluruh dunia memiliki akses yang mudah atas beraneka ragam informasi dengan hanya berpandukan pada sebuah mesin pencari (search engine) seperti Google. Dibanding dengan buku dan perpustakaan, penggunaan internet melambangkan penyebaran (decentralization) informasi dan data secara ekstrem

1.      Budaya Informatika Lewat Berpikir Komputasional

Computational thinking diperkenalkan oleh Seymour Papert pada tahun 1980 dan 1996. Pemerintah Inggris pada tahun 2014 memasukkan materi pemrograman ke dalam kurikulum sekolah dasar dan menengah dengan tujuannya mengenalkan computational thinking sejak dini kepada siswa. Hal tersebut karena adanya anggapan bahwa hal tersebut dapat membuat siswa menjadi lebih cerdas dan lebih cepat memahami teknologi yang ada di lingkungan sekitar. Jeannette M. Wing menyatakan bahwa computational thinking dibangun di atas kekuatan dan batas-batas proses komputasi yang akan dieksekusi oleh manusia atau oleh sebuah mesin.

Berpikir komputasi adalah teknik pemecahan masalah yang sangat luas wilayah penerapannya. Tidak mengherankan bahwa memiliki kemampuan tersebut adalah sebuah keharusan bagi seseorang yang hidup pada Abad ke-21. Computational thinking melatih otak untuk terbiasa berpikir secara logis, terstruktur dan kreatif, misalnya dalam bermain musik dan belajar bahasa asing. CT memang memiliki peran penting dalam pengembangan aplikasi komputer, namun CT juga dapat digunakan untuk mendukung pemecahan masalah di semua disiplin ilmu, termasuk humaniora, matematika dan ilmu pengetahuan. Siswa yang belajar di mana CT diterapkan dalam kurikulum (proses pembelajaran) dapat melihat hubungan antara mata

2.      Kolaborasi Informatika Lewat Tematik

Salah satu aspek informatika yang banyak digunakan pada kolaborasi lewat tematik berkaitan dengan struktur untuk menggambarkan bentuk relasi (graf). Graf bisa diterjemahkan sebagai salah satu sarana dalam informatika untuk menggambarkan jaringan sosial. Graf sederhana terdiri dari node (menyatakan orang) dan garis (menyatakan relasi teman).

a.       Sejarah teori graf

Seorang matematikawan Swiss dinyatakan sebagai orang yang pertama kali (1736) menulis artikel ilmiah di bidang teori graf adalah Leonhard Euler. Artikel dengan judul “Seven Bridges of Königsberg” yang ditulisnya membahas permasalahan ada atau tidaknya struktur yang saat ini. Perkembangan teori graf dikenal sebagai sirkuit Euler pada graf keterhubungan daratan kota Königsberg (sekarang Kaliningrad, Russia) dan pulau kecil di tengah sungai Pregel yang dihubungkan oleh tujuh buah jembatan. Pada masa berikutnya, disiplin ilmu teori graf belum meraih perhatian besar para matematikawan penting dalam sejarah sampai kurang lebih seratus tahun kemudian, masalah pewarnaan peta diperkenalkan oleh Francis Guthrie. Pada tahun 1852, Francis Guthrie menyadari adanya empat warna berbeda yang dibutuhkan untuk mewarnai peta wilayah Britania Raya dengan setiap dua daerah bersebelahan selalu memiliki dua warna berbeda. Hingga pada awal Abad Keduapuluh, para saintis menemukan banyak manfaat dari teori graf di bidang-bidang lain seperti ilmu komputer, kimia teoretik, transportasi, dan lain-lain.

 

Mengamati

Amatilah komponen-komponen penyusun teori graf yang ada di lingkungan sekolah kalian! Tulis hasil pengamatan kalian di buku tugas!

 

b.      Perkembangan teori graf

Berbagai bentuk struktur dapat direpresentasikan dengan graf, dan berbagai jenis masalah dapat diselesaikan dengan bantuan graf. Teori graf atau teori grafik dalam matematika dan ilmu komputer adalah cabang kajian yang mempelajari sifat-sifat graf (grafik) dan hal ini ini tidak sama dengan grafika. Pengertian graf secara informal adalah himpunan benda-benda yang disebut simpul (vertex atau node) yang terhubung oleh sisi (edge) atau busur (arc). Biasanya graf digambarkan sebagai kumpulan titik-titik (melambangkan simpul) yang dihubungkan oleh garis-garis (melambangkan sisi) atau garis berpanah (melambangkan busur). Suatu sisi dapat menghubungkan suatu simpul dengan simpul sejenis yang disebut gelang (loop). Misalnya jaringan pertemanan Facebook yang bisa direpresentasikan dengan graf, berupa simpul-simpul yang mereprentasikan para pengguna Facebook dan ada sisi antarpengguna jika dan hanya jika mereka berteman.

