Perkembangan Implementasi Teori Komputasi di berbagai bidang
antara lain:
·
Biologi
Dalam implementasi komputasi modern
di bidang biologi terdapat Bioinformatika, sesuai dengan asal katanya yaitu “bio” dan “informatika”, adalah gabungan antara ilmu biologi
dan ilmu teknik informasi (TI). Pada umumnya, Bioinformatika didefenisikan
sebagai aplikasi dari alat komputasi dan analisa untuk menangkap dan
menginterpretasikan data-data biologi. Ilmu ini merupakan ilmu baru yang yang merangkup
berbagai disiplin ilmu termasuk ilmu komputer, matematika dan fisika, biologi,
dan ilmu kedokteran, dimana kesemuanya saling menunjang dan saling bermanfaat
satu sama lainnya.
Istilah bioinformatics mulai
dikemukakan pada pertengahan era 1980-an untuk mengacu pada penerapan komputer
dalam biologi. Namun demikian, penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika
(seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens
biologis) sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.
Ilmu bioinformatika lahir atas
insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkan artificial intelligence. Mereka
berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa diuat secara artificial
melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut. Untuk mewujudkan hal ini
diperlukan data-data yang yang menjadi kunci penentu tindak-tanduk gejala alam
tersebut, yaitu gen yang meliputi DNA atau RNA. Bioinformatika ini penting
untuk manajemen data-data dari dunia biologi dan kedokteran modern. Perangkat
utama Bioinformatika adalah program software dan didukung oleh kesediaan
internet.
Perkembangan teknologi DNA rekombinan
memainkan peranan penting dalam lahirnya bioinformatika. Teknologi DNA
rekombinan memunculkan suatu pengetahuan baru dalam rekayasa genetika organisme
yang dikenala bioteknologi. Perkembangan bioteknologi dari bioteknologi
tradisional ke bioteknologi modren salah satunya ditandainya dengan kemampuan
manusia dalam melakukan analisis DNA organisme, sekuensing DNA dan manipulasi
DNA.
Sekuensing DNA satu organisme,
misalnya suatu virus memiliki kurang lebih 5.000 nukleotida atau molekul DNA
atau sekitar 11 gen, yang telah berhasil dibaca secara menyeluruh pada tahun
1977. Kemudia Sekuen seluruh DNA manusia terdiri dari 3 milyar nukleotida yang
menyusun 100.000 gen dapat dipetakan dalam waktu 3 tahun, walaupun semua ini
belum terlalu lengkap. Saat ini terdapat milyaran data nukleotida yang
tersimpan dalam database DNA, GenBank di AS yang didirikan tahun 1982.
Bioinformatika (bahasa Inggris: bioinformatics) adalah ilmu yang mempelajari
penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi
biologis. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika,
dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan
menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan
dengannya. Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk mengelola
informasi biologis, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi
struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA,
analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen.
Bioinformatika ialah ilmu yang
mempelajari penerapan teknik komputasi untuk mengelola dan menganalisis
informasi hayati. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika,
statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologi, terutama
yang terkait dengan penggunaan sekuens DNA dan asam amino. Contoh topik utama
bidang ini meliputi pangkalan data untuk mengelola informasi hayati,
penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan
struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan
analisis ekspresi gen.
Bioinformatika pertama kali
dikemukakan pada pertengahan 1980an untuk mengacu kepada penerapan ilmu
komputer dalam bidang biologi. Meskipun demikian, penerapan bidang-bidang dalam
bioinformatika seperti pembuatan pangkalan data dan pengembangan algoritma
untuk analisis sekuens biologi telah dilakukan sejak tahun 1960an.
Membicarakan bioinformatika, tak
dapat lepas dari proses lahirnya bidang tersebut. Sebagaimana diketahui,
bioteknologi dan teknologi informasi merupakan dua di antara berbagai teknologi
penting yang mengalami perkembangan signifikan dalam beberapa tahun terakhir
ini. Bioteknologi berakar dari bidang biologi, sedangkan perkembangan teknologi
informasi tak dapat dilepaskan dari matematika. Umumnya biologi dan matematika
dianggap sebagai dua bidang yang sangat berbeda, dan sulit untuk dipadukan.
Tetapi perkembangan ilmu pengetahuan terkini justru menunjukkan sebaliknya.
Perpaduan antara biologi dan matematika, menghasilkan embrio suatu cabang
pengetahuan baru yang memiliki masa depan yang menjanjikan di abad 21 ini.
