ALGORITMA PARALEL

NAMA                 : Cintya Elsa Triani

KELAS                : 4IA19

NPM                    : 51410597

ALAMAT BLOG : smartwomenn.blogspot.com

DOSEN                : KUWAT S.

BAB I

PENDAHULUAN

Pada awalnya kata algorisma adalah istilah yang merujuk kepada aturan-aturan aritmetis untuk menyelesaikan persoalan dengan menggunakan bilangan numerik arab, namun pada abad ke-18 istilah ini telah berkembang menjadi algoritma suatu urutan langkah atau prosedur yang jelas dan diperlukan untuk menyelesaikan suatu permasalahan.

BAB II

TEORI

Algoritma Paralel adalah sebuah algoritma yang dapat dieksekusi sepotong pada waktu pada banyak perangkat pengolahan yang berbeda, dan kemudian digabungkan bersama-sama lagi pada akhir untuk mendapatkan hasil yang benar. Algoritma paralel berharga karena perbaikan substansial dalam multiprocessing sistem dan munculnya multi-core prosesor. Secara umum, lebih mudah untuk membangun komputer dengan prosesor cepat tunggal dari satu dengan banyak prosesor lambat dengan sama throughput yang . Tapi kecepatan prosesor meningkat terutama dengan mengecilkan sirkuit, dan prosesor modern yang mendorong ukuran fisik dan batas panas. Hambatan kembar telah membalik persamaan, membuat multiprocessing praktis bahkan untuk sistem kecil. Biaya atau kompleksitas algoritma serial diperkirakan dalam hal ruang (memori) dan waktu (siklus prosesor) yang mereka ambil. Algoritma paralel perlu mengoptimalkan satu sumber daya yang lebih, komunikasi antara prosesor yang berbeda. Ada dua cara paralel prosesor berkomunikasi, memori bersama atau pesan lewat.

Desain

SISD Single Instruction stream, Single Data Stream

istilah yang mengacu pada arsitektur komputer di mana prosesor tunggal, sebuah uniprocessor, mengeksekusi aliran instruksi tunggal, untuk beroperasi pada data yang tersimpan dalam memori tunggal. Ini sesuai dengan arsitektur von Neumann . SISD adalah salah satu dari empat klasifikasi utama sebagaimana didefinisikan dalam taksonomi Flynn . Dalam sistem ini klasifikasi didasarkan pada jumlah instruksi bersamaan dan data stream hadir dalam arsitektur komputer. Menurut Michael J. Flynn , SISD dapat memiliki karakteristik pemrosesan konkuren. Instruksi fetching dan eksekusi pipelined instruksi adalah contoh umum ditemukan di komputer SISD paling modern.

MISD Multiple Instruction Stream, Single Data Stream

jenis komputasi paralel arsitektur di mana banyak unit fungsional melakukan operasi yang berbeda pada data yang sama. Pipa arsitektur termasuk tipe ini, meskipun purist mungkin mengatakan bahwa data berbeda setelah pengolahan oleh setiap tahap dalam pipa. Komputer toleransi kegagalan mengeksekusi instruksi yang sama secara berlebihan dalam rangka untuk mendeteksi dan masker kesalahan, dengan cara yang dikenal sebagai replikasi tugas , dapat dianggap milik jenis ini. Tidak banyak contoh arsitektur ini ada, sebagai MIMD dan SIMD sering lebih tepat untuk data teknik paralel umum. Secara khusus, mereka memungkinkan skala yang lebih baik dan penggunaan sumber daya komputasi daripada MISD tidak. Namun, salah satu contoh yang menonjol dari MISD dalam komputasi adalah Space Shuttle komputer kontrol penerbangan.

SIMD Single Instruction Stream, Multiple Data Stream

Kelas komputer paralel dalam taksonomi Flynn . Ini menggambarkan komputer dengan beberapa elemen pemrosesan yang melakukan operasi yang sama pada beberapa titik data secara bersamaan. Dengan demikian, mesin tersebut memanfaatkan data tingkat paralelisme . SIMD ini terutama berlaku untuk tugas umum seperti menyesuaikan kontras dalam citra digital atau menyesuaikan volume audio digital . Paling modern CPU desain termasuk instruksi SIMD dalam rangka meningkatkan kinerja multimedia digunakan.

