Selasa, 14 Mei 2013

Parallel Computing


Monte Carlo Simulation


Monte Carlo Simulation ……???? Apaan tuh ????
Pasti penemunya si Monte Carlo ………!!!!! :D

Biasanya dalam bidang sains dan teknologi, sebuah penemuan diberi nama sesuai dengan penemunya, contoh: Bilangan Avogadro (oleh Amedeo Avogadro), Mesin diesel (oleh Rudolf Diesel), Konstanta Planck (oleh Max Planck), dan lain-lain. Itulah sebabnya kenapa saya pikir monte carlo simulation merupakan simulasi yang dilahirkan dari seseorang bernama Monte Carlo...hehehe....Namun ternyata saya salah X_X.
Ternyata usut punya usut dalam sejarahnya, istilah ’monte carlo’ pertama kali diperkenalkan pada tahun 1997 oleh Compte de Buffon. OOOOO..... Si Compte de Buffon toh ... hihihi :D
Jadi sejarahnya, sistem simulasi monte carlo ini pertama kali  mulai digunakan saat Perang Dunia II saat masa pengembangan bom atom yang merupakan nama kode dari simulasi nuclear fission. S.ulam dan J.von neumann lah yang memperkenalkannya secara nyata kala itu.

Compte de Buffon

Dalam perkembangannya, simulasi monte carlo dikenal dengan istilah Sampling Simulation atau Monte Carlo Sampling Technique. Simulasi ini menggunakan data sampling yang udah ada dan udah diketahui distribusi datanya.

Apabila suatu sistem mengandung unsur elemen yang mempunyai faktor kemungkinan x, maka model yang digunakan adalah model monte carlo. Mengapa saya bisa bilang begitu ??? Karena simulasi monte carlo merupakan model yang digunakan untuk  mensimulasikan keadaan suatu sistem yang memiliki ketidakpastian. Nilai rata-rata harapan dari sistem tersebut dapat diperkirakan melalui serangkaian percobaan/eksperimen yang nantinya akan dicoba.

Apa ya dasar dari simulasi monte carlo???

Dasar dari simulasi monte carlo ini adalah percobaan elemen kemungkinan dengan ngelibatin semua penggunaan angka random (acak) untuk memodelkan sistemnya. Angka random ini ternyata berbeda-beda, tapi harus tetap sesuai dengan distribusi probabilitas yang bersangkutan. Dalam simulasi monte carlo, waktu tidak berperan secara substansif. Jadi bisa dibilang sistem pada simulasi monte carlo ini merupakan model yang statis.

Metode pada simulasi monte carlo terbagi dalam 5 tahapan, Apa aja ya???????
Cekidot ..............
  1. Membuat distribusi kemungkinan.
  2. Membuat distribusi kemungkinan kumulatif (beda loh dari tahapan yang pertama)
  3. Menentukan batas angka random.
  4. Membuat angka randomnya .
  5. Membuat simulasi dari rangkaian eksperimen dengan mengambil angka random yang udah ada.

Demikian sekilas artikel tentang Monte Casrlo Simulation....semoga bermanfaat dan bisa
nambah pengetahuan yah :D

Referensi :

  1. novtani.wordpress.com/2012/06/01/permodelan-dan-simulasi-monte-carlo/
  2. staff.blog.ui.ac.id/komarudin74/2012/02/28/penjual-pepaya-dan-simulasi-monte-carlo/
  3. sutanto.staff.uns.ac.id/files/2009/03/model-simulasi-monte-carlo.pdf

Pengantar Komputasi Modern

Perkembangan Komputasi Modern


Komputasi ????????????????????
Pertama kali mendengar kata komputasi satu hal yang langsung terlintas di pikiran saya yaitu komputer.
Walaupun menurut per suku kata terdapat kemiripin antara komputasi dengan komputer, tetapi menurut pengertiannya sama atau nggak ya ????
Berhubung saya juga penasaran, yuk coba simak perbedaan keduanya …