Perkembangan algoritme untuk menangani graf akan berdampak besar bagi ilmu komputer. Sebuah struktur graf bisa dikembangkan dengan memberi bobot pada tiap sisi. Graf berbobot dapat digunakan untuk melambangkan banyak konsep berbeda. Misalnya sebuah graf melambangkan jaringan jalan maka bobotnya bisa berarti panjang jalan maupun batas kecepatan tertinggi pada jalan tertentu. Ekstensi lain pada graf adalah dengan membuat sisinya berarah, yang secara teknis disebut graf berarah atau digraf (directed graph). Digraf dengan sisi berbobot disebut jaringan. Jaringan banyak digunakan pada cabang praktis teori graf yaitu analisis jaringan. Perlu dicatat bahwa pada analisis jaringan, definisi kata “jaringan” bisa berbeda, dan sering berarti graf sederhana (tanpa bobot dan arah).

c.       Implementasi teori graf

Metode otomatis pada program komputer bertujuan untuk menganalisis relasi (graf) dalam menganalisis jaringan sosial. Metode analisis graf bermanfaat dalam aplikasi GPS, di mana persimpangan jalan diwakili oleh node dan jalur-jalur yang bersesuaian dengan edge. Program komputer untuk menganalisis graf dapat dipakai untuk mencari jalan terpendek antara dua tempat. Contoh paling mudah dapat dilihat ketika seseorang mengunggah foto pribadi ke internet, maka harus berpikir hati-hati tentang siapa saja yang mungkin melihat gambar. Karena sangat sulit untuk mengontrol siapa saja yang bisa melihat gambar, maka langkah terbaik adalah tidak pernah meng- upload gambar ke internet kecuali gambar yang dapat untuk konsumsi publik, di stasiun bus lokal, atau sekolah

3.      Problema Model Komputasi menggunakan Kalkulasi Integrasi Numerik

Integrasi numerik merupakan suatu metode untuk menghitung luasan di bawah suatu fungsi pada grafik pada selang (jeda) yang diberikan, misalnya selang waktu. Jika suatu benda memiliki bentuk tetap dan telah diketahui secara massal misalnya segitiga, trapesium, bujur sangkar dan lain sebagainya akan dengan mudah untuk menghitung luas benda tersebut. Hal ini akan berbeda jika suatu benda yang dimaksud terdapat pada fungsi dan tidak mengetahui luas di bawah fungsi tersebut, maka cara paling mudah adalah menggunakan metode integral numerik. Hal tersebut dikarenakan untuk benda yang telah diketahui secara umum memiliki rumus yang selama ini dikenal, misalnya bujur sangkar = sisi × sisi, persegi panjang = panjang × lebar, trapesium = jumlah sisi sejajar × tinggi × ½, dan segitiga

4.      = ½ × alas × tinggi.

Dengan demikian, integrasi numerik sebagai salah satu metode alternatif untuk mengintegrasikan suatu persamaan tanpa mengesampingkan integrasi analitis. Integrasi analitis sebagai cara integrasi yang sulit, terutama pada persamaan-persamaan yang kompleks dan rumit. Secara mendasar, aturan Simpson memerlukan satu set data yang berjumlah ganjil. Oleh karena itu, jika data yang tersedia berjumlah genap, maka proses perhitungannya adalah data pertama dan kedua dihitung berdasarkan aturan Trapezoidal dan sisanya dihitung berdasarkan aturan Simpson. Aturan Simpson adalah suatu aturan yang digunakan untuk menghitung luas suatu kurva polinom berderajat dua atau berderajat tiga  dengan pendekatan yaitu pendekatan menggunakan partisi berbentuk parabola. Dalam metode Simpson ada dua jenis yaitu metode Simpson 1 per 3 dan metode Simpson 3 per 8. Beberapa hal yang berhubungan dengan integrasi numerik adalah sebagai berikut.

a.       Bentuk umum persamaan integrasi numerik pada aturan Trapezoidal adalah sebagai berikut

b.      Bentuk umum persamaan integrasi numerik pada aturan Simpson adalah sebagai berikut

Hal mendasar yang perlu diketahui bahwa satu set data x sama dengan satu set data yang memiliki deret beraturan atau memiliki rentang yang sama (h) pada setiap datanya. Pada saat persamaan tersebut ingin diintegrasikan, maka integrasi numerik menjadi langkah alternatif yang digunakan. Adapun pokok inti dari integrasi numerik adalah menghitung integrasi suatu persamaan dari satu set data yang melingkupi satu set data nilai x dan satu set data nilai f(x). Dua teknik yang biasa digunakan pada integrasi numerik adalah aturan Trapezoidal dan aturan Simpson. Guna mempermudah perhitungan menggunakan aturan di atas dibantu menggunakan bahasa pemrograman. Pada dasarnya, metode Trapezoidal maupun metode Simpson memang memberikan hasil yang hampir sama.

