Komputasi adalah algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan masalah dari sebuah data input.
Data input disini adalah sebuah masukan yang berasal dari luar
lingkungan sistem. Komputasi ini merupakan bagian dari ilmu komputer
berpadu dengan ilmu matematika. Secara umum ilmu komputasi adalah bidang
ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan
teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis
dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan secara
umum, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bidang
keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan
prinsip-prinsip baru yang mendasar terhadap bidang ilmu yang mendasari
teori ini. 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.
Pengertian Komputasi Modern
Komputasi modern bisa disebut 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). Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari
solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu
meliputi:
1. Akurasi
2. Kecepatan
3. ProblemVolume Besar
4. Modelling
5. Kompleksitas
Sejarah Komputasi Modern
Dalam
perkembangan komputasi modern, kita tidak bisa melupakan begitu saja
orang dibalik perkembangan komputasi modern yang merubah semua pekerjaan
jadi lebih mudah. Sejarah komputasi dimulai dari seseorang ilmuan yang
ternama di bidang teknologi. Permulaan komputasi modern dimulai pada
saat tahun 1926 oleh ilmuan yang berasal dari hungaria yang bernama John
Von Neumann.
Von Neumann seorang ilmuan yang belajar dari Berlin dan Zurich
dan mendapatkan diploma pada bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada
tahun yang sama dia mendapatkan gelar doktor pada bidang matematika dari
Universitas Budapest. Berkat keahlian dan kepiawaiannya Von Neumann
dalam bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata,
teknologi bom atom, dan komputasi modern yang kemudian melahirkan
komputer. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil
dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam
kepalanya. Setelah mengajar di Berlin dan Hamburg, Von Neumann pindah
ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas Princeton serta menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced Studies.
Dipicu ketertarikannya pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian
persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann
kemudian beralih dalam bidang komputasi. Sebagai konsultan pada
pengembangan ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih
dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah komputer dengan
program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan
pengendali pusat, I/O, dan memori. berdasarkan beberapa definisi di
atas, maka komputasi modern dapat diartikan sebagai suatu pemecahan
masalah berdasarkan suatu inputan dengan menggunakan algoritma dimana
penerapannya menggunakan berbagai teknologi yang telah berkembang
seperti komputer.
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.
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.
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.
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.
Kesimpulan
Dari
bahasan diatas, dapat diambil sebuah kesimpulan bahwa 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://www.beritanet.com/Education/John-Von-Neumann.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Teknologi_komputasi
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
http://www.beritanet.com/Tugas3(KomputasiModern)Bioinformatika«hiko88'sBlog.htm
http://id.wikipedia.org/wiki/Teknologi_komputasi
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