Menurut hasil penusuran yang saya dapet nih, komputasi itu dapat diartikan sebagai  cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Komputasi itu sendiri merupakan suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Sedangkan komputer dapat diartikan sebagai suatu mesin komputasi era modern saat ini yang terdiri dari suatu perangkat elektronika, yang dapat menerima dan mengolah data menjadi informasi. Ternyata setelah tau definisi masing-masing, cukup jelas ya dimana letak perbedaannya antara komputasi dengan komputer. Komputasi merupakan cara pemecahan masalahnya, sedangkan komputer merupakan alat atau mesin komputasinya …

Dari definisi diatas dapat kita ambik kesimpulan bahwa komputasi modern   dapat diartikan sebagai suatu pemecahan masalah berdasarkan suatu inputan dengan menggunakan algoritma dimana penerapannya menggunakan berbagai teknologi yang telah berkembang seperti komputer.

Bicara soal perkembangan komputasi, banyak hal yang berubah dari generasi ke generasi.
Apa sih maksudnya? Begini…supaya lebih jelas contoh simpelnya seperti ini. Dahulu alat komputasi paling sederhana yang kita tau adalah kertas, batu-batuan dan lain-lain yang sifatnya berwujud benda. Dahulu untuk melakukan sebuah perhitungan kita menggunakan alat atau benda-benda itu untuk memudahkan kita dalam perhitungannya. Namun seiring dengan perkembangan komputasi, seseorang dapat dengan mudah melakukan perhitungan bilangan berapapun hanya dengan sebuah kalkulator. Dari contoh ini bisa kita ambil kesimpulan bahwa perkembangan dari komputasi memudahkan kita dalam mengerjakan suatu proses yang rumit menjadi sederhana.

# Sejarah Komputasi Modern

Menurut sejarahnya, jadi  komputasi itu bermula pada tahun  1926  dari seseorang ilmuan Hungaria ternama di bidang teknologi,  John Von Neumann.




Von Neumann adalah seorang ilmuan yang belajar di 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 inilah,  Von Neumann melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan komputasi modern dalam bidang teori game,  yang kemudian melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam matematika ternyata sudah  terlihat sejak kecil.  Von Neumann kecil mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit. Von Neumann sempat mengajar di Berlin dan Hamburg lalu kemudian pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas Princeton serta menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced Studies. 
Rasa penasaran dan ketertarikannya pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier membuat Von Neumann kemudian beralih ke 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. 
Seiring perkrmbangan dari generasi ke generasi, komputasi modern semakin memberikan kemudahan dalam mencari solusi pemecahan dari masalah yang ada. Yang menjadi perhitungan dari komputasi modern adalah :

1. Akurasi (bit, Floating poin).
2. Kecepatan (Dalam satuan Hz).
3. Problem volume besar (paralel)
4. Modeling (NN dan GA).
5. Kompleksitas (Menggunakan teori Big O).
Seiring dengan berkembangnya komputasi, tentunya akan terus berpengaruh terhadap kecanggihan penggunaan hardware dan software yang digunakan untuk komputasi tersebut.


# Perkembangan Komputasi Modern Terkini dalam Bidang Ilmu Bioinformatika

Bioinfortmatika menurut asal katanya yaitu bio dan informatika. Jadi bioinformatika ini merupakan gabungan antara ilmu biologi dan ilmu teknik informasi (TI)
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 keseluruhan bidang ilmu tersebut saling menunjang dan saling bermanfaat.
Ilmu bioinformatika lahir atas insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkan Artificial Intelligence(AI). Mereka berpikir bahwa semua gejala yang timbul di alamm semesta ini bisa di buat secara artificial melalui simulasi dari gejala-gejala tersebut. Untuk mewujudkan hal ini diperlukan data-data yang yang menjadi kunci 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 dari Bioinformatika itu sendiri adalah program software yang didukung oleh kesediaan internet.


# Cabang ilmu Bioinformatika

Bioinformatika itu sendiri saat ini membawahi beberapa cabang ilmu, diantaranya :

1.    Biophysics
Biophysics adalah sebuah bidang ilmu 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 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.


Referensi :