Bentuk pembuatan program kalkulasi integrasi numerik paling mudah menggunakan program Microsoft Visual Basic, walaupun tidak menutup kemungkinan menggunakan aplikasi berbasis teks yang lain. Dalam hal ini, penggunaan metode yang digunakan berupa kombinasi antara metode Trapezoidal dan Simpson, sebab metode Simpson memerlukan kumpulan data ganjil, maka perhitungan integrasi dua data awal menggunakan metode Trapezoidal dengan integrasi data yang selanjutnya dilakukan dengan menggunakan metode Simpson. Sebagian besar data diintegrasikan dengan metode Simpson yang lebih akurat, dikarenakan integrasinya berdasarkan pendekatan fungsi kuadrat untuk setiap tiga set data pada kumpulan data yang ingin diintegralkan.

a.       Persamaan integrasi

Beberapa persamaan integrasi yang digunakan adalah sebagai berikut

1)      Jika menggunakan persamaan integrasi Trapezoidal, maka bentuk persamaannya sebagai berikut. Persamaan integrasi Trapezoidal

2)      Jika menggunakan persamaan integrasi Simpson, maka bentuk persamaannya sebagai berikut. Persamaan integrasi Simpson

Buatlah daftar pertanyaan tentang persamaan integrasi yang belum kalian pahami! Mintalah bantuan teman kalian untuk menjawab pertanyaan tersebut! Jika teman kalian mengalami kesulitan, mintalah guru untuk menjawab ketidaktahuan kalian!

b.      Pembuatan program integrasi numerik

Pembuatan program integrasi numerik dapat mengggunakan pemrograman C/C++ untuk menghitung luas suatu daerah di bawah fungsi yang biasa dilakukan adalah menghitung nilai integral di bawah fungsi dengan batas atas dan batas bawah yang telah ditetapkan. Namun, komputer tidak mengenal integral. Komputer hanya mengenal operasi bilangan yang dasar seperti tambah, kali, bagi, dan lain-lain. Metode integrasi numerik memberikan prosedur dalam menghitung nilai integral tersebut dengan perhitungan biasa. Terdapat banyak metode dalam integrasi numerik, di antaranya metode jumlah atas dan jumlah bawah, metode simpson 1/3, metode trapezoidal, dan metode gauss quadrature.

Misalnya program untuk menghitung nilai sebagai berikut

c.        

 

5.      Mengembangkan dan Menggunakan Abstraksi

Empat kemampuan dasar dalam computational thinking (CT) yaitu decomposition, pattern generalization, abstraction, dan algorithm design. Pattern generalization dan abstraction sebagai kemampuan untuk menyaring informasi yang tidak perlu untuk menyelesaikan jenis permasalahan tertentu dan menggeneralisasi informasi yang diperlukan. Computational thinking (CT) sebagai sebuah pendekatan dalam proses pembelajaran dan berperan penting dalam pengembangan aplikasi komputer serta dapat digunakan untuk pendukung pemecahan masalah pada semua disiplin ilmu.

Beberapa metode yang digunakan, antara lain sebagai berikut

a.       Decomposition

Kemampuan memecah data, proses, atau masalah (kompleks) menjadi bagian-bagian yang lebih kecil atau menjadi tugas-tugas yang mudah dikelola. Misalnya memecah ‘drive/folder’ dalam sebuah komputer berdasarkan komponen penyusunnya, yaitu file dan folder

b.      Pattern recognition

Metode jenis ini dapat digunakan untuk melihat perbedaan maupun persamaan pola, tren, dan keteraturan dalam data yang nantinya akan digunakan dalam membuat prediksi dan penyajian data. Misalnya mengenali pola file document, system file, file eksekusi, atau struktur data/file

c.       Abstraction

Abstraksi bermanfaat dalam melakukan generalisasi dan identifikasi prinsip-prinsip umum untuk menghasilkan pola, tren, dan keteraturan tersebut. Misalnya menempatkan semua file sistem di folder Windows, file program di folder Program Files, file data/ dokumen di folder Mydocuments dan file pendukung di Drive/Folder terpisah

d.      Algorithm design

Algorithm design bermanfaat dalam mengembangkan petunjuk pemecahan masalah yang sama secara step-by-step, sehingga orang lain dapat menggunakan informasi tersebut untuk menyelesaikan permasalahan yang sama. Misalnya langkah-langkah dalam mencari file-file dokumen yang ada dalam sebuah komputer.

e.        

