Ada tiga model dasar komputasional yaitu fungsional, logika, dan imperatif. Sebagai tambahan terhadap satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.
- Model Fungsional : terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil [higher-order function]. Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi.
- Model Logika : terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Program terdiri dari definisi hubungan dan suatu komputasi adalah suatu bukti[suatu urutan kesimpulan].
- Model Imperatif : terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan. Pernyataan adalah set pasangan nilai-nama dari konstanta dan variabel. Program terdiri dari urutan tugas dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.
Model-model Komputasi:1. Single Instruction stream, Single Data Stream [SISD]
Banyak dijumpai pada aplikasi PC
2. Multiple Instruction Stream, Single Data Stream [MISD]Contoh aplikasi :– komputasi untuk menentukan suatu bilanganinteger merupakan bilangan prima atau bukan.– Mesin robot untuk scanning laut yang dalam untukmembedakan suatu objek apakah ikan, batu karang,
bangkai kapal, atau benda lainnya.
3. Single Instruction Stream, Multiple Data Stream [SIMD]Komputer memiliki N prosesor yang identik. Tiapprosesor memiliki memori local untuk simpan data atauprogram. Semua prosesor di bawah control satu aliraninstruksi dari suatu sentral unit control. Prosesorprosesor
beroperasi secara sinkron.
4. Model-model Shared-Memory [SM] SIMD:1]. Exclusive-Read, Exclusive-Write [EREW] SM SIMD2]. Concurent-Read, Exclusive-Write [CREW] SM SIMD3]. Exclusive-Read, Concurrent-Write [ERCW] SM SIMD
4]. Concurrent-Read, Concurrent-Write [CRCW] SM SIMD
Ada tiga model dasar komputasional-- fungsional, logika, dan imperatif. Sebagai tambahan terhadap satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.
a. Model Fungsional : terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil [higher-order function]. Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi.
b. Model Logika : terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Program terdiri dari definisi hubungan dan suatu komputasi adalah suatu bukti[suatu urutan kesimpulan].
c. Model Imperatif : terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan. Pernyataan adalah set pasangan nilai-nama dari konstanta dan variabel. Program terdiri dari urutan tugas dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.
Page 2
Teori Komputasi merupakan cabang ilmu komputer dan matematika yang digunakan untuk memecahkan suatu masalah pada model komputasi dengan menggunakan algoritma.
Model komputasi
Ada tiga model dasar komputasional yaitu fungsional, logika, dan imperatif. Sebagai tambahan terhadap satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.
- Model Fungsional
terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil [higher-order function]. Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi. - Model Logika
terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Program terdiri dari definisi hubungan dan suatu komputasi adalah suatu bukti[suatu urutan kesimpulan]. - Model Imperatif
terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan. Pernyataan adalah set pasangan nilai-nama dari konstanta dan variabel. Program terdiri dari urutan tugas dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.
Penerapan Komputasi Modern dalam Bidang Fisika
Sebagai masyarakat global yang hidup pada era komputasi modern, tentunya kita sudah tidak asing dengan komputer sebagai alat bantu dalam kehidupan sehari-hari. Komputer sebagai alat bantu manusia sudah merambah ke berbagai aspek, tidak hanya dalam matematika saja–sebagai mana tujuan komputer generasi awal dibuat–namun dalam berbagai aspek terperinci kehidupan di sekeliling kita. Kemudahan yang manusia dapatkan dari komputer ini merupakan jerih payah dari penerapan komputasi modern.
Ketika kita bicara soal komputasi pada bidang sience maka yang terbercik di benak kita adalah mesin pendeteksi cuaca, mesin air, dan lain sebagainya. Semua mesin yang disebutkan di atas adalah salah satu contoh pengaplikasian komputasi modern dalam bidan sience.
Dari segi sience sendiri, bidang fisika adalah pengaplikasian pertama dalam penerapan komputasi modern dalam bidang sience. Sebagai terapan pertama, maka muncul lah sebuah studi mandiri yang khusus membahas bidang ini yang disebut dengan computational physics.
Computational physics dianggap sebagai subdisiplin dari fisika teori, namun sebagian ilmuan menganggap bidang ini sebagai cabang kelas menengah antara ilmu teori dan fisika eksperimen, dimana merupakan bidang studi yang menggabungkan teori dan ekperimen.
Pada fisika, teori-teori yang berbeda berdasarkan model matematik menimbulkan perbedaan yang signifikan terhadap presiksi bagaimana sebuah sistem bereaksi. Sehingga sangat disayangkan seringnya kasus yang menangani model matematik pada sistem prediksi tertentu menjadi tidak layak. Hal ini biasa terjadi pada kasus yang memeiliki bentuk yang tidak terbatas, atau terlalu membingungkan untuk diterapkan.
Secara umum, fisika memang memiliki tingkat kesulitan yang tinggi untuk dipecahkan secara sempurna. Hal ini dikarenakan banyaknya bidang yang saling berhubungan dalam penyelesaian suatu masalah–mulai dari ilmu matematika tingkat tinggi, kompleksitas, kelarutan, dan keterpautan antar bidang.
