Tugas Ke 4 Bio Informatika dan Bidang-bidang dalam Bio informatika

Pengantar Komputasi Modern #

Bioinformatika (bioinformatics)

adalah ilmu yang mempelajari penerapan teknik komputasional untuk mengelola dan menganalisis informasi biologis.

•         Bidang ini mencakup penerapan metode-metode matematika, statistika, informatika, fisika, biologi, dan ilmu kedokteran untuk memecahkan masalah-masalah biologis, terutama dengan menggunakan sekuens DNA dan asam amino serta informasi yang berkaitan dengannya.

•         penerapan bidang-bidang dalam bioinformatika (seperti pembuatan basis data dan pengembangan algoritma untuk analisis sekuens biologis) sudah dilakukan sejak tahun 1960-an.

Contoh topik utama bidang ini meliputi basis data untuk

–        mengelola informasi biologis,

–        penyejajaran sekuens (sequence alignment),

–        prediksi struktur untuk meramalkan bentuk struktur protein maupun struktur sekunder RNA,

–        analisis filogenetik, dan analisis ekspresi gen

•         Bioinformatika merupakan ilmu terapan yang lahir dari perkembangan teknologi informasi dibidang molekular.

•         Pembahasan dibidang bioinformatik ini tidak terlepas dari perkembangan biologi molekular modern, salah satunya peningkatan pemahaman manusia dalam bidang genomic yang terdapat dalam molekul DNA.

Latar Belakang Bioinformatika

•         Kemajuan bioteknologi dan teknologi informasi

•         Dilatarbelakangi oleh ledakan data (data explosion) observasi biologi sebagai hasil yang dicapai dari kemajuan bioteknologi. Contohnya adalah pertumbuhan pesat database DNA pada GenBank. Genbank adalah database utama dalam biologi molekuler, yang dikelola oleh NCBI (National Center for Biotechnology Information) di AS.

•         Kemampuan untuk memahami dan memanipulasi kode genetik DNA ini sangat didukung oleh teknologi informasi melalui perkembangan hardware dan software.

•         Baik pihak pabrikan sofware dan harware maupun pihak ketiga dalam produksi perangkat lunak.

•         Salah satu contohnya dapat dilihat pada upaya Celera Genomics, perusahaan bioteknologi Amerika Serikat yang melakukan pembacaan sekuen genom manusia yang secara maksimal memanfaatkan teknologi informasi sehingga bisa melakukan pekerjaannya dalam waktu yang singkat (hanya beberapa tahun).

Peluang Bioinformatika

•         Ilmu bioinformatika lahir atas insiatif para ahli ilmu komputer berdasarkan artificial intelligence.

•         Mereka berpikir bahwa semua gejala yang ada di alam ini bisa dibuat 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 

sumber :

https://id.wikipedia.org/wiki/Bioinformatika

https://www.academia.edu/attachments/36986149/download_file?st=MTQ5NDM5ODYzNCwyMDIuMTI1Ljk1LjI3LDI3NzM2ODQ2&s=swp-toolbar&ct=MTQ5NDM5ODY0MCwxNDk0Mzk4Njg5LDI3NzM2ODQ2

Tugas Ke 3 Paralel Processing dan Hubungan antara Komputasi Modern dengan Paralel Processing

Pengantar Komputasi Modern #
Paralel Processing dan Hubungan antara Komputasi Modern dengan Paralel Processing

Komputasi Paralel

Komputasi paralel 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.

                                                            Skema Komputasi Paralel

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.

SISD

Merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data yaitu satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann, karena pada model ini hanya menggunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini 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

Merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. Model ini menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun dengan 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

Merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD. Sebagai contoh, dengan menggunakan kasus yang sama pada contoh model SIMD namun cara untuk menyelesaikannya 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

Pada Multiple Instruction, Multiple Data biasanya 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 antara Komputasi Modern dengan Paralel Processing

Hubungan antara komputasi modern dan parallel processing sangat berkaitan, karena penggunaan komputer saat ini atau komputasi dianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyelesaian masalah secara manual. Dengan begitu peningkatan kinerja atau proses komputasi semakin diterapkan, dan salah satu caranya adalah dengan meningkatkan kecepatan perangkat keras. Dimana komponen utama dalam perangkat keras komputer adalah processor. Sedangkan parallel processing adalah penggunaan beberapa processor (multiprocessor atau arsitektur komputer dengan banyak processor) agar kinerja computer semakin cepat.