6.      Penerapan Computational Thinking (CT)

B.     Ruang Lingkup Informatika

Computational thinking menggunakan abstraksi dan dekomposisi pada saat merancang sebuah sistem besar yang kompleks atau pun memecahkan tugas besar yang kompleks. CT mulai diintegrasikan ke dalam semua mata pelajaran, bahkan di beberapa negara untuk membantu serta mempercepat pengintegrasian dan penetrasi ke arah computational thinking dengan memasukan Computer Science (ICT) sebagai sebuah mata pelajaran wajib dalam kurikulum nasional. Karakteristik berpikir komputasi (CT) dalam merumuskan masalah dengan menguraikan masalah tersebut ke segmen yang lebih kecil dan lebih mudah dikelola. Strategi ini memberi peluang pada siswa untuk mengubah masalah yang kompleks menjadi beberapa prosedur yang bukan hanya lebih mudah untuk dilaksanakan, tetapi juga menyediakan cara efisien dalam berpikir kreatif.

1.      Program Komputer dan Model Komputasi

Problem Based Learning (PBL) merupakan elemen penting dari science, technology, engineering, dan Matematika (STEM) yang digunakan pada mayoritas pendidikan di Indonesia, bahkan sudah berkembang menjadi STEAM di mana huruf “A” mewakili “Arts” (seni). Hal ini menjadi pilihan representasi yang sesuai untuk masalah mau pun aspek pemodelan yang relevan dari masalah untuk membuatnya menjadi mudah dikerjakan. Dalam pendidikan STEM, berpikir komputasi (CT) didefinisikan sebagai seperangkat keterampilan kognitif yang memberi peluang pada pendidik mengidentifikasi pola, memecahkan masalah selain kompleks menjadi langkah-langkah kecil, mengatur dan membuat serangkaian langkah untuk memberikan solusi, serta membangun representasi data melalui simulasi

Mengasosiasi

Lakukan analisa tentang model komputasi pada program komputer! Manakah model komputasi yang menurut kalian penggunaannya paling efektif? Diskusikan dengan teman sebangku kalian, kemudian buatlah laporan diskusi! Kumpulkan hasilnya pada guru untuk dinilai!

a.       Metodologi

b.      Model komputasi

c.       Pemrograman

1)      Komponen pemrograman

a)       

b)       

2)      Konsep dasar pemrograman

a)      Object Oriented Language, seperti Visual dBase, Visual FoxPro, Delphi, dan Visual C.

b)      High Level Language, seperti Pascal dan Basic.

c)      Middle Level Language, seperti pada bahasa C.

d)      Low Level Language, seperti pada bahasa Assembly.

3)      Persyaratan Kualitas

a)      Kegunaan (ergonomi) sebuah program

b)      Efisiensi/kinerja

c)      Reliabilitas

d)      Modifikasi

e)      Portabilitas

4)      Kompleksitas algoritma

5)      Mengukur pemakaian bahasa pemrograman

2.      Perbaikan Model Komputasi

3.      Pengalaman Berpikir Komputasional

Komputasi modern memiliki karakteristik tertentu, di antaranya komputer terhubung ke jaringan luas dengan kapasitas bandwidth beragam, komputer maupun jaringan tidak terdedikasi di mana bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas, serta komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous yang berarti terbagi menjadi berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, dan aplikasi yang terpasang. Pengalaman berpikir komputasional lebih mengacu pada penerapan komputasi secara realistis, di antaranya sebagai berikut.

a.       Penerapan komputasi modern pada website mataharimall.com

Mataharimall.com adalah situs belanja online No. #1 dan terbesar di Indonesia. MatahariMall memberikan fasilitas pelayanan yang terbaik untuk mendukung kalian belanja online dengan aman, nyaman dan terpercaya. Mataharimall.com menawarkan beragam kemudahan untuk bertransaksi, seperti transfer antarbank, kartu kredit dengan cicilan 0%, O2O (Online-to-Offline), COD (Cash On Delivery), dan metode lainnya. Mataharimall.com menyediakan ratusan ribu pilihan produk dengan harga terbaik dari segala kebutuhan, mulai dari fashion wanita, fashion pria, produk kecantikan, smartphone, elektronik, hobi, makanan dan minuman, dan lainnya. Mataharimall.com menawarkan

24 jam non-stop discount dan puluhan promo menarik setiap harinya. Dengan begini, belanja online murah bisa jadi pilihan menarik yang sayang jika kalian lewatkan

1)      Pada tampilan utama website MatahariMall pengguna dipermudah dengan tampilan pilihan penawaran discount untuk berbagai kategori barang, login, dan berbagai informasi lain mengenai MatahariMall yang disampaikan melalui website tersebut. Berikut tampilan menu utama website MatahariMall.