Sebagai contoh, ketika kita diberikan kasus mudah berupa fungsi gelombang electron yang mengorbit atom pada medan listrik yang kuat, maka dibutuhkan upaya yang baik dalam memformulasi algoritma praktik yang dibutuhkan; teknik bruteforce, seperti metode grafik atau pencarian akar [root finding] mungkin juga dibutuhkan. Kerumitan ini yang masih sulit diterapkan dalam komputer. Sehingga, walaupun dibentuk sebuah mesin penghitung kekuatan medan listrik gelombang elektron dibuat, hasil yang didapat dari mesin tersebut tidak selalu sepenuhnya benar.
Meskipun sudah banyak ditemui mesin terapan komputasi modern yang valid dan diakui oleh para ilmuan, penerapan komputasi modern dalam bidang fisika dan kiia masih disangsikan sebagai “eksperimen komputer” yang teoritis. Sehingga penerapan komputasi modern dalam bidang fisika belum sepenuhnya memenuhi persyaratan penerapan komputasi dengan baik.
Source
Model Komputasi
Ada tiga model dasar komputasional-- fungsional, logika, dan imperatif. Sebagai tambahan terhadap satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.
a. Model Fungsional : terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil [higher-order function]. Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi.
b. Model Logika : terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Program terdiri dari definisi hubungan dan suatu komputasi adalah suatu bukti[suatu urutan kesimpulan].
c. Model Imperatif : terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan. Pernyataan adalah set pasangan nilai-nama dari konstanta dan variabel. Program terdiri dari urutan tugas dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.
Teori komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah dan bagaimanakah suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi, menggunakan algoritma. Bidang ini dibagi menjadi dua cabang: teori komputabilitas dan teori kompleksitas, namun kedua cabang berurusan dengan model formal komputasi.
Untuk melakukan studi komputasi dengan ketat, ilmuwan komputer bekerja dengan abstraksi matematika dari komputer yang dinamakan model komputasi. Ada beberapa model yang digunakan, namun yang paling umum dipelajari adalah mesin Turing. Sebuah mesin Turing dapat dipikirkan sebagai komputer pribadi meja dengan kapasitas memori yang tak terhingga, namun hanya dapat diakses dalam bagian-bagian terpisah dan diskret. Ilmuwan komputer mempelajari mesin Turing karena mudah dirumuskan, dianalisis dan digunakan untuk pembuktian, dan karena mesin ini mewakili model komputasi yang dianggap sebagai model paling masuk akal yang paling ampuh yang dimungkinkan. Kapasitas memori tidak terbatas mungkin terlihat sebagai sifat yang tidak mungkin terwujudkan, namun setiap permasalahan yang "terputuskan" [decidable] yang dipecahkan oleh mesin Turing selalu hanya akan memerlukan jumlah memori terhingga. Jadi pada dasarnya setiap masalah yang dapat dipecahkan [diputuskan] oleh meisn Turing dapat dipecahkan oleh komputer yang memiliki jumlah memori terbatas.
Prinsip Bahasa Pemrograman
Dalam kehidupan sehari–hari, untuk berkomunikasi dengan orang lain, kita harus menggunakan bahasa yang sama dengan orang tersebut. Apabila kita menggunakan Bahasa Indonesia, lawan bicara kita harus mengerti Bahasa Indonesia. Kalau lawan bicara kita tidak mengerti Bahasa Indonesia, kita masih bisa berkomunikasi dengannya melalui penerjemah. Dalam pemograman komputer, berlaku juga hal seperti di atas. Kita harus menggunakan bahasa yang dimengerti oleh komputer untuk memberikan suatu instruksi. Pada dasarnya, komputer adalah mesin digital, artinya komputer hanya mengenal kondisi ada arus listrik [biasanya dilambangkan dengan 1] dan tidak ada arus listrik [dilambangkan dengan 0]. Dengan kata lain kita harus menggunakan sandi 0 dan 1 untuk melakukan pemrograman komputer. Bahasa pemrograman yang menggunakan sandi 0 dan 1 ini disebut bahasa mesin [assembly]. Sebagai contoh, dalam prosesor Intel, terdapat perintah 0011 1010 0000 1011. Perintah dalam bahasa mesin ini sama artinya dengan perintah assembly CMP AL, 0D, yang artinya bandingkan nilai register AL dengan 0D. CMP di sini sebenarnya adalah singkatan dari CoMPare. Untuk membantu manusia dalam mengkonversi bahasa mesin diperlukan perangkat lunak yang disebut assembler. Pemrograman dengan bahasa assembly masih terasa sulit bagi kebanyakan orang sehingga dikembangkan bahasa pemrograman yang lebih mudah digunakan. Bahasa pemrograman yang dikembangkan ini lebih condong ke bahasa manusia dan disebut bahasa generasi ketiga / 3GL [Third-Generation Language] atau juga dikenal dengan bahasa tingkat tinggi/ HLL [High-Level Language]. Sebagai contoh Basic, Pascal, C, C++, Cobol, dsb. Bahasa generasi ketiga menggunakan kata-kata dalam bahasa Inggris karena bahasa tersebut adalah bahasa internasional, misal ;
Pascal:
writeln [‘Algoritma’];Atau perintah dalam bahasa C:
printf [“Algoritma\n\r”]:Atau perintah dalambahasa C++:
cout