Implementasi komputasi dibidang Matematika dan Kimia
Bidang Matematika
Implementasi komputasi modern di bidang matematika salah satunya numerical analysis, yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika. Bidang analisis numerik sudah dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer modern. Interpolasi linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. 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. Selain itu juga terdapat istilah-istilah seperti Probabilitas, Algoritma, dan Kalkulus yang ternyata sangat dibutuhkan dalam perkembangan Ilmu Komputer.
Bidang Matematika
Implementasi komputasi modern di bidang matematika salah satunya numerical analysis, yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika. Bidang analisis numerik sudah dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer modern. Interpolasi linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. 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. Selain itu juga terdapat istilah-istilah seperti Probabilitas, Algoritma, dan Kalkulus yang ternyata sangat dibutuhkan dalam perkembangan Ilmu Komputer.
- Probabilitas
Probabilitas suatu kejadian adalah angka yang menunjukkan kemungkinan terjadinya sutau kejadian.
Nilainya di antara 0 dan 1. Kejadian yang mempunyai nilai probabilitas 1
adalah kejadian yang pasti terjadi, dan tentu tidak akan mengejutkan
sama sekali.
2. Algoritma
Algoritma adalah urutan langkah-langkah logis penyelesaian masalah yang
disusun secara sistematis dan logis”. Kata logis merupakan kata kunci
dalam algoritma. Langkah-langkah dalam algoritma harus logis dan harus
dapat ditentukan bernilai salah atau benar. Dalam beberapa konteks,
algoritma adalah spesifikasi urutan langkah untuk melakukan pekerjaan
tertentu. Pertimbangan dalam pemilihan algoritma adalah, pertama,
algoritma haruslah benar. Artinya algoritma akan memberikan keluaran
yang dikehendaki dari sejumlah masukan yang diberikan. Tidak peduli
sebagus apapun algoritma, kalau memberikan keluaran yang salah, pastilah
algoritma tersebut bukanlah algoritma yang baik.
Pertimbangan kedua yang harus diperhatikan adalah kita harus mengetahui
seberapa baik hasil yang dicapai oleh algoritma tersebut. Hal ini
penting terutama pada algoritma untuk menyelesaikan masalah yang
memerlukan aproksimasi hasil (hasil yang hanya berupa pendekatan).
Algoritma yang baik harus mampu memberikan hasil yang sedekat mungkin
dengan nilai yang sebenarnya.
Ketiga adalah efisiensi algoritma. Efisiensi algoritma dapat ditinjau
dari 2 hal yaitu efisiensi waktu dan memori. Meskipun algoritma
memberikan keluaran yang benar (paling mendekati), tetapi jika kita
harus menunggu berjam-jam untuk mendapatkan keluarannya, algoritma
tersebut biasanya tidak akan dipakai, setiap orang menginginkan keluaran
yang cepat. Begitu juga dengan memori, semakin besar memori yang
terpakai maka semakin buruklah algoritma tersebut. Dalam kenyataannya,
setiap orang bisa membuat algoritma yang berbeda untuk menyelesaikan
suatu permasalahan, walaupun terjadi perbedaan dalam menyusun algoritma,
tentunya kita mengharapkan keluaran yang sama. Jika terjadi demikian,
carilah algoritma yang paling efisien dan cepat.
3. Kalkulus
Kalkulus adalah cabang ilmu matematika yang mencakup limit, turunan,
integral, dan deret tak terhingga Kalkulus mempunyai aplikasi yang luas
dalam bidang sains dan teknik dan digunakan untu memecahkan masalah yang
kompleks yang mana aljabar tidak cukup untuk menyelesaikannnya.
Kalkulus digunakan di setiap cabang sains fisik, sains komputer,
statistik, teknik, ekonomi, bisnis, kedokteran, dan di bidang-bidang
lainnya. Komputer membaca data dalam bentuk bilang biner sementara cara
mencari bilangan biner dipelajari dalam ilmu kalkulus.
========================================================================
Bidang Kimia
Implementasi komputasi modern di bidang kimia salah satunya, Computational Chemistry
yaitu penggunaan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah
kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan
sifat molekul. Istilah kimia teoridapat 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.
Referensi:
Komentar
Posting Komentar