Keuntungan SIMD antara lain sebuah aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah salah satu di mana nilai yang sama sedang ditambahkan ke (atau dikurangkan dari) sejumlah besar titik data, operasi umum di banyak multimedia aplikasi. Salah satu contoh akan mengubah kecerahan gambar. Setiap pixel dari suatu gambar terdiri dari tiga nilai untuk kecerahan warna merah (R), hijau (G) dan biru (B) bagian warna. Untuk mengubah kecerahan, nilai-nilai R, G dan B yang dibaca dari memori, nilai yang ditambahkan dengan (atau dikurangi dari) mereka, dan nilai-nilai yang dihasilkan ditulis kembali ke memori.

Dengan prosesor SIMD ada dua perbaikan proses ini. Untuk satu data dipahami dalam bentuk balok, dan sejumlah nilai-nilai dapat dimuat sekaligus. Alih-alih serangkaian instruksi mengatakan “mendapatkan pixel ini, sekarang mendapatkan pixel berikutnya”, prosesor SIMD akan memiliki instruksi tunggal yang efektif mengatakan “mendapatkan n piksel” (dimana n adalah angka yang bervariasi dari desain untuk desain). Untuk berbagai alasan, ini bisa memakan waktu lebih sedikit daripada “mendapatkan” setiap pixel secara individual, seperti desain CPU tradisional.

Keuntungan lain adalah bahwa sistem SIMD biasanya hanya menyertakan instruksi yang dapat diterapkan pada semua data dalam satu operasi. Dengan kata lain, jika sistem SIMD bekerja dengan memuat delapan titik data sekaligus, add operasi yang diterapkan pada data akan terjadi pada semua delapan nilai pada waktu yang sama. Meskipun sama berlaku untuk setiap desain prosesor super-skalar, tingkat paralelisme dalam sistem SIMD biasanya jauh lebih tinggi.

Kekurangannya adalah :

Tidak semua algoritma dapat vectorized. Misalnya, tugas aliran-kontrol-berat seperti kode parsing tidak akan mendapat manfaat dari SIMD. Ia juga memiliki file-file register besar yang meningkatkan konsumsi daya dan area chip. Saat ini, menerapkan algoritma dengan instruksi SIMD biasanya membutuhkan tenaga manusia, sebagian besar kompiler tidak menghasilkan instruksi SIMD dari khas C Program, misalnya. vektorisasi dalam kompiler merupakan daerah aktif penelitian ilmu komputer. (Bandingkan pengolahan vektor .)

Pemrograman dengan khusus SIMD set instruksi dapat melibatkan berbagai tantangan tingkat rendah. SSE (Streaming SIMD Ekstensi) memiliki pembatasan data alignment , programmer akrab dengan arsitektur x86 mungkin tidak mengharapkan ini.

Mengumpulkan data ke dalam register SIMD dan hamburan itu ke lokasi tujuan yang benar adalah rumit dan dapat menjadi tidak efisien. Instruksi tertentu seperti rotasi atau penambahan tiga operan tidak tersedia dalam beberapa set instruksi SIMD.Set instruksi adalah arsitektur-spesifik: prosesor lama dan prosesor non-x86 kekurangan SSE seluruhnya, misalnya, jadi programmer harus menyediakan implementasi non-Vectorized (atau implementasi vectorized berbeda) untuk mereka.

Awal MMX set instruksi berbagi register file dengan tumpukan floating-point, yang menyebabkan inefisiensi saat pencampuran kode floating-point dan MMX. Namun, SSE2 mengoreksi ini.

SIMD dibagi menjadi beberapa bentuk lagi yaitu :

• ·         Exclusive-Read, Exclusive-Write (EREW) SM SIMD

• ·       Concurent-Read, Exclusive-Write (CREW) SM SIMD

• ·       Exclusive-Read, Concurrent-Write (ERCW) SM SIMD

• ·         Concurrent-Read, Concurrent-Write (CRCW) SM SIMD

MIMD Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream

Teknik yang digunakan untuk mencapai paralelisme. Mesin menggunakan MIMD memiliki sejumlah prosesor yang berfungsi asynchronous dan independen. Setiap saat, prosesor yang berbeda dapat mengeksekusi instruksi yang berbeda pada bagian yang berbeda dari data. Arsitektur MIMD dapat digunakan di sejumlah area aplikasi seperti desain dibantu komputer / manufaktur dibantu komputer , simulasi , pemodelan , dan sebagai switch komunikasi . Mesin MIMD dapat menja

di baik memori bersama atau memori terdistribusi kategori. Klasifikasi ini didasarkan pada bagaimana prosesor MIMD memori akses. Mesin memori bersama mungkin dari berbasis bus , diperpanjang, atau hirarkis jenis. Mesin memori terdistribusi mungkin memiliki hypercube atau jala skema interkoneksi.

