Penjelasan Bioinformatika dan Bidang-bidangnya

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.

Bioinformatika ialah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasi untuk mengelola dan menganalisis informasi hayati. Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, dan informatika untuk memecahkan masalah-masalah biologi, terutama yang terkait dengan penggunaan sekuens DNA dan asam amino. Contoh topik utama bidang ini meliputi pangkalan data untuk mengelola informasi hayati, penyejajaran sekuens (sequence alignment), prediksi struktur untuk meramalkan struktur protein atau pun struktur sekunder RNA, analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen

Sejarah Bionformatika

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.

Kemajuan teknik biologi molekular dalam mengungkap sekuens biologis dari protein (sejak awal 1950-an) dan asam nukleat (sejak 1960-an) mengawali perkembangan basis data dan teknik analisis sekuens biologis. Basis data sekuens protein mulai dikembangkan pada tahun 1960-an di Amerika Serikat, sementara basis data sekuens DNA dikembangkan pada akhir 1970-an di Amerika Serikat dan Jerman (pada European Molecular Biology Laboratory, Laboratorium Biologi Molekular Eropa). Penemuan teknik sekuensing DNA yang lebih cepat pada pertengahan 1970-an menjadi landasan terjadinya ledakan jumlah sekuens DNA yang berhasil diungkapkan pada 1980-an dan 1990-an, menjadi salah satu pembuka jalan bagi proyek-proyek pengungkapan genom, meningkatkan kebutuhan akan pengelolaan dan analisis sekuens, dan pada akhirnya menyebabkan lahirnya bioinformatika.

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.

Bidang-bidang yang terkait dengan Bioinformatika

1. Bioinformatika dalam bidang klinis

Perananan Bioinformatika dalam bidang klinis ini sering juga disebut sebagai informatika klinis (clinical informatics). Aplikasi dari clinical informatics ini adalah berbentuk manajemen data-data klinis dari pasien melalui Electrical Medical Record (EMR) yang dikembangkan oleh Clement J. McDonald dari Indiana University School of Medicine pada tahun 1972 [5]. McDonald pertama kali mengaplikasikan EMR pada 33 orang pasien penyakit gula (diabetes). Sekarang EMR ini telah diaplikasikan pada berbagai penyakit. Data yang disimpan meliputi data analisa diagnosa laboratorium, hasil konsultasi dan saran, foto ronsen, ukuran detak jantung, dll. Dengan data ini dokter akan bisa menentukan obat yang sesuai dengan kondisi pasien tertentu. Lebih jauh lagi, dengan dibacanya genom manusia, akan memungkinkan untuk mengetahui penyakit genetik seseorang, sehingga personal care terhadap pasien menjadi lebih akurat.

2. 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). Kemungkinan penggunaan TI untuk merencanakan secara cerdas dan dengan mengotomatiskan proses-proses yang terkait dengan sintesis kimiawi dari komponenkomponen pengobatan merupakan suatu prospek yang sangat menarik bagi ahli kimia dan ahli biokimia.

3. Mathematical Biology

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

Menurut Alex Kasman [KASMAN2004] Secara umum mathematical biology melingkupi semua ketertarikan teoritis yang tidak perlu merupakan sesuatu yang beralgoritma, dan tidak perlu dalam bentuk molekul, dan tidak perlu berguna dalam menganalisis data yang terkumpul.

4. 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. Secara logis tentu saja mungkin untuk membandingkan genom-genom dengan membandingkan kurang lebih suatu himpunan bagian dari gen di dalam genom yang representatif.

5. Computational Biology

Computational biology merupakan bagian dari Bioinformatika (dalam arti yang paling luas) 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.

Sumber:

http://fatchiyah.lecture.ub.ac.id/teaching-responsibility/bioinformatics/whats-bioinformatics/

http://adit2602.blogspot.com/2013/06/bioinformatikan-dan-beberapa-bidangnya.html

http://ceritabergie.blogspot.com/2012/04/bioinformatika-dan-bidang-bidangnya.html

http://andri102.wordpress.com/bioinformatika/

Komputasi Paralel

Komputasi paralel (Parallel Processing) adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.

Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi. Tidak berarti dengan mesin paralel semua program yang dijalankan diatasnya otomatis akan diolah secara parallel. 

Di dalam komputasi parallel ada yang dinamakan dengan pemrograman parallel. Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan (komputasi paralel), baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU. Bila komputer yang digunakan secara bersamaan tersebut dilakukan oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam suatu jaringan komputer lebih sering istilah yang digunakan adalah sistem terdistribusi (distributed computing).

Yang perlu diingat adalah komputasi paralel berbeda dengan multitasking. Pengertian multitasking adalah komputer dengan processor tunggal mengeksekusi beberapa tugas secara bersamaan. Walaupun beberapa orang yang bergelut di bidang sistem operasi beranggapan bahwa komputer tunggal tidak bisa melakukan beberapa pekerjaan sekaligus, melainkan proses penjadwalan yang berlakukan pada sistem operasi membuat komputer seperti mengerjakan tugas secara bersamaan. Sedangkan komputasi paralel sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa komputasi paralel menggunakan beberapa processor atau komputer.

Untuk lebih memperjelas lebih dalam mengenai perbedaan komputasi tunggal (menggunakan 1 processor) dengan komputasi paralel (menggunakan beberapa processor), maka kita harus mengetahui terlebih dahulu pengertian mengenai model dari komputasi. Ada 4 model komputasi yang digunakan, yaitu:

·                     SIMD

·                     SIMD

·                     MISD

·                     MIMD

SISD

Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa dikatakan sebagai model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.

SIMD

Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda. Sebagai contoh kita ingin mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100 angka, dan kita menggunakan 5 processor. Pada setiap processor kita menggunakan algoritma atau perintah yang sama, namun data yang diproses berbeda. Misalnya processor 1 mengolah data dari deretan / urutan pertama hingga urutan ke 20, processor 2 mengolah data dari urutan 21 sampai urutan 40, begitu pun untuk processor-processor yang lain. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU).

MISD

Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD. Untuk contoh, kita bisa menggunakan kasus yang sama pada contoh model SIMD namun cara penyelesaian yang berbeda. Pada MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga, keempat dan kelima sama-sama mengolah data dari urutan 1-100, namun algoritma yang digunakan untuk teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai saat ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD

MIMD

Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.

Hubungan komputasi modern dengan parallel processing adalah komputasi modern dapat dimaksimalkan dengan menggunakan parallel processing agar mempercepat pemrosesan data sehingga data dapat diproses dalam waktu yang bersamaan. Hingga saat ini komputasi modern dengan menggunakan parallel processing sudah banyak diterapkan oleh beberapa institusi baik dalam negeri maupun luar negeri.

Sumber:

http://bagusonthespot.blogspot.com/2012/04/parallel-processing.html

http://nazaruddin.blog.unigha.ac.id/2013/08/24/pengertian-komputasi-paralel/#more-190

http://derrysd.wordpress.com/2014/04/30/hubungan-antara-komputasi-modern-dengan-parallel-processing/

Penjelasan Mengenai Komputasi Modern

Hampir sebagian besar orang mengetahui apa itu komputer, lain hal nya dengan komputasi. Komputasi sendiri merupakan suatu cara yang dapat digunakan untuk menemukan sebuah solusi dari data yang telah kita input dengan menggunakan algoritma. Dan ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (atau dalam hal ini sains). Dalam penggunaan praktisnya, 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.

