winda febri

Pengertian Komputasi

Komputasi adalah algortima yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan masalah dari sebuah data input. Data input disini adalah sebuah masukan yang berasal dari luar lingkungan system. Komputasi merupakan bagian dari ilmu computer berpadu dengan ilmu matematika. Secara umum iIlmu 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 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.

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. Dalam komputasi modern terdapat perhitungan dan pencarian solusi dari masalah. Perhitungan dari komputasi modern adalah akurasi, kecepatan, problem, volume dan besar kompleksitas. 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:

Akurasi
Kecepatan
Problem Volume Besar
Modelling
Kompleksitas

Sejarah Komputasi Modern

Komputasi modern ini pertama kalinya digagaskan oleh seorang ilmuan yang bernama John Von Neumann. Dialah orang yang pertama kali menggagaskan konsep sebuah sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory. Konsep inilah yang menjadi dasar arsitektur komputer modern. John Von Neumann memberikan berbagai sumbangsihnya dengan cara meningkat karya – karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Selain itu, Von Neumann juga merupakan seorang ilmuan yang sangat berperan penting dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II silam. Dan berkat kepiawaian Neumann di bidang teori game inilah ia bisa melahirkan konsep automata, teknologi bom atom dan komputasi modern yang akhirnya melahirkan sebuah computer. Sebenarnya kata “komputer” tersebut pertama kali dipergunakan secara umum pada tahun 1613. Arti kata komputer itu sendiri mengacu kepada perhitungan aritmatika dan kata tersebut masih dipergunakan hingga pertengahan abad ke-20. Dan seiring dengan perkembangan jaman dari akhir abad ke-19 hingga seterusnya, “computer” menjadi berubah makna jadi sebuah mesin yang melakukan komputasi.

Kemudian sekitar tahun 1920an, kata “mesin komputasi” mulai dikenal. Setiap mesin yang dapat membantu melakukan pekerjaan manusia yaitunya menghitung dengan metode yang efektif, disebut dengan mesin komputasi. Pada tahun 1940-1950 dengan munculnya mesin komputasi elektronik kata “mesin komputasi” mulai berubah menjadi “komputer” yang biasanya diawali dengan “elektronik” atau “digital”.

Sejak saat itu, 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. Konsep dasar arsitektur komputer modern sendiri ialah konsep sebuah sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory.

Teori Automata dan Bahasa Formal

a. Bahasa Formal

Bahasa Formal adalah suatu aturan yang meliputi bahasa pemrograman dan bahasa matematis seperti aljabar dan logika proposisi. Aturan tersebut akan mengkonstruksi programming translator untuk bahasa pemrograman. Proses penerapan aturan produksi dapat digambarkan sebagai suatu diagram pohon. Sebuah bahasa formal bisa dibangkitkan oleh dua atau lebih tata bahasa berbeda. Dikatakan bahasa formal karena grammar diciptakan mendahului pembangkitan setiap kalimatnya.

b. Teori Automata

Automata berasal dari bahasa Yunani automatos, yang berarti sesuatu yang bekerja secara otomatis (mesin). Istilah automata merupakan bentuk tunggal, sedangkan bentuk jamaknya adalah automaton. Teori automata adalah teori tentang mesin abstrak yang bekerja secara sekuensial yang menerima dan mengeluarkan output dalam bentuk diskrit. Penggunaan automata pada perangkat lunak terutama pada pembuatan kompiler bahasa pemrograman. Secara garis besar ada dua fungsi automata dalam hubungannya dengan bahasa, yaitu:

Fungsi automata sebagai pengenal (RECOGNIZER) string-string dari suatu bahasa, dalam hal ini bahasa sebagai masukan dari automata.
Fungsi automata sebagai pembangkit (GENERATOR) string-string dari suatu bahasa, dalam hal ini bahasa sebagai keluaran dari automata.