2)      Pada website MatahariMall user dipermudah dengan menu kategori yang ada di tampilan utama. Di sini terdapat semua kategori produk yang ditawarkan di MatahariMall. Berikut tampilan pilihan kategori pada website MatahariMall.

3)      Hanya dengan mengklik gambar barang atau produk yang diinginkan, pengguna dapat dengan mudah memesan barang tersebut dan proses kerja pemesanan ini diproses oleh Komputer. Tampilan di bawah ini adalah tampilan halaman untuk mengetahui informasi mengenai suatu barang atau produk. Dengan mengklik, “Beli Aja” pengguna akan berpindah ke tampilan untuk pemesanan lebih lanjut.

4)      Guna mengonfirmasi pemesanan apakah pengguna akan melanjutkan ke pembayaran atau masuk ke “Troli Anda”. Tampilan halaman konfirmasi pemesanan adalah sebagai berikut.

5)      Jika pengguna ingin melanjutkan pembayaran, maka pengguna harus login terlebih dahulu untuk bisa memesan suatu barang atau produk. Tampilan halaman untuk Login dan Register adalah sebagai berikut.

Mataharimall.com ini dalam penerapan komputasi modern sudah cukup baik di mana terdapat fitur layanan pemesanan secara online. Sistem layanan pada website MatahariMall sudah mengandung unsur-unsur penerapan komputasi modern, proses pada layanan di proses oleh kemampuan computer. Mulai dari kita membuka website sampai kita memesan dan mendapatkan barang tersebut di tangan kita, berarti dalam penerapan komputasi modernnya bisa di katakan sukses dan sesuai yang di harapkan untuk era sekarang ini.

b.      Penerapan komputasi modern pada perusahaan EIGER

Salah satu website yang mengaplikasikan komputasi modern adalah website dari perusahaan EIGER (http://eigeradventure.com ). Kita pasti sudah tidak asing dengan merk ini, EIGER sendiri adalah merk dari alat perlengkapan outdoor. Di website ini kita bisa melihat sedikit tentang perusahaan EIGER, produk-produk yang dijual dan berbagai kegiatan yang dilakukan EIGER. Website EIGER sudah termasuk ke dalam penerapan komputasi modern yang terdapat pada layanan pemesanan online. User/customer dapat memesan produk secara virtual/online tanpa harus datang langsung ke toko tersebut. Sistem layanan pada website perusahaan ini telah mengandung unsur-unsur yang merupakan penerapan dari komputasi modern.

1)      Tampilan halaman utama

Pada halaman utama ditampilkan tentang kegiatan yang dilakukan EIGER, produk terbaru serta harganya dan akses ke menu lainnya.

2)      Tampilan login

Untuk dapat melakukan pemesanan kita harus membuat akun terlebih dahulu, dengan cara register dan jika sudah kita dapat Login dan melakukan pemesanan

3)      Tampilan list produk

Di bagian ini menampilkan produk-produk yang dijual oleh EIGER, jika kita memilih salah satu produknya maka akan muncul pilihan untuk pembelian, atau memasukkan barang ke wishlist, dan jika di kilik pilihan quick buy maka akan tampil menu jumlah barang dan add to bag

4)      Tampilan order

Setelah kita memastikan jenis barang yang dibeli kita akan diminta memasukkan data diri dan alamat lengkap serta metode pembayaran dan kode pemesanan barang.

5)      Tampilan menu user

Pada bagian ini ditampilkan barang yang sudah kita pesan dan status pengiriman barang, jika pembayaran sudah dilakukan maka barang akan seegra di proses dan dikirim ke alamat yang tertera

6)      Tampilan track your order

Pada menu ini kita dapat melihat di mana pesanan kita sudah di proses, apakah sudah di kirim atau masih dalam pemrosesan

7)      Tampilan our store

Di sini akan ditampilkan peta dunia serta marker yang menunjukkan di mana saja outlet EIGER Store berada, di sini juga diberikan alamat dari Store tersebut.