Sebelum kita masuk pada alat komputasi yang ada pada saat ini, ada lebih baiknya kita melihat contoh komputasi zaman dahulu. Hal ini dapat membantu kita untuk melihat perkembangan komputasi dari generasi ke generasi. Sebagai contoh, dahulu alat komputasi paling kuno adalah kertas, potlot dan karet penghapus. dari ketiga benda tersebut, orang melakukan proses-proses komputasi yang mudah hingga yang rumit dengan tiga benda sederhana ini. Akan tetapi, dengan munculnya alat-alat komputasi yang tersusun dari komponen-komponen elektro; seperti kalkulator dan mesin hitung lainnya, hal-hal komputasi yang rumit akan menjadi lebih sederhana dan memudahkan kita dalam mengerjakan suatu proses perhitungan.

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

Definisi Komputasi Modern

Komputasi modern terdiri dari dua kata yaitu komputasi dan modern,  dimana komputasi dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan permasalahan dari data input dengan suatu algoritma sedangkan modern ini mengungkapkan tentang teknologi masa kini. Maka dapat di simpulkan Komputasi modern merupakan perhitungan yang menggunakan computer canggih dimana pada computer tersebut tersimpan sejumlah algoritma untuk menyelesaikan masalah perhitungan secara efektif dan efisien.

Selain itu, komputasi modern mempunyai banyak fungsi guna memecahkan berbagai masalah seperti untuk menghitung:

·         Akurasi (bit, floating point)

·         Kecepatan (dalam satuanHz)

·         Problem volume besar (paralel)

·         Modeling (NN dan GA)

·         Kompleksitas (menggunakan Teori Bog O)

Komputasi modern mempunyai karakteristik komputasi modern yang terdiri atas 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.

Sejarah Komputasi modern

Awal mula tercetusnya komputasi modern adalah dari pemikiran seorang yang bernama John Von Neumann (1903-1957). Ilmuwan yang lahir dengan nama Neumann Janos meletakan dasar-dasar komputasi modern. 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

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Mungkin Selama bertahun-tahun yang lalu, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer. Itulah yang berkembang dari bidang komputasi modern. Penggunaan komputer sebagai media utama dalam komputasi sudah semakin meluas. Pada intinya, perkembangan komputasi modern/komputasi saat ini lebih menerapkan pada proses pemecahan suatu masalah perhitungan dengan menggunakan algortima yang dilakukan pada sebuah komputer. Komputasi modern digunakan untuk memecahkan masalah yang ada, contoh perhitungan komputasi modern yaitu seperti: Akurasi (bit, floating point), Kecepatan (dalam satuanHz), Problem volume besar (paralel), Modeling (NN dan GA), Kompleksitas (menggunakan Teori Bog O).

Secara pribadi, penerapan komputasi modern saat ini hanya terbatas pada pemecahan masalah algoritma. Bagaimana mencari sebuah kompleksitas, membandingkan kompleksitas untuk beberapa bahasa pemrograman, dst. Kesimpulannya, komputasi modern memiliki banyak sekali manfaat dan perkembangannya pun cukup cepat dalam segala bidang.

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.

Sumber:

http://hikarunamie.wordpress.com/2011/06/03/penjelasan-singkat-komputasi-modern/

http://rezabudiryanzah.blogspot.com/2012/03/komputasi-modern-sejarahnya-dan-macam.html

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

DROPBOX INC Komputasi Modern Dengan Menggunakan Cloud Computing

Komputasi Modern merupakan sebuah sistem yang akan menyelesaikan masalah matematis menggunakan komputer dengan cara menyusun algoritma yang dapat dimengerti oleh komputer yang berguna untuk menyelesaikan suatu masalah.  Dalam komputasi modern terdapat perhitungan dan pencarian solusi dari masalah. Perhitungan dari komputasi modern adalah akurasi, kecepatan, problem, volume dan besar kompleksitas.

Jenis-jenis komputasi modern :

1. Mobile computing

2. Grid computing

3. Cloud computing

Setelah pengertian dan jenis-jenis tentang komputasi modern di atas, pada penulisan blog ini saya akan membahas penerapan komputasi modern di bidang cloud computing. Berikut ini pengertian lebih jelas apa itu cloud computing.

Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi. Abstraksi. Yang terlihat adalah sebuah interface, yakni yang menerima masukan dan memberikan output. Cloud menerapkan konsep abstraksi dalam lingkungan komputasi fisik, dengan menyembunyikan proses yang benar dari pengguna. Dalam lingkungan komputasi awan, data bisa berada pada beberapa server, rincian koneksi jaringan yang tersembunyi dan pengguna tidak ada yang tahu. Bahkan, komputer awan awan dinamakan demikian karena sering digunakan untuk menggambarkan pengetahuan eksak tentang pekerjaan batin. Cloud komputasi berat berasal dari paradigma Unix memiliki beberapa elemen, masing-masing yang sangat baik pada satu tugas tertentu, daripada memiliki satu elemen besar yang tidak baik.

Setelah penjelasan di atas mengenai cloud computing, Disini saya akan mengambil perusahaan Dropbox Inc sebagai contoh perusahaan yang menggunakan penerapan Komputasi Modern dengan menggunakan cloud computing.

DROPBOX INC

Dropbox adalah layanan penyedia data berbasis web yang dioperasikan oleh Dropbox, Inc. Dropbox didirikan pada tahun 2007 oleh lulusan Massachusetts Institute of Technology (MIT) Drew Houston dan Arash Ferdowsi dengan modal awal yang didapat dari Y Combinator.

Dropbox menyediakan layanan baik gratis ataupun berbayar, masing-masing dengan keuntungan yang bervariasi. Pada tahun 2011 Dropbox juga meluncurkan "Dropbox for Teams", sebuah layanan dari Dropbox yang dikhususkan untuk kelompok bisnis atau kelompok lainnya yang membutuhkan layanan untuk mengendalikan administrasi, tagihan yang terpusat, dan lain sebagainya. "Dropbox for Teams" tetap tersedia di situs web, namun harga yang ditawarkan berbeda dengan layanan Dropbox lainnya.

Dropbox memungkinkan pengguna untuk membuat folder khusus pada setiap komputer mereka, yang kemudian Dropbox mensinkronisasikan sehingga tampaknya menjadi folder yang sama (dengan isi yang sama) terlepas dari komputer yang digunakan untuk melihatnya. File yang ditempatkan dalam folder ini juga dapat diakses melalui situs web dan ponsel aplikasi.

Dropbox menyediakan perangkat lunak klien untuk Microsoft Windows, Mac OS X, Linux, Android, iOS, BlackBerry OS dan browser web, serta Port resmi untuk Symbian, Windows Phone dan MeeGo.

Website Dropbox

Di website tersebut, kita bisa membuat / registrasi account. Di sini juga dapat meng-unduh (mendownload) aplikasi dropbox yang dapat diperoleh untuk komputer pribadi, ataupun smartphone.

 

Tempat penyimpanan pada komputer pribadi

Jika sudah mempunyai account dan meng-install aplikasi kedalam komputer pribadi atau smartphone, seperti contoh gambar dibawah ini, aplikasi yang di install di komputer pribadi, maka akan terdapat folder dropbox yang terdapat file-file yang telah kita simpan.

 

Tempat penyimpanan (storage) pada website Dropbox

Gambar dibawah ini adalah tampilan dalam dropbox, jika sudah mempunyai account. Pada website, komputer pribadi maupun smartphone sudah terintegrasi atau tersinkron.

Untuk mengetahui lebih jelas lagi apa itu dropbox, silahkan buka website www.dropbox.com, daftarkan data diri anda  dan dapatkan gratis 2gb untuk penyimpanan via dropbox.

Sumber:

http://belajar-pemrograman2.blogspot.com/2013/03/komputasi-modern.html

http://bctask.blogspot.com/2013/03/dropbox-inc-pengantar-komputasi-modern.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Dropbox

https://www.dropbox.com/home