Embrio itulah yang bernama bioinformatika. Bioinformatika merupakan perpaduan
harmonis antara teknologi informasi dan bioteknologi, yang dilatarbelakangi
oleh ledakan data (data explosion) observasi biologi sebagai hasil yang dicapai
dari kemajuan bioteknologi. Contohnya adalah pertumbuhan pesat database DNA
pada GenBank. Genbank adalah database utama dalam biologi molekuler, yang
dikelola oleh NCBI (National Center for Biotechnology Information) di AS.
Kemajuan teknik biologi molekuler
dalam mengungkap sekuens biologi protein (sejak awal 1950an) dan asam nukleat
(sejak 1960an) mengawali perkembangan pangkalan data dan teknik analisis
sekuens biologi. Pangkalan data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun
1960an di Amerika Serikat, sementara pangkalan data sekuens DNA dikembangkan
pada akhir 1970an di Amerika Serikat dan Jerman pada Laboratorium Biologi
Molekuler Eropa (European Molecular Biology Laboratory).
Penemuan teknik sekuensing DNA yang
lebih cepat pada pertengahan 1970an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah
sekuens DNA yang dapat diungkapkan pada 1980an dan 1990an. Hal ini menjadi salah
satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, yang meningkatkan
kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan
lahirnya bioinformatika.
Perkembangan jaringan internet juga
mendukung berkembangnya bioinformatika. Pangkalan data bioinformatika yang
terhubungkan melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengumpulkan hasil
sekuensing ke dalam pangkalan data tersebut serta memperoleh sekuens biologi
sebagai bahan analisis. Selain itu, penyebaran program-program aplikasi
bioinformatika melalui internet memudahkan ilmuwan dalam mengakses
program-program tersebut dan kemudian memudahkan pengembangannya.
·
Fisika
Implementasi komputasi moderndi
bidang fisika ada Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara
Fisika,Komputer Sain dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada “Kejadian dan masalah yang komplek
pada dunia nyata”
baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan algoritma yang tepat.
Pemahaman fisika pada teori,
experimen, dan komputasi haruslah sebanding, agar dihasilkan solusi numerik dan
visualizasi /pemodelan yang tepat untuk memahami masalah Fisika. Untuk
melakukan perkerjaan seperti evaluasi integral,penyelesaian persamaan
differensial, penyelesaian persamaan simultans, mem-plot suatu fungsi/data,
membuat pengembangan suatu seri fungsi, menemukan akar persamaan dan bekerja
dengan bilangan komplek yang menjadi tujuan penerapan fisika komputasi.
Banyak perangkat lunak ataupun bahasa
yang digunakan, baik MatLab, Visual Basic, Fortran,Open Source Physics (OSP),
Labview, Mathematica, dan lain sebagainya digunakan untuk pemahaman dan
pencarian solusi numerik dari masalah-masalah pada Fisika komputasi. Suatu yang
menjadi fokus perhatian kita disini adalah penggunaan visual basicsebagai alat
bantu dalam pembelajaran dan pencarian solusi Fisika komputasi.
·
Matematika
Implementasi komputasi modern di
bidang matematika ada numerical analysis yaitu sebuah algoritma dipakai untuk
menganalisa masalah - masalah matematika. Bidang analisis numerik sudah sudah
dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer modern. Interpolasi linear
sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. Banyak matematikawan besar
dari masa lalu disibukkan oleh analisis numerik, seperti yang terlihat jelas
dari nama algoritma penting seperti metode Newton, interpolasi polinomial
Lagrange, eliminasi Gauss, atau metode Euler.
Buku-buku besar berisi rumus dan
tabel data seperti interpolasi titik dan koefisien fungsi diciptakan untuk
memudahkan perhitungan tangan. Dengan menggunakan tabel ini (seringkali
menampilkan perhitungan sampai 16 angka desimal atau lebih untuk beberapa
fungsi), kita bisa melihat nilai-nilai untuk diisikan ke dalam rumus yang
diberikan dan mencapai perkiraan numeris sangat baik untuk beberapa fungsi.
Karya utama dalam bidang ini adalah penerbitan NIST yang disunting oleh
Abramovich dan Stegun, sebuah buku setebal 1000 halaman lebih. Buku ini berisi
banyak sekali rumus yang umum digunakan dan fungsi dan nilai-nilainya di banyak
titik. Nilai f-nilai fungsi tersebut tidak lagi terlalu berguna ketika komputer
tersedia, namun senarai rumus masih mungkin sangat berguna.
Kalkulator mekanik juga dikembangkan
sebagai alat untuk perhitungan tangan. Kalkulator ini berevolusi menjadi
komputer elektronik pada tahun 1940. Kemudian ditemukan bahwa komputer juga
berguna untuk tujuan administratif. Tetapi penemuan komputer juga mempengaruhi
bidang analisis numerik, karena memungkinkan dilakukannya perhitungan yang
lebih panjang dan rumit.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar