Penjelasan Tentang Cloud Computing, Mobile Computing, Ubiquitous Computing, Nano Science dan Grid Technology

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). Komputasi juga bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma.Komputasi merupakan suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Komputasi menggabungkan antara dua komponen ilmu yang berbeda, yaitu komputer dan matematika. Ilmu ini digunakan untuk menerapkan teori matematika ke dalam aplikasi komputer.

Munculnya ilmu komputasi tidak terlepas dari peran penting pencetus gagasan “komputasi” yakni seorang matematikawan bernama “John von Neumann” yang berasal dari Hungaria. Dia adalah pemrakarsa ilmu komputasi yang sampai saat ini dikenal banyak orang. Dia dikenal sebagai ilmuan yang memberikan kontribusi yang sangat besar dalam perkembangan ilmu sains modern saat ini, dari pengembangan dalam bidang fisika kuantum, ilmu komputer, Ilmu nuklir dan banyak lainnya. Sebagai salah seorang ilmuan komputer, dia telah berhasil menciptakan sebuah arsitektur komputer non paralel yang sampai saat ini masih banyak dipakai.

Komputasi berkembang dari masa ke masa. 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)

Komputansi modern mempunyai karakteristik 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. 

1. Cloud Computing

            Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi. Abstraksi, sebagaimana dijelaskan sebelumnya, menghapus rincian kerja yang kompleks dari visibilitas. Semua yang terlihat adalah sebuah antarmuka, yang menerima masukan dan memberikan output. Bagaimana output ini dihitung benar-benar tersembunyi.

            Sistem Cloud bekerja menggunakan internet sebagai server dalam mengolah data. Sistem ini memungkinkan pengguna untuk login ke internet yang tersambung ke program untuk menjalankan aplikasi yang dibutuhkan tanpa melakukan instalasi. Infrastruktur seperti media penyimpanan data dan juga instruksi/perintah dari pengguna disimpan secara virtual melalui jaringan internet kemudian perintah – perintah tersebut dilanjutkan ke server aplikasi. Setelah perintah diterima di server aplikasi kemudian data diproses dan pada proses final pengguna akan disajikan dengan halaman yang telah diperbaharui sesuai dengan instruksi yang diterima sebelumnya sehingga konsumen dapat merasakan manfaatnya.

            Contohnya lewat penggunaan email seperti Gmail. Data di beberapa server diintegrasikan secara global tanpa harus mendownload software untuk menggunakannya. Pengguna hanya memerlukan koneksi internet dan semua data dikelola langsung oleh Yahoo dan juga Google. Software dan juga memori atas data pengguna tidak berada di komputer tetapi terintegrasi secara langsung melalui sistem Cloud menggunakan komputer yang terhubung ke internet.

2.      MOBILE COMPUTING

Pengertian mobile computing adalah seperangkat benda atau teknologi yang memiliki teknologi secanggih yang sering disebut sebagai mobile computer (portablecomputer) dan mampu melakukan komunikasi dengan jaringan tanpa kabel (nirkabel) walaupun user atau pengguna dari alat tersebut sedang melakukan perpindahan Beberapa pengertian tentang mobile computing diantaranya :

a.       Mobile computing merupakan paradigma baru dari teknologi yang mampu melakukan komunikasi.  walaupun user melakukan perpindahan.

b.       Merupakan kemajuan teknologi komputer, sering disebut sebagai mobile computer (portable computer) yang dapat berkomunikasi dengan jaringan tanpa kabel (nirkabel).

c.       Merupakan sekumpulan peralatan(hardware), data, dan perangkat lunak aplikasi yang bermobilisasi/berpindahlokasi.

d.       Merupakan kelas tertentu dari system terdistribusi dimana beberapa node dapat melepaskan diri dari operasi terdistirbusi, bergerak bebas, dan melakukan koneksi kembali pada jaringan yang berbeda.

e.       Tidak sama dengan wireless computing.

MODEL MOBILE COMPUTING

a)       Laptop

b)      Wearable computer

c)       PDA

d)      Smart phone

e)       Carputer

f)       UMPC

  

KELEBIHAN MOBILE COMPUTING

1.            Mobilitas

Anda tidak perlu mengikat diri ke tempat tertentu. Anda dapat melakukan pekerjaan Anda saat duduk di mobil atau kereta api. Anda dapat berkomunikasi dengan orang lain sambil duduk di mana saja di dunia. Anda dapat chatting online dengan teman-teman Anda dan anggota keluarga sambil duduk di pantai. Anda dapat melakukan pekerjaan kantor Anda sambil duduk di mana saja.

2.            Keefektifan

Dengan menggunakan mobile computing, lebih banyak pekerjaan dapat diselesaikan karena fleksibilitas dalam hal tempat bekerja.

KEKURANGAN MOBILE COMPUTING

1.      Rendahnya jaringan bandwidth

Pengguna mobile dapat terhubung ke jaringan nirkabel melalui berbagai jaringan komunikasi termasuk radio nirkabel, wireless Local Area Network (LAN), nirkabel selular, satelit, dll Setiap jaringan nirkabel menyediakan kapasitas bandwidth yang berbeda. Namun, bandwidth nirkabel ini terlalu kecil dibandingkan dengan jaringan tetap seperti ATM (Asynchronous Transfer Mode) yang dapat memberikan kecepatan hingga 155Mbps.

2.      Biaya komunikasi asimetrik

Kapasitas bandwidth yang berbeda antara hilir komunikasi dan komunikasi upstream telah menciptakan sebuah lingkungan baru yang disebut Lingkungan Komunikasi asimetrik. Bahkan, ada dua situasi yang dapat mengakibatkan komunikasi asimetri, Salah satunya adalah karena kemampuan perangkat fisik. Misalnya, server memiliki pemancar siaran kuat, sedangkan klien mobile memiliki kemampuan transmisi kecil. Yang lain adalah karena pola aliran informasi dalam aplikasi. Misalnya, dalam situasi dimana jumlah server jauh lebih sedikit daripada jumlah klien, itu adalah asimetris karena ada tidak kapasitas yang cukup untuk menangani permintaan simultan dari beberapa klien.

3.      Koneksi yang lemah

Pengguna Mobile sering terputus dari jaringan. Hal ini mungkin terjadi karena beberapa alasan, termasuk kegagalan sinyal, jangkauan sinyal yang kurang luas, area blank spot, dan penghematan daya. Tetapi hal ini juga bisa menguntungkan karena modus aktif membutuhkan seribu kali power lebih besar daripada perangkat dalam kondisi standby atau mode sleep. Sinyal radio nirkabel mungkin juga akan melemah karena jarak yang jauh dari sumber sinyal dimana pengguna bergerak. 

4.      Konsumsi tenaga

Mobile computing sangat bergantung pada daya tahan baterai.

3. Ubiquitos Computing

            Ubiquitous Computing adalah metode untuk meningkatkan penggunaan komputer dengan membuat banyak komputer tersedia di seluruh lingkungan fisik, tetapi membuat mereka secara efektif terlihat oleh pengguna. Teknologi yang paling mendalam adalah mereka yang hilang. Mereka menenun sendiri ke dalam kain kehidupan sehari-hari sampai mereka bisa dibedakan dari itu. Ubiquitous Computing disebut sebagai gelombang ketiga dalam komputasi. Yang pertama adalah konsep mainframe, dimana sebuah mesin dipakai oleh banyak orang bersamaan (one computer, many people). Sekarang kita berada pada era personal computer (komputer pribadi) yaitu seseorang menggunakan masing-masing mesin yang dimilikinya (one person, one computer). Karena komputer menjadi semakin murah dan menjadi sangat lazim, selanjutnya akan datang masa Ubiquitous Computing dan menjadi era “one person, many computers”

            Terdapat 2 sifat utama dari Ubiquitous Computing yakni Ubiquity dan Transparency. Ubiquity adalah merupakan interaksi yang tidak dilakukan oleh suatu saluran melalui satu workstation. Akses ke komputer dapat dilakukan di mana saja. Sebagai contoh, di suatu kantor ada puluhan komputer, layar display, dan sebagainya dengan ukuran bervariasi mulai dari tombol seukuran jam tangan, Pads sebesar notebook, sampai papan informasi sebesar papan tulis yang semuanya terhubung ke satu jaringan. Jaringan nirkabel akan tersedia secara luas untuk mendukung akses bergerak dan akses jarak jauh. Sedangkan transparency merupakan teknologi yang tidak menganggu keberadaan pemakai, tidak terlihat dan terintegrasi dalam suatu ekologi yang mencakup perkantoran, perumahan, supermarket.

Ubiquitous computing mempunyai beberapa spesifikasi teknis sebagai berikut:

1. Terminal & user interface

Peralatan yang digunakan sebaiknya mempunyai kualitas tampilan yang bagus dan responsif terhadap input dari pemakai. Walaupun dengan ukuran display yang terbatas, penggunaanya harus intuitif dengan tampilan yang bersih menggunakan alat input yang berbeda seperti: pen, handwriting recognition dan speech recognition.

2. Peralatan yang murah

Jika kita membangun sebuah sistem dengan banyak komputer untuk satu pemakai, biaya satu komputer hendaklah tidak terlalu mahal. Meskipun komputer biasa pada umumnya relatif lebih mahal, kamputer ini tidak dapat digunakan untuk ubiquitous computing. Tidak semua komputer dalam ubiquitous computing memerlukan prosesor dan harddisk dengan spesifikasi seperti dalam komputer biasa.

3. Bandwidth tinggi

Kebutuhan lain dari ubiquitous computing adalah mempunyai bandwidth jaringan yang cukup untuk melakukan komunikasi antara peralatan-peralatan yang digunakan. Selain masalah bandwidth, ada beberapa faktor lain yang perlu dipertimbangkan berkaitan dengan transformasi data melalui jaringan, antara lain: lokasi terminal untuk mobile communication, penggunaan frekuensi yang tepat, menjaga kualitas layanan, enkripsi data, dan mengurangi gangguan-gangguan laten terhadap jaringan.

4. Sistem file tersembunyi

Ketika seorang pemakai menggunakan komputer, dia harus belajar beberapa aspek dasar tentang sistem operasi dan konsep-konsep file serta struktur direktori. Hal ini mengakibatkan pemakai akan lebih terfokus pada bagaimana informasi akan disimpan, bukan pada informasi itu sendiri. Salah satu kebutuhan ubiquitous computing adalah bahwa komputer harus tersembunyi. Komputer harus dapat “memahami” kondisi pemakai. Sebagai contoh, melalui penggunaan voice recognition atau interface lainnya yang memungkinkan pemakai melakukan akses tanpa harus mengetahui nama file tertentu, lokasi atau format file tersebut.

5. Instalasi otomatis

Ubiquitous computing harus dapat mengeliminasi kebutuhan instalasi program. Dalam sistem konvensional, seringkali diperlukan instalasi program yang dapat menimbulkan masalah, dan dalam beberapa kasus harus melibatkan pemakai. Konsep ini tidak berlaku dalam ubiquitous computing. Program harus dapat berpindah dari sebuah computer ke komputer lain tanpa harus mengubah konfigurasi dasar dalam menjalankan suatu program baru. Salah satu alternatif adalah dengan menggunakan bahasa pemrograman Java yang dapat dipindahkan ke komputerlain dengan mudah (platform-independent).

6. Personalisasi informasi

Akan lebih baik jika ubiquitous computing system dapat menjaga agar informasi yang tersedia dapat digunakan sesuai kebutuhan pemakai. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, salah satu pendekatan yang dapat dilakukan adalah setiap kali ada seseorang yang baru bergabung dalam sebuah komunitas, profil pribadi orang tersebut harus ditambahkan ke setiap peralatan yang ada.

7. Privasi

Salah satu masalah yang paling penting dalam ubiquitous computing adalah resiko privasi yang serius. Sistem ini dapat menyimpan data-data pemakai dan lokasinya yang mungkin dapat diakses oleh pemakai lain. Teknologi jaringan yang baru seperti infra merah atau komunikasi radio nir kabel menggunakan enkripsi untuk menjaga keamanan data.

Contoh Ubiquitous Computing 

1.                Handphone

2.                Elearning

3.                Mobil 

4.                Kulkas

4.      NANO SCIENCE

Nanotechnology (teknologi nano) adalah ilmu (science) untuk membuat mesin-mesin yang berukuran sangat kecil, dalam level molekul. Nama ini diperoleh dari kata {nanometer} yang berarti sepermilyar meter (10 pangkat minus 9), yaitu ukuran dari mesin-mesin ini.

Technology nano kadang juga disebut sebuah rekayasa pada tingkatan molekuler, merupakan area multidisiplin dari berbagai ilmu terapan dan teknik dengan tujuan untuk mendesain dan membuat komponen dan sistem yang sangat kecil.

Peran teknologi nano dalam IT (information technology), sudah tidak diragukan lagi. Bertambahnya kecepatan komputer dari waktu ke waktu, meningkatnya kapasitas hardisk dan memori, semakin kecil dan bertambahnya fungsi telepon genggam, adalah contoh-contoh kongkrit produk teknologi nano di bidang IT.

Teknologi Nano adalah teknologi masa depan. Diperkirakan 5 tahun kedepan seluruh aspek kehidupan manusia akan menggunakan produk-produk yang menggunakan teknologi nano yang diaplikasikan dalam bidang Medis & pengobatan, Otomotif, Komputer, Kosmetik, Farmasi Tekstil, Militer, Lingkunagan hidup maupun konservasi energi.

Kontribusi teknologi nano pada pengembangan IT secara garis besar dapat dibagi menjadi tiga.

1. Penambahan kepadatan jumlah device.

Gambaran mudahnya, bila ukuran satu buah transistor bisa dibuat lebih kecil maka kepadatan jumlah transistor pada ukuran chip yang sama secara otomatis akan menjadi lebih besar.

Contoh: tahun 2005, INTEL berhasil meluncurkan 70 Megabit SRAM (static random access memory) yang dibuat dengan teknologi nano proses tipe 65 nanometer (nm). Chip ini berisi lebih dari 500 juta buah transistor.

2. Memungkinkannya aplikasi efek kuantum.

3. Penambahan fungsi baru pada sistem yang sudah ada

Membuat material sama Dalam ukuran kecil. Tetapi membuat suatu fungsi yang baru ketika atom atau molekul yang berbeda jenis disusun dalam suatu sistem device.
contoh: pembuatan mata buatan yang mempunyai fungsi menangkap dan mentransfer cahaya menjadi informasi dan kemudian diolah, itu akan lebih mudah dilakukan dengan peran teknologi nano. Bahkan dengan teknologi nano,intelejensi sensor buatan bisa dibuat dengan sensitifitas mendekati apa yang dimiliki manusia.

5. Gird Technology

Pengertian dari Grid Computing itu sendiri adalah sebuah sistem komputasi terdistribusi, yang memungkinkan seluruh sumber daya (resource) dalam jaringan, seperti pemrosesan, bandwidth jaringan, dan kapasitas media penyimpan, membentuk sebuah sistem tunggal secara vitual. Seperti halnya pengguna internet yang mengakses berbagai situs web dan menggunakan berbagai protokol seakan-akan dalam sebuah sistem yang berdiri sendiri, maka pengguna aplikasi Grid computing seolah-olah akan menggunakan sebuah virtual komputer dengan kapasitas pemrosesan data yang sangat besar.

Ide awal komputasi grid dimulai dengan adanya distributed computing, yaitu mempelajari penggunaan komputer terkoordinasi yang secara fisik terpisah atau terdistribusi. Sistem terdistribusi membutuhkan aplikasi yang berbeda dengan sistem terpusat. Kemudian berkembang lagi menjadi parallel computing yang merupakan teknik komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan.

Grid computing menawarkan solusi komputasi yang murah, yaitu dengan memanfaatkan sumber daya yang tersebar dan heterogen serta pengaksesan yang mudah dari mana saja. Globus Toolkit adalah sekumpulan perangkat lunak dan pustaka pembuatan lingkungan komputasi grid yang bersifat open-source. Dengan adanya lingkungan komputasi grid ini diharapkan mempermudah dan mengoptimalkan eksekusi program-program yang menggunakan pustaka paralel. Dan Indonesia sudah menggunakan sistem Grid dan diberi nama InGrid (Inherent Grid). Sistem komputasi grid mulai beroperasi pada bulam Maret 2007 dan terus dikembangkan sampai saat ini. InGrid ini menghubungkan beberapa perguruan tinggi negeri dan swasta yang tersebar di seluruh Indonesia dan beberapa instansi pemerintahan seperti Badan Meteorologi dan Geofisika.

Elemen-Elemen dalam Komputasi Grid :

Penerapan teknologi grid computing atau komputasi grid pada kalangan yang membutuhkan, wajib memiliki elemen-elemen tertentu. Secara garis besar, 3 elemen pokok dari infrastuktur grid adalah:

1.     Hardware/sumber daya;

2       Software; dan

3.       Brainware (orang yang memelihara dan memakai komputasi grid).

Hardware dalam komputasi grid mencakup perangkat penyimpanan, prosesor, memori, jaringan, dan software yang di desain untuk mengelola hardware ini, misalnya database, manajemen penyimpan, manajemen sistem, server aplikasi, dan sistem operasi. Hardware pada grid komputing di atur secara lokal, dan hardware yang berbeda memiliki kebijakan dan cara kerja yang berbeda. Hardware dan user grid komputing sering bersifat dinamis tergantung penerapan grid tersebut.

Software merupakan suatu perangkat yang menghubungkan semua middleware-nya. Middleware itu sendiri adalah bagian dari software, yaitu lapisan sofware yang terletak antara sistem operasi dan aplikasi yang berfungsi sebagai penghubung komunikasi antar-objek dari sistem yang berbeda. Unsur-unsur dasar suatu middleware adalah keamanan (security), pengaturan sumber daya (resource management), pengaturan data (data management), dan layanan informasi (information services). Contoh beberapa middleware adalah Globus Toolkit, Gridbus, Microsoft’s COM/DCOM, Unicore, dan masih banyak contoh-contoh middleware lainnya.

Brainware dalam komputasi grid hanya meliputi pemelihara dan pemakai grid. Dahulu grid computing cenderung hanya di pakai oleh para ilmuan untuk kepentingan ilmiah. Pada saat itu memang ekspose terbesar lebih banyak pada proyek-proyek sains, seperti riset genetika, fisika dan yang paling terkenal adalah proyek SETI ( Search for Extra Terrestrial Intelligence ) atau riset pencari kehidupan di luar bumi. Hal ini memunculkan persepsi bahwa teknologi komputasi grid ini sulit di terima di kalangan non-ilmuan, terutama di kalangan bisnis. Namun, sekarang penerapan komputasi grid telah merambah penggunaanya bukan hanya pada proyek sains saja. Bahkan baru-baru ini, teknologi grid computing telah di kenalkan pada dunia enterpreneur dan mendapat banyak respon positif. Orang yang memelihara dan menggunakan teknologi grid computing ini, berdasarkan penelitian penggunaannya akan meluas pada:

o        jaringan penelitian publik bagi para peneliti dan ilmuan;

o        layanan (service), artinya grid computing tidak lagi hanya bersifat komputasional;

o        berbagai institusi keuangan, seperti perbankan;

o        Service Oriented Architecture (SOA), yaitu enkapsulasi sekumpulan aplikasi sebagai interface     tunggal yang dapat di rekonfigurasi.

Daftar Pustaka :

https://jestryana.wordpress.com/2013/04/22/teknologi-komputasi-modern

http://subari.blogspot.com/2008/07/peran-teknologi-nano-nanotechnology.html

https://asrimawati.wordpress.com/2017/10/18/teknologi-cloud-computing-mobile-computing-ubiquitlous-computing-nano-science-dan-gird-technology/
http://mersannurhakim.blogspot.com/2015/06/penjelasan-mengenai-ubiquitous-computing.html