Finite State Machine

FSM adalah sebuah metodologi perancangan sistem kontrol yang menggambarkan tingkah laku atau prinsip kerja sistem dengan menggunakan tiga hal berikut: State (Keadaan), Event (kejadian) dan action (aksi). Pada satu saat dalam periode waktu yang cukup signifikan, sistem akan berada pada salah satu state yang aktif. Sistem dapat beralih atau bertransisi menuju state lain jika mendapatkan masukan atau event tertentu, baik yang berasal dari perangkat luar atau komponen dalam sistemnya itu sendiri. Transisi keadaan ini umumnya juga disertai oleh aksi yang dilakukan oleh sistem ketika menanggapi masukan yang terjadi. Aksi yang dilakukan tersebut dapat berupa aksi yang sederhana atau melibatkan rangkaian proses yang relatif kompleks (Setiawan : 2006). FSM terdiri dari dua jenis, yaitu FSM ber-output dan FSM tidak ber-output.

➤FSM tidak ber-output digunakan untuk pengenalan bahasa dalam komputer, dengan input yang dimasukkan akan diperoleh apakah input tersebut dikenal oleh bahasa komputer atau tidak. Salah satu penggunaan FSM tidak ber-output adalah program compiler, yaitu program untuk memeriksa apakah perintah yang digunakan pengguna benar atau salah.

➤ FSM ber-output digunakan untuk merancang mesin atau sistem (Zen, 2008). Dan FSM yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah FSM ber-output, dan untuk selanjutnya akan dituliskan dengan FSM saja.

Dalam bahasa pemrograman prosedural seperti bahasa C, FSM ini umumnya direalisasikan dengan menggunakan statemen kontrol switch case atau/dan if..then. Dengan menggunakan statemen-statemen kontrol ini, aliran program secara praktis akan mudah dipahami dan dilacak jika terjadi kesalahan logika.

Mesin Turing

Diusulkan pada tahun 1936 oleh Alan Turing, seorang matematikawan Inggris sebagai model matematis sederhana sebuah komputer. Meskipun sederhana, Mesin Turing memiliki kemampuan untuk menggambarkan perilaku komputer general-purpose. Mesin Turing dapat digunakan untuk menghitung kelas fungsi bilangan bulat yang dikenal sebagai fungsi rekursif sebagian (partial recursive function). Sama seperti Finite State Automata dan Push Down Automata yang dapat mengenali bahasa formal, maka mesin Turing juga dapat berperan sebagai mesin pengenal bahasa formal. Bahasa yang dikenali oleh Mesin Turing adalah bahasa tanpa-pembatasan (non-restricted language), yang disebut juga himpunan terenumerasi rekursif (recursively enumerable set).

Perilaku mesin Turing bergantung pada simbol masukan yang berada pada posisi head baca/tulis dan status dari Finite Control.

Contoh: Mesin Turing M akan digunakan untuk mengenali bahasa L = {0ⁿ1ⁿ | n ³ 1}.

Contoh string di dalam L misalnya 01, 0011, 000111, 00001111, dst.

Cara kerja mesin Turing untuk mengenali bahasa L dinyatakan dengan algoritma berikut:

1. Ganti simbol ‘0’ paling kiri dengan simbol ‘X’.

2. Gerakkan head ke kanan hingga dijumpai simbol ‘1’.

3. Ganti simbol ‘1’ paling kiri dengan simbol ‘Y’

4. Gerakkan head ke kiri hingga dijumpai simbol ‘X’

5. Geser head ke kanan (akan diperoleh ‘0’ paling kiri).

6. Kembali ke langkah 1.

#Note : 1. Jika pada saat bergerak ke kanan untuk mencari ‘1’ , mesin Turing M menjumpai simbol B, maka berarti banyaknya ‘0’ lebih dari banyaknya ‘1’. Kesimpulannya, string masukan tidak dikenali.

2. Jika pada saat bergerak ke kiri M tidak menjumpai lagi ‘0’, maka M memeriksa apakah masih ada ‘1’. Bila habis maka string diterima (dikenali). Jika sebuah string diterima (dikenali), maka mesin Turing M berhenti. Untuk string yang tidak dikenali (ditolak) ada kemungkinan M tidak berhenti (looping).

Contoh 2: