Pengetahuan Dasar Computational Thinking

A. Pengetahuan Dasar Computational Thinking.

      Computational Thinking (CT) sebagai sebuah kemampuan berpikir untuk menyelesaikan suatu permasalahan secara menyeluruh,logis,dan teratur.Metode inti dalam Computational thinking dikategorikan menjadi decomposition untuk memecah masalah yang lebih kecil (sederhana),pattern recognition untuk mencari/menemukan pola/kesamaan antar masalah maupun dalam masalah tersebut,abstraction yang fokus pada penggunaan informasi penting saja dan mengabaikan detail yang kurang relevan,serta algorithms untuk membangun langkah-langkah solusi terhadap masalah yang terjadi.

1. Sejarah Komputasi Modern.

      Komputasi modern merupakan sebuah sistem yang menjalankan intruksi – intruksi dan menyimpannya ke dalam suatu memory, memory yang dimaksud adalah memori dari memori komputer. Pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama kali dibuat oleh John Von Neumann (1903 – 1957), beliau seorang ilmuan yang meletakkan dasar – dasar dari komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar sejak abad 21. Von Neumann memberikan berbagai ilmu mengenai bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya – karyanya. Von Neumann pernah terlibat dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.

2. Klasifikasi Komputasi Modern.

       Komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut 

   1. Mobile Computing.

       Mobile Computing adalah sebuah perangkat atau teknologi canggih yang dikenal sebagai mobile computer (portable computer) yang dapat melakukan komunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel (nirkabel). Dengan mobile computing tidak hanya informasi yang dapat diakses dengan mudah dari manapun dan kapanpun, tetapi informasi juga akan disimpan dalam infrastruktur yang juga bisa memberikan layanan penyimpanan yang dapat terjangkau dari manapun dan dalam waktu apapun. 

    2. Grid Computing.

         Grid Computing Adalah sistem sumber komputer yang terdistribusi, di mana dalam jaringan dapat mengerjakan permasalahan besar dan kompleks. Setiap komputer, bekerja di bawah protokol yang sama untuk dapat berperan sebagai super komputer virtual, yang dapat berbagi sumber daya.

Komputer harus terhubung dengan perangkat fisik melalui jaringan lokal atau internet dan Software yang mendukung untuk berkomunikasi antar perangkat, di mana administrator mengakses, mengendalikan sumber daya komputer di tiga tempat yang berbeda dengan rumusan pusat yang sama.

     3. Cloud Computing.

          Cloud Computing adalah cara penggunaan sumber daya komputer berdasarkan bisnis model sewa atau bayar sesuai dengan pemakaian,tanpa pengelolaan aktif langsung pengguna.Secara teknologi, Cloud Computing memanfaatkan kumpulan komputer-komputer besar yang terpusat di data center dan dioperasikan oleh perusahaan cloud service provider.Sumber daya ini di akses melalui jaringan internet dan dipergunakan untuk menyimpan, mengelola dan memproses data.

  3. Persoalan Akurasi Dalam Komputasi Modern.

    Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima instruksi-instruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory yang dimaksud adalah dapat berupa memory komputer. Oleh karena pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada.

      a. Kecepatan (Hz)

           Hertz (simbol: Hz) adalah unit SI untuk frekuensi. Kata Hertz dipilih untuk menghargai jasa Heinrich Rudolf Hertz atas kontribusinya dalam bidang elektromagnetisme.

                     Hertz

Sistem Unit        Satuan turunan SI

Satuan dari        Frekuensi

Simbol                Hz

Dinamai dari     Heinrich Hertz 

       b. Akurasi (big, floating point)

             Akurasi tentu merupakan masalah yang paling penting dalam memecahkan masalah. Karena itu pada komputasi modern dilakukan perhitungan bagaimana bisa menghasilkan suatu jawaban yang akurat dari sebuah masalah. Tentu kita pernah mendengar tipe data floating point yang biasa digunakan untuk menyimpan data numerik dalam bentuk pecahan. Tipe data tersebut memiliki range penyimpanan numerik yang besar, sehingga dapat digunakan oleh komputer untuk melakukan komputasi yang akurat          

      c.Problem Volume Besar (Down Sizzing atau paralel)

           Data yang besar tentu membutuhkan suatu cara penyelesaian yang khusus. Karena data yang besar dapat menjadi masalah jika ada yang terlewatkan. Oleh karena itu digunakan metode Down Sizzing atau paralel pada komputasi modern untuk menangani masalah volume yang besar. Dengan metode ini data yang besar diparalelkan dalam pengolahannya sehigga dapat diorganisir dengan baik.

        d. Modeling ( NN & GA )

              Modeling merupakan suatu hal yang penting dalam melakukan suatu perhitungan yang rumit. Bayangkan saja jika kita dihadapi dalam suatu masalah perhitungan yang banyak dan kompleks, tetapi tidak ada model matematika yang kita miliki. Perhitungan akan berjalan berantakan dan tidak akan mendapatkan hasil yang akurat. Maka dari itu komputasi modern membutuhkan modeling sebelum melakukan perhitungan.

   e. Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

        Komputasi modern dirancang untuk menangani masalah yang kompleks, sehingga diterapkan pada komputer. Dengan menggunakan teori Big O, maka komputasi modern dapat melakukan perhitungan untuk memecahkan masalah kompleksitas yang kerap dihadapi.

4. Tujuan Dan Hambatan Komputasi Paralel.

        Bertujuan untuk mempersingkat waktu eksekusi program yang menggunakan komputasi serial. Beberapa alasan menggunakan komputasi parallel antara lain :

1. Mengatasi permasalahan yang besar, terkadang sumber daya komputasi yang ada belum cukup mampu untuk mendukung penyelesaian dari masalah tersebut.

2. Terdapat sumber daya non-lokal yang dapat digunakan memlalui internet atau jaringan.

3. Menghemat biaya penyediaan hardware, menggunakan beberapa mesin yang murah sebagai alternative dengan menggunakan satu mesin tapi bagus dan mahal, walaupun memakai n buah untuk prosessor.

4. Keterbatasan kepasistas memori pada mesin untuk komputasi serial.

    Hambatan Komputasi Paralel.

        Sebagai solusi untuk menyingkat waktu yang dibutuhkan guna mengeksekusi program mempunyai beberapa hambatan. Diantara hambatan nya antara lain :

1. Hukum Amdahl : tidak akan pernah mencapai kesempurnaan dalam percepatan waktu ekesekusi program dengan komputasi parallel, sebab selalu ada bagian program yang harus dieksekusi secara serial.

2. Hambatan akibat beban jaringan : masalah ini muncul karena ketika suatu task membutuhkan data dari task lainnya. Dikirim melalui jaringan dimana kecepatan transfer data kurang dari kecepatan prosesor yang mengeksekusi, ini lah penyebab task harus menunggu hingga data sampai terlebih dahulu, sebelum mengeksekusi.

3. Hambatan yang mengenai dengan beban waktu untuk inisiasi task, terminasi.

  5.Arsitektur Memori pada Komputer Paralel. 

Pada komputer paralel, arsitektur memori diklasifikasikan menjadi tiga kategori antara lain:

1. Shared Memory

Pada arsitektur jenis ini, prosesor dapat mengakses semua memori sebagai space alamat global. Shared momory dibagi menjadi dua kelas yaitu UMA (Uniform Memory Access) dan NUMA (Non-Uniform Memory Access).

2. Distributed Memory

Arsitektur jenis ini prosesornya mempunyai memori lokal sendiri, sehingga inter-prosesor memori membutuhkan networking.

3. Hybrid distributed-shared memory

Arsitektur ini menggabungkan tipe shared dan distributed.

UMA sendiri merupakan kelas dari shared memory dengan karakteristik semua prosesor dapat mengakses semua memori sebagai ruang alamat global. Multiprosesor pada jenis ini dapat beroperasi secara independen namun dapat saling berbagi memori. Karena hal tersebut membawa dampak perubahan di lokasi memori oleh satu prosesor dapat dilihat oleh prosesor yang lainnya (yang terhubung ke memori yang sama). Prosesor pada model UMA ini, mempunyai akses dan waktu akses yang sama ke mori di setiap prosesornya. Cache coheren menjadi problem utama pada model ini dikarenakan jika suatu prosesor update suatu lokasi di memori, semua prosesor mengetahui update tersebut, sehingga koherensi dilakukan di level hardware.

NUMA memiliki karakteristik prosesor memiliki bank alamat memori sendiri, sehingga prosesor dapat mengakses memori lokal dengan cepat, sedangkan untuk memori remote lebih lambat. Pengaksesan pada data lokal dapat meningkatkan throughput memori pada jenis arsitektur ini. Sseringkali model ini digunakan untuk menghubungkan secara fisik dua atau lebih SMP, satu SMP dapat mengakses memori secara langsung ke SMP yang lainnya. Berbeda dengan tipe UMA, pada NUMA tidak semua prosesor mempunyai waktu akses yang sama ke memori. NUMA memiliki kelemahan yaitu akses memori lewat bus interconnect lebih lambat karena berada diluar jalur lokalnya.

Bila disimpulkan secara keseluruhan dua tipe pada jenis Shared Memory bahwa space alamat memori global menyediakan perspektif pemrograman user-friendly ke memori, selain itu sharing data antar task cepat dan uniform karena dekatnya memori ke CPU. Namun apabila dilihat dari kelemahan pada bangunan arsitektur ini adalah tidak scalable artinya menambah CPU dapat meningkatkan trafik di jalur shared memory--CPU. Kelemahan yang lainnya adalah programmer bertanggungjawab untuk sinkronisasi yang memastikan akses yang tepat ke memori global. Tentunya hal ini akan berdampak semakin kompleks dan mahal seiring semakin bertambahnya jumlah prosesor.

 6. Realisasi dan Dampak Komputasi Modern

Laju perkembangan teknologi saat ini sangatlah cepat. Hampir sebagian besar masyarakat dunia menikmati hidup yang serba mudah dengan bantuan alat dan teknologi yang canggih. Jika dulu pekerjaan dilakukan dengan cara yang konvensional/tradisional, maka sekarang hampir semua pekerjaan dilakukan dengan cara yang modern. Komputasi modern sudah masuk sebagai bagian dari kehidupan manusia sehari-hari. Hal ini membuat para industri teknologi terus berinovasi menghadirkan berbagai alat canggih untuk membantu aktifitas manusia. Komputasi modern terus berkembang dengan pesat dalam berbagai bidang, diantaranya :

1. Kesehatan

2. Keamanan

3. Industri

4. Pemerintahan

5. Perbankan

6. pertanian dan

7. sains

Dari hari ke hari, komputasi modern terus dikembangkan dengan berbagai inovasi baru. Perkembangan yang sangat dirasakan pada saat ini adalah perkembangan smartphone. Jika dulu kita mengenal alat komunikasi berupa telepon rumah menggunakan kabel, maka saat ini masyarakat dunia tengah dimanjakan dengan kehadiran telepon pintar yang lebih dikenal dengan sebutan smartphone. Apapun dapat dilakukan dengan satu sentuhan menggunakan smartphone dalam genggaman kita.

Para produsen smartphone terus berlomba dan mengembangkan ide mereka untuk menghadirkan teknologi canggih kedalam fitur smartphone yang akan mereka buat. Namun dalam hal apapun selalu ada sisi positif dan sisi negatifnya. Berikut ini akan dijelaskan sisi positif dan negatif smartphone dalam kehidupan sehari-hari.

Dampak Positif

Smartphone memudahkan penggunanya untuk mendapatkan informasi lebih mudah dan cepat. Para pengguna smartphone dapat berbagi dan mengakses berbagai informasi dimanapun mereka berada.

Kehadiran smartphone membuat para inovator terus mengembangkan ide untuk menambahkan berbagai fitur canggih yang dapat membantu aktifitas manusia dalam berbagai bidang. Saat ini, smartphone sangat membantu kita dalam berbagai hal diantaranya untuk mengetahui keadaan kesehatan dengan menggunakan aplikasi yang diunduh kedalam smartphone, melakukan transaksi bank melalui e-banking dan mobile banking, berbelanja online, bermain game, membaca buku, dan lain sebagainya hanya dengan sentuhan tangan.

Dalam bidang kesehatan, smartphone telah dimanfaatkan untuk mengontrol kesehatan penggunanya. Beberapa aplikasi dapat diunduh untuk mengecek kesehatan, dan salah satunya adalah aplikasi Calorie Counter. Aplikasi ini berguna untuk menjaga berat badan Anda, aplikasi ini juga bisa digunakan untuk membantu Anda dalam melakukan diet. Beberapa fitur di dalamnya seperti buku harian makanan yang di dalamnya terdapat jadwal makan dan jenis makanan yang harus Anda konsumsi. Tidak hanya itu, aplikasi ini juga menyediakan kalender diet dan penghitungan kalori yang telah terbakar setelah Anda melakukan olahraga. Selain aplikasi tersebut, baru-baru ini smartphone juga dapat digunakan sebagai alat USG dengan menggunakan input device tambahan dan aplikasi yang dapat diunduh kedalam smartphone. Dan selain contoh tersebut masih banyak lagi aplikasi yang dapat diunduh kedalam smartphone untuk membantu untuk mengetahui keadaan kesehatan kita.

Dampak Negatif

1. Smartphone memiliki pengaruh negatif terhadap kesehatan penggunanya. Memiliki telepon seluler pintar semacam smartphone memang menyenangkan. Tak hanyamenghibur, tapi juga bermanfaat untuk pekerjaan. Tak heran jika jumlah penggunanya terus meningkat di seluruh dunia. Namun, perangkat canggih itu ternyata menyimpan sejumlah efek buruk yang dapat mengganggu kesehatan penggunanya.

2. Membuat ketagihan. perangkat telepon seluler pintar ini begitu mudah membuat pemiliknya merasakecanduan. Studi Rutgers University pada 2006 menyimpulkan, smartphone dan perangkat serupa memicu kenaikan penggunaan internet yang cukup signifikan, namun berdampak buruk bagi kesehatan mental.

3. Mengganggu tidur. Dengan layanan internet 24 jam, perangkat smartphone akan bergetar atau berdering setiap saat, ketika ada email dan pesan singkat masuk. Dan setiap saat pula, pengguna akan memainkan smartphone-nya, termasuk ketika sudah berada di tempat tidur. Tak jarang pula, pengguna begitu sensitif dengan getar smartphone, sehingga mudah terbangun dari tidur untuk membuka pesan yang masuk. Kebiasaan menyanding smartphone di tempat tidur inilah yang akhirnya membuat tidur tak berkualitas. Dampak selanjutnya, tentu menyerang kesehatan. Bukan rahasia lagi bahwa rendahnya kualitas tidur berdampak negatif pada kesehatan fisik dan mental. Sebuah penelitian mengungkap, pengguna smartphone yang memiliki kebiasaan memainkannya sebelum tidur rentan mengalami insomnia, sakit kepala, dan kesulitan berkonsentrasi. Penelitian yang dilakukan Uppsala University di Swedia menambahkan bahwa radiasi telepon seluler bisa mengganggu aktivitas tidur.

4. Memicu cemas. Memiliki telepon selular cerdas semacam smartphone memang menyenangkan bagisebagian orang. Dengan smartphone, aktivitas berkirim email, chatting, hingga berselancar diinternet bisa dilakukan bersamaan, kapan saja, dan di mana saja. Banyak pula yang mengandalkannya untuk urusan pekerjaan. Studi yang dilakukan MIT’s Sloan School of Management pada 2007 mengungkap, penggunaan smartphone membentuk budaya stres ditempat kerja. Fasilitas internet 24 jam yang dijagokan telepon seluler pintar itu mengacaukan waktu luang pekerja. Tugas dan hal-hal yang menyangkut pekerjaan bisa hadir kapanpun,termasuk kala sedang libur.

5. Melemahkan otak. Di bali kemudahan yang diberikan, smartphone berisiko melemahkan daya konsentrasi penggunanya. Karakternya yang mampu membuat pengguna melakukan sejumlah hal dalam waktu bersamaan (multitasking) cenderung membuat seseorang kesulitan menyerap informasi lantaran fokusnya mudah beralih dari satu hal ke hal lain. “Sebagai multitasker, otak mereka dibanjiri terlalu banyak informasi, akibatnya mereka tidak selektif lagi untuk memilah informasi yang penting dengan cepat”. Untuk itu, ia menyarankan para pengguna smartphone agar tak mengaktifkan jaringan internetnya selama 24 jam. “Buat jadwal untuk membuka email, misalnya satu jam sekali, atau dua jam sekali, Jangan menjadikan diri sebagai budak getar atau dering smartphone” ((Dr David W Goodman).

Itulah beberapa dampak negatif dan positif dari si smartphone yang kita gunakan, silahkan bagi teman-teman yang ingin menambahkan mengenai artikel ini dapat memberikan komentarnya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menjadikan kita sebagai pengguna teknologi yang bijak. Jangan sampai kita menjadi korban dari perkembangan komputasi modern yang semakin canggih. Sebaliknya kita harus menjadikan perkembangan ini sebagai kesempatan untuk mengembangkan diri dan memanfaatkannya dalam berbagai hal yang positif ~~