Tugas 1 Komputasi Modern #

Teori Komputasi 

Teori Komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah dan bagaimanakah suatu malasah dapat dipecahkan pada model komputasi, menggunakan algoritma. Bidang ilmu ini terutama membahasa hal terkait komputabilitas dan kompleksitas, dalam kaitanya dengan formalisme komputasi. Teori Komputasi itu pun dibagi menjadi 3 : 

1. Teori Ototmata ( Automata Theory)

        Teori Otomata adalah teori mengenai mesin-mesin abstrak, dan berkaitan erat dengan teori bahasa formal. ada beberapa hal yang berkaitan dengan Otomata, yaitu Grammar. Grammar adalah bentuk abstrak yang dapat diterima (accept) untuk membangkitkan suatu kalimat otomata berdasarkan suatu aturan tertentu.

2. Teori Komputabilitas (Computability Theory)

       Teori komputabilitas bertujuan untuk memeriksa apakah persoalan komputasi dapat dipecahkan pada suatu model komputasi teoritis. Dengan kata lain, teori komputabilitas mengklasifikasikan persoalan sebagai dapat dipecahkan (solvable) atau persoalan yang tidak dapat dipecahkan (unsolvable). Teori kompleksitas bertujuan untuk mengkaji kebutuhan waktu dan ruang untuk memecahkan persoalan yang diselesaikan dengan pendekatan yang berbeda-beda.

3. Teori Kompleksitas ( Computational Complexity Theory)

        Teori kompleksitas mengaklasifikasikan persoalan sebagai persoalan mudah (easy) atau persoalan sukar (hard). 

    Agar lebih jelas lagi mengenai komputasi, ada beberapa contoh komputasi pada bidangnya masing-masing. Diantaranya yaitu :

A. Teori Komputasi Di Bidang Ilmu Fisika

Komputasi digunakan dalam ilmu fisika sebagai alat menyelesaikan permasalahan medan magnet menggunakan komputasi fisika dengan menentukan besarnya medan magnet dan membandingkannya dengan panjang kawat. 

B. Teori Komputasi Di Bidang Ilmu Kimia

Komputasi memungkinkan digunakan untuk peramalan sifat-sifat atom dan molekul. Komputasi juga dapat dilakukan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium serta memahami sifat dan perubahan pada sistem mikroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum interaksi yang ada pada sistem. 

C. Teori Komputasi Di Bidang Ilmu Matematika

Penerapan teknik-teknik komputasi matematika meliputi metode numerik, scientifik computing, metode ielemen hingga metode beda, scientific data mining, scientific process control dan metode terkait lainnya untuk menyelesaikan masalah nyata berskala besar. 

D. Teori Komputasi Di Bidang Ilmu Ekonomi

Mempelajari titik pertemuan antara ekonomi dan komputasi meliputi agent-based computational modelling, computational econometrics, dan statistic, komputasi keuangan, computational modelling of dynamic macroeconomic systems dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi. 

E. Teori Komputasi Di Bidang Ilmu Biologi

Merupakan penerapan berupa aplikasi dari teknologi informasi dan ilmu komputer terhadap bidang biologi molekuler. 

F. Teori Komputasi Di Bidang Ilmu Geografi

Komputasi awan didefinisikan sebagai sebuah model yang memungkinkan kenyamanan, akses on-demand terhadapa kumpulan sumber daya komputasi (contohnya jaringan, server, media penyimpanan, aplikasi dan layanan komputasi) yang konfigurasinya dapat dilakukan dengan cepat dan disertai sedikit usaha untuk mengelola dan berhubungan dengan penyedia layanan.

Pada tugas ini saya memilih membahas lebih lanjut mengenai implementasi teori komputasi di bidang Biologi. 

Implementasi Teori Komputasi  Bidang Kimia

Kimia

        Implementasi komputasi modern di bidang kimia ada Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk  membantu menyelesaikan masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat molekul. Istilah kimia teori dapat didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata "tepat" atau "sempurna" tidak muncul di sini, karena sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif hampiran.

        Molekul terdiri atas inti dan elektron, sehingga diperlukan metode mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berusaha memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah dilakukan untuk memecahkan persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan Schrödinger mungkin diselesaikan, baik dalam bentuk bergantung-waktu atau tak-bergantung-waktu, disesuaikan dengan masalah yang dikaji, tetapi pada praktiknya tidak mungkin kecuali untuk sistem yang amat kecil. Karena itu, sejumlah besar metode hampiran dikembangkan untuk mencapai kompromi terbaik antara ketepatan perhitungan dan biaya komputasi.

        Dalam kimia teori, kimiawan dan fisikawan secara bersama mengembangkan algoritma dan program komputer untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis. Kimiawan komputasi kebanyakan “sekedar” menggunakan program komputer dan metodologi yang ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di antara sebagian besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien dan akurat.

    Terdapat beberapa pendekatan yang dapat dilakukan:Kajian komputasi dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.

1. Kajian komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium.

2.   Kajian komputasi dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.

Terdapat beberapa bidang utama dalam topik ini, antara lain:

·  Penyajian komputasi atom dan molekul

·  Pendekatan dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata kimia)

· Pendekatan dalam penentuan pola dan hubungan antara struktur kimia dan sifat-sifatnya  (QSPR, QSAR).

·  Elusidasi struktur secara teoretis berdasarkan pada simulasi gaya-gaya

·  Pendekatan komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang efisien

· Pendekatan komputasi untuk merancang molekul yang berinteraksi lewat cara-cara yang khusus, khususnya dalam perancangan obat.

·  Simulasi proses transisi fase

·  Simulasi sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair).

Sejumlah paket perangkat lunak menyediakan berbagai metode kimia-kuantum. Di antara yang luas digunakan adalah:

·  Gaussian

·  Gamess

·  Q-Chem

·   ACES

·   Dalton

·   Spartan

·   Psi

·   PLATO (Package for Linear Combination of Atomic Orbitals)

·   MOLCAS

·   MOLPRO

·   MPQC

·   NWChem

·   Psi3

·   PC GAMESS

·   Spartan

·   TURBOMOLE

Sumber : 

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

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

Pengertian di setiap bidang