BAB III

ANALISA

Langkah-langkah yang diambil oleh sebuah algoritma dibedakan ke dalam dua jenis yaitu :

·         Computational step

Sebuah computational step adalah sebuah operasi aritmetika atau operasi logika yang dilakukan terhadap sebuah data dalam sebuah prosesor.

·         Routing step.Pada routing step,

sebuah data akan melakukan perjalanan dari satu prosesor ke prosesor lain melalui shared memory atau melalui jaringan komunikasi. RUNNING TIME (COUNTING STEP & SPEED UP) Analisa Algoritma Sekuensial Pada Algoritma Sekuensial instruksi dikerjakan secara berurutan baris perbaris mulai dari baris pertama hingga baris terakhir, tanpa ada loncatan atau perulangan. Adapun ciri dari algoritma Sekuensial yaitu :

1.      Tiap instruksi dikerjakan satu per satu.

2.      Tiap instruksi dilaksanakan tepat sekali, tidak ada instruksi yang diulang.

Dalam Arsitektur Komputer,penerapan algoritma sekuensial termasuk dalam kelompok komputer SISD (berdasarkan klasifikasi Flynn) yaitu hanya mempunyai satu unit pengendali untuk menentukan instruksi yang akan dieksekusi. Analisa Algoritma Paralel Pada Komputer Pararel (Algoritma Pararel) terdapat lebih dari satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh sebuah unit pengendali yang sama. Pada dasarnya aktivitas sebuah prosesor pada komputer paralel adalah sama dengan aktivitas sebuah prosesor pada komputer sekuensial. Tiap prosesor membaca (read) data dari memori, memprosesnya dan menuliskannya (write) kembali ke memori namun jumlah procesor dapat lebih dari satu (multi processor). Aktivitas komputasi ini dikerjakan oleh seluruh prosesor secara paralel.

Running Time ditentukan dengan 2 cara, yaitu:

·         Counting Step

·         Speedup Contoh Counting Step Terdapat sebuah file komputer dengan n entri berbeda. Pada file tersebut akan diperiksa apakah x terdapat di dalamnya.

Dengan algoritma sekuensial,keadaan terburuknya (worst case) untuk menemukan x membutuhkan n langkah, dimana tiap langkah adalah membandingkan x dengan sebuah entri pada file. Keadaan terburuk terjadi jika x ternyata sama dengan entri terakhir pada file atau x tidak terdapat pada file tersebut.

Dengan EREW SM SIMD (Exclusive Read Exclusive Write Shared Memory SIMD) komputer dengan N prosesor, dimana N n, pada worst casenya ( keadaan terburuk ) dibutuhkan log N + n/N langkah. Dimana :

N: Jumlah N processor ( banyaknya processor )

n: Jumlah n langkah (banyaknya langkah)

Misalkan P1 , P2 , … , PN prosesor-prosesor pada EREW SM SIMD komputer tersebut. Proses pencarian entri yang sama dengan x adalah :

-Broadcasting, x dikomunikasikan pada semua prosesor dengan cara :

1.P1 membaca x dan mengkomunikasikan dengan P2.

2.P1 dan P2 secara simultan mengkomunikasikan x dengan P3 dan P4

3.P1, P2, P3 dan P4 secara simultan meng-komunikasikan x dengan P5 , P6 , P7 dan P8 .

Dan seterusnya hingga semua prosesor mengenal x. Proses ini dilakukan dalam log N langkah. -Searching, File dimana x akan dicari dibagi ke dalam sub file dan secara simultan dilakukan pencarian oleh prosesor-prosesor :

P1 mencari pada n/N entri pertama,

P2 mencari pada n/N entri kedua,

P3 mencari pada n/N entri ketiga,

PN mencari pada n/N entri ke-N.

Proses ini membutuhkan n/N langkah.

Jadi total langkah yang dibutuhkan oleh algoritma tersebut adalah : log N + n/N langkah.

Contoh Speedup - Dari contoh Counting step tadi

Running time proses searching dengan mesin sekuensial adalah 0(n).

Running time dari proses searching pada komputer EREW SM SIMD adalah 0(n/N).

Jadi speedup = 0(N).

SUMBER:
http://fikrilookup.wordpress.com/2013/05/12/algoritma-paralel/

http://ndoware.com/sejarah-algoritma.html

http://prezi.com/ufzritj1dzya/analisa-algoritma-sekuensial/ 

Komputasi Modern

NAMA                 : Cintya Elsa Triani

KELAS                : 4IA19

NPM                    :51410597

ALAMAT BLOG : smartwomenn.blogspot.com

DOSEN                : KUWAT S.

Komputasi Modern

BAB I

PENDAHULUAN

Seiring dengan perkembangan komputer maka lahirlah makna bagi komputer salah satunya adalah sebagai sebuah mesin yang melakukan komputasi. Adapun pengertian dari komputasi itu sendiri adalah sebagai suatu cara untuk menyelesaikan sebuah permasalahan dari inputan data dengan menggunakan algoritma dimana penerapannya menggunakan berbagai teknologi yang telah berkembang seperti komputer. Dengan adanya penyelesaian ini mengakibatkan munculnya teori komputasi yaitu suatu aktivitas penggunaan serta pengembangan teknologi komputer, perangkat keras, dan, perangkat lunak komputer. Teknologi komputasi ini merupakan bagian yang spesifik komputer dari teknologi informasi.

         Secara umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematikateknik 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. 

         Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.

         Pada kesempatan ini saya ingin berbagi sedikit informasi tentang satu mesin komputasi yang sangat populer pada era ini, yaitu komputer.

BAB II

TEORI

           Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Oleh karena pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama kali digagasi oleh John Von Neumann (1903-1957). Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.

      Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:
1. Akurasi (big, Floating point)
2. Kecepatan (dalam satuan Hz)
3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel)
4. Modeling (NN & GA)
5. Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)  

        Seiring dengan terus berkembangnya komputasi, tentunya akan berpengaruh terhadap penggunaan hardware dan software yang digunakan untuk komputasi tersebut. Sehingga hal ini membuat adanya sebuah evolusi mesin yang digunakan untuk pemrosesan tersebut. Hal - hal yang berdampak akibat berkembangnya komputasi ini akan dijelaskan pada artikel selanjutnya.

 2.2. Sejarah Komputasi modern
         Kata  “komputer” pertama kali pada tahun 1613, hal ini mengacu pada perhitungan aritmatika dan kata “komputer” digunakan dalam pengertian itu sampai pertengahan abad ke-20. Dari akhir abad ke-19 dan seterusnya. Berkembanganya komputer akhirnya makna komputer menjadi sebuah mesin yang melakukan komputasi.

           Sejarah komputer modern dimulai dengan dua teknologi yang terpisah- perhitungan otomatis dan dapat di program-tapi tidak ada satu perangkat pun yang dapat dikatakan sebagai komputer, karena sebagian penerapan yang tidak konsisten istilah tersebut. Contoh-contoh awal perangkat penghitung mekanis termasuk sempoa (yang berasal dari sekitar 150-100 SM).  Seorang pahlawan dari Alexandria (sekitar 10-70 AD) membangun sebuah teater mekanis yang diadakan bermain berlangsung 10 menit dan dioperasikan oleh sebuah sistem yang kompleks dengan tali dan drum yang dipakai sebagai sarana untuk memutuskan bagian dari mekanisme. Ini adalah inti dari programmability.

           Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi perkembangan komputasi modern adalah John von Neumann (1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern.Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer  yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu.

               Sejarah singkat dari perjalanan hidup dari Von Neumann , dilahirkan di Budapest, Hungaria pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit.Nama keluarga diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann. Pada saat Max Neumann memperoleh gelar, maka namanya berubah menjadi Von Neumann. Setelah bergelar doktor dalam ilmu hukum, dia menjadi pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest merupakan  tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.

               Von Neumann belajar berbagai tempat dan beberapa tempatnya di Berlin dan Zurich. Di tempat itu beliau mendapatkan diploma pada bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada tahun yang sama dia mendapatkan gelar doktor pada bidang matematika dari Universitas Budapest. Keahlian Von Neumann terletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam bidang matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.

             Beliau pernah mengajar di Berlin dan Hamburg, Von Neumann pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas Princeton pada saat yang bersamaan Von Neumann menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced Studies.
Von Neumann sangat tertarik pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Von Neumann menjadi seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.
Berikut ini beberapa contoh komputasi modern sampai dengan lahirnya ENIAC :

• Konrad Zuse’s electromechanical “Z mesin”.Z3 (1941) sebuah mesin pertama menampilkan biner aritmatika, termasuk aritmatika floating point dan ukuran programmability. Pada tahun 1998, Z3 operasional pertama di dunia komputer itu di anggap sebagai Turing lengkap.
• Berikutnya Non-programmable Atanasoff-Berry Computer  yang di temukan pada tahun 1941 alat ini menggunakan tabung hampa berdasarkan perhitungan, angka biner, dan regeneratif memori kapasitor.Penggunaan memori regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih seragam (berukuran meja besar atau meja kerja).
• Selanjutnya komputer Colossus ditemukan pada tahun 1943, berkemampuan untuk membatasi kemampuan program pada alat ini menunjukkan bahwa perangkat menggunakan ribuan tabung dapat digunakan lebih baik dan elektronik reprogrammable.Komputer ini digunakan untuk memecahkan kode perang Jerman.
• The Harvard Mark I ditemukan pada 1944, mempunyai skala besar, merupakan komputer elektromekanis dengan programmability terbatas.
• Lalu lahirlah US Army’s Ballistic Research Laboratory ENIAC ditemukan pada tahun 1946, komputer ini digunakan unutk menghitung desimal aritmatika dan biasanya disebut sebagai tujuan umum pertama komputer elektronik  (ENIAC merupaka generasi yang sudah sangat berkembang di zamannya sejak komputer pertama Konrad Zuse ’s Z3 yang ditemukan padatahun 1941) 

2.3. Macam-macam Komputasi Modern

Karakteristik komputasi modern ada 3 macam, yaitu :

1. Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.

2.  Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.

3.   Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

Berikut merupakan contoh dari jenis-jenis komputasi modern:

1. Mobile Computing atau Komputasi Bergerak. Mobile computing (komputasi bergerak) merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel serta mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.

2. Grid Computing. Komputasi grid memanfaatkan kekuatan pengolahan idle berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses untuk menghitung satu pekerjaan. 

3. Cloud Computing atau Komputasi Awan. Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi. Abstraksi, sebagaimana dijelaskan sebelumnya, menghapus rincian kerja yang kompleks dari visibilitas. Komputasi awan adalah sebuah paradigm baru dari konsep yang sebenarnya sudah ada. Beberapa aplikasi yang sangat akrab dari cloud computing adalah icloud (produk dari Apple) dimana user menyimpan data-data phonebook mereka di server Apple, bukan lagi di handphone mereka.

BAB III

ANALISA

3.1. Contoh implementasi dalam bidang ilmu Komputasi Modern

       Implementasi yang jelas terlihat ada pada ilmu Bioinformatika. Berikut akan dibahas bagaimana bioinformatika itu termasuk dalam implementasi dalam bidang ilmu komputasi modern.

    3.2. Pengertian Bioinformatika

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.

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 adalah database utama dalam biologi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National Center for Biotechnology Information) di AS.

    3.3. Cabang ilmu Bioinformatika

       Bioinformatika merupakan suatu bidang interdisipliner. Banyak cabang-cabang disiplin ilmu yang terkait dengan Bioinformatika sehingga banyak pilihan bagi yang ingin mendalami Bioinformatika. Beberapa bidang yang terkait dengan Bioinformatika antara lain:

1.    Biophysics

Biophysics adalah sebuah bidang interdisipliner yang mengaplikasikan teknik-teknik dari ilmu Fisika untuk memahami struktur dan fungsi biologi (British Biophysical Society).

2.    Computational Biology

Computational biology merupakan bagian dari Bioinformatika yang paling dekat dengan bidang Biologi umum klasik. Fokus dari computational biology adalah gerak evolusi, populasi, dan biologi teoritis daripada biomedis dalam molekul dan sel.

3.    Medical Informatics

Medical informatics adalah sebuah disiplin ilmu yang baru yang didefinisikan sebagai pembelajaran, penemuan dan implementasi dari struktur dan algoritma untuk meningkatkan komunikasi, pengertian dan manajemen informasi medis.

4.    Cheminformatics

Cheminformatics adalah kombinasi dari sintesis kimia, penyaringan biologis dan pendekatan data-mining yang digunakan untuk penemuan dan pengembangan obat (Cambridge Healthech Institute’s Sixth Annual Cheminformatics conference).

5.    Genomics

Genomics adalah bidang ilmu yang ada sebelum selesainya sekuen genom, kecuali dalam bentuk yang paling kasar. Genomics adalah setiap usaha untuk menganalisa atau membandingkan seluruh komplemen genetik dari satu spesies atau lebih.

6.    Mathematical Biology

Mathematical biology menangani masalah-masalah biologi, namun metode yang digunakan untuk menangani masalah tersebut tidak perlu secara numerik dan tidak perlu diimplementasikan dalam software maupun hardware.

7.    Proteomics

Proteomics berkaitan dengan studi kuantitatif dan kualitatif dari ekspresi gen di level dari protein-protein fungsional itu sendiri. Yaitu: “sebuah antarmuka antara biokimia protein dengan biologi molekul”.

8.    Pharmacogenomics

Pharmacogenomics adalah aplikasi dari pendekatan genomik dan teknologi pada identifikasi dari target-target obat.

9.    Pharmacogenetics

Pharmacogenetics adalah bagian dari pharmacogenomics yang menggunakan metode genomik atau Bioinformatika untuk mengidentifikasi hubungan-hubungan genomik.

    3.4. Perkembangan dan Penerapan Bioinformatika

Dunia memasuki babak baru yang diberi nama borderless world atau dunia tanpa batas. Perkembangan teknologi yang tiada henti memungkinkan manusia untuk berekspresi dan saling berkompetisi untuk menemukan bidang ilmu pengetahuan dan teknologi yang baru.

Salah satu perkembangan ilmu yang menggabungkan aspek teknologi informasi (TI) dan aspek biologi adalah Bioinformatika. Disiplin ilmu yang merupakan salah satu topik paling hangat dibicarakan dewasa ini dalam sejarahnya tak lepas dari perkembangan bioteknologi di era tahun 70-an dimana seorang ilmuwan AS melakukan inovasi dalam mengembangkan teknologi DNA rekombinan sehingga pada akhirnya lahir perusahaan bioteknologi pertama di dunia, yaitu Genentech di AS. Perusahaan ini memproduksi protein hormon insulin dalam bakteri yang dibutuhkan penderita diabetes dimana selama ini insulin hanya bisa didapatkan dalam jumlah sangat terbatas dari organ pankreas sapi.

Definisi Bioinformatika menurut Fredj Tekaia dari Institut Pasteur adalah: “metode matematika, statistik dan komputasi yang bertujuan untuk menyelesaikan masalah-masalah biologi dengan menggunakan sekuen DNA dan asam amino dan informasi-informasi yang terkait dengannya”.

Salah satu pencapaian besar dalam metode Bioinformatika adalah selesainya proyek pemetaan genom manusia (Human Genom Project). Selesainya proyek raksasa tersebut menyebabkan bentuk dan prioritas dari riset dan penerapan Bioinformatika berubah. Secara umum dapat dikatakan bahwa proyek tersebut membawa perubahan besar pada sistem hidup kita, sehingga sering disebutkan –terutama oleh ahli biologi—bahwa kita saat ini berada di masa pascagenom.

Tahun 1997, Ian Wilmut dari Roslin Institute dan PPL Therapeutics Ltd, Edinburg, Skotlandia, berhasil mengklon gen manusia yang menghasilkan faktor IX (faktor pembekuan darah), dan memasukkan ke kromosom biri-biri. Diharapkan biri-biri yang selnya mengandung gen manusia faktor IX akan menghasilkan susu yang mengandung faktor pembekuan darah. Jika berhasil diproduksi dalam jumlah banyak maka faktor IX yang diisolasi dari susu harganya bisa lebih murah untuk membantu para penderita hemofilia.

BAB IV

KESIMPULAN

            Setiap hari, perkembangan teknologi semakin maju. Tak dapat dipungkiri jaman sekarang ini, banyak kehidupan manusia yang bergantung sama perkembangan teknologi khususnya computer. Pada artikel diatas, perkembangan teknologi hanya dibahas secara singkat tanpa memberikan penjelasan lebih lanjut. Kelebihan dari artikel tersebut adalah memberikan sejarah singkat tentang perkembangan teknologi mulai dari siapa orang yang pertama kali mencetuskan tentang komputasi modern. Dan ilmu Komputasi Modern itu dapat diterapkan dalam berbagai disiplin ilmu seperti ilmu Bioinformatika ini. Jadi, tidak menutup kemungkinan ilmu Komputasi Modern ini dapat berkembang lebih pesat menjamuri berbagai disiplin ilmu lainnya.

  SUMBER:
http://my.opera.com/aviciena/blog/show.dml/8170711
http://itinkz.wordpress.com/2010/04/10/komputasi-modern/
http://gietheiceman.blogspot.com/2010/02/komputasi-modern.html
http://mochamadyoga.blogspot.com/2010/03/komputasi-modern.html

http://lautansemesta.blogdetik.com/donwload/perkembangan-komputasi-modern/

http://www.beritanet.com/Tugas3(KomputasiModern)Bioinformatika«hiko88'sBlog.html