Kinerja komputasi dengan menggunakan paralel processing itu menggunakan dan memanfaatkan beberapa komputer atau CPU untuk menemukan suatu pemecahan masalah dari masalah yang ada. Sehingga dapat diselesaikan dengan cepat daripada menggunakan satu komputer saja. Komputasi dengan paralel processing akan menggabungkan beberapa CPU, dan membagi-bagi tugas untuk masing-masing CPU tersebut. Jadi, satu masalah terbagi-bagi penyelesaiannya. Tetapi ini untuk masalah yang besar saja, komputasi yang masalah kecil, lebih murah menggunakan satu CPU saja.

Kelebihan:

v  Waktu eksekusi lebih cepat.

v  Throughput jadi lebih tinggi.

Kekurangan:

v  Perangkat keras lainnya yang dibutuhkan.

v  Kebutuhan daya juga lebih.

v  Tidak baik untuk daya rendah dan perangkat mobile.

v  Parallel processing adalah salah satu teknik komputasi modern.

v  Karena membutuhkan banyak prosesor maka biaya mahal

Pemrosesan Tunggal (Serial) :

Ø  Dijalankan di komputer tunggal dengan 1 CPU

Ø  Problem dipecah dalam instruksi dengan eksekusi berurutan, hanya satu eksekusi dalam satu waktu

Pemrosesan Paralel :

Ø  Dijalankan menggunakan banyak CPU

Ø  Problem dipecah menjadi bagian yang dapat dikerjakan secara bersamaan.

Ø  Tiap bagian dipecah menjadi instruksi terurut

Ø  Instruksi tiap bagian dieksekusi secara simultan di CPU berbeda

Karakteristik Pengolahan Paralel

Mempunyai kemampuan untuk :

1.       Memecah problem ke dalam beberapa task yang dapat dikerjakan secara simultan

2.      Menjalankan multi instruksi program dalam satu waktu

3.       Menyelesaikan problem lebih cepat di multi sumber daya komputasi daripada sumber daya tunggal

Alasan Menggunakan Pengolahan Paralel

1.      Menghemat waktu dan biaya

2.      Penggunaan lebih banyak resource untuk satu task akan mempercepat waktu pengerjaan, dengan potensi penghematan biaya

3.      Cluster dapat dibangun dengan komponen komoditas dan murah

4.      Mengerjakan problem yang lebih besar

5.      Banyak problem tidak bisa dipecahkan dengan computer tunggal, memori terbatas: Grand  Challenge, web search engine yang memproses jutaan transaksi perdetik

6.      Menyediakan concurrency

7.      Sumber daya pararel dapat melakukan banyak hal secara simultan. Contoh: access grid yang menyediakan jaringan kolaborasi global 6

Arsitektur Memori Komputer Paralel

Shared memory: prosesor dapat mengakses semua

memori sebagai space alamat global, Uniform Memory Access (UMA),Non-Uniform Memory Access (NUMA), Distributed memory: prosesor mempunyai memori lokal

sendiri. Inter-prosesor memori perlu networking, Hybrid distributed

Sumber :

https://www.academia.edu/attachments/36986149/download_file?st=MTQ5NDM5ODYzNCwyMDIuMTI1Ljk1LjI3LDI3NzM2ODQ2&s=swp-toolbar&ct=MTQ5NDM5ODY0MCwxNDk0Mzk4Njg5LDI3NzM2ODQ2

Tugas Ke 2 Komputasi Modern dan Sejarah

Pengantar Komputasi Modern #
Komputasi Modern

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.

Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi perkembangan komputasi modern adalah John von Neumann (1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern.Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer  yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu.

Komputansi modern mempunyai karakteristik komputasi modern yang terdiri atas 3 macam, yaitu :

·         Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.

·         Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.

·         Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

Jenis-jenis Komputasi Modern :

1. Mobile computing

Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.

Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Dan dapat dilihat contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain sebagainya.

2. Grid computing

Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar.

3. Cloud computing

Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.

Sumber : 

https://www.academia.edu/attachments/36986149/download_file?st=MTQ5NDM5ODYzNCwyMDIuMTI1Ljk1LjI3LDI3NzM2ODQ2&s=swp-toolbar&ct=MTQ5NDM5ODY0MCwxNDk0Mzk4Njg5LDI3NzM2ODQ2

Tugas Ke 1 Komputasi Modern di bidang kesehatan

Pengantar Komputasi Modern #

Komputasi Modern di bidang kesehatan

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan tahun, 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.

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.

Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru, melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata dalam ilmu tersebut.

-  Perkembangan dunia IT (Information Technology) berkembang sangat pesat akhir-akhir ini dan berpengaruh besar terhadap berbagai macam aspek kehidupan manusia. 

-  Dunia kesehatan modern pun tak luput dari perkembangan teknologi ini untuk meningkatkan efisiensi serta efektivitas di dunia kesehatan. Salah satu contoh pengaplikasian dunia IT di dunia kesehatan adalah penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer.

-  Komputer mempermudah dokter dan perawat dalam memonitor kesehatan pasien, monitor detak jantung pasien lewat monitor komputer, aliran darah, memeriksa organ dalam pasien dengan sinar X.

-  Penggunaan Sistem informasi rumah sakit (SIR) untuk perijinan, catatan medis, akuntansi, kantor, perawatan, laboratorium, radiologi, farmasi, pusat supali, mutrisi/pelayanan makan, personel dan gaji

-  Penggunaan Sistem Informasi Manajemen Keperawatan (SIMK) untuk mengklasifikasikan pasien, penjadwalan, laporan kesehatan, dll

-  Komputer juga memungkinkan data kesehatan di-share secara mudah dan cepat.

-  Teknologi Informasi dan dunia Medis sangatlah berhubungan. Berikut Ilmu Komputasi Modern yang digunakan dalam peralatan Kesehatan :

1. Teknologi informasi diterapkan pada peralatan medis misal CT Scan (Computer Tomography). CT Scan adalah peralatan yang mampu memotret bagian dalam tubuh seseorang tanpa harus dilakukan pembedahan.
   
    
   
2. Untuk mencari informasi tentang seorang pasien, pengunjung dapat berinteraksi secara langsung dengan terminal yang disediakan untuk keperluan itu. Dengan mengetikkan sepenggal nama, system informasi akan segera menyajikan informasi tentang pasien yang memenuhi criteria pencarian. Dalam bidang jasa pelayanan kesehatan teknologi informasi berguna untuk memberikan pelayanan secara terpadu dari pendaftaran pasien sampai kepada system penagihan yang bisa dilihat melalui internet. 
   
3. Sebagai alat bantu untuk Rekam medis berbasis komputer (Computer based patient record) yang digunakan untuk mencatat semua data medis seperti catatan pasien, dll. Gambar disamping adalah contoh  halam aplikasi yang dapat membantu merekam data medis dari seorang pasien. 
   
4. Sistem berbasis kartu cerdas (smart card) dapat digunakan juru medis untuk mengetahui riwayat penyakit pasien yang datang ke rumah sakit karena dalam kartu tersebut para juru medis dapat mengetahui riwayat penyakit pasien. 
   
     
5. Mycin merupakan contoh system pakar yang digunakan untuk membantu juru medis mendiagnosis penyakit darah yang cepat menular dan kemudian dapat memberikan saran berupa penggunaan antibiotic yang sesuai. (system pakar adalah perangkat lunak yang ditujukan untuk meniru keahlian seseorang dalam bidang tertentu).
   
6. Penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan aplikasi komputer, salah satunya adalah USG (Ultra sonografi). USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor.8. Penggunaan komputer hasil pencitraan tiga dimensi untuk menunjukkan letak tumor dalam tubuh pasien. 
   
   
7. Penggunaan Biosensor. Biosensor merupakan suatu alat Instrumen elektronik yang bekerja untuk mendektesi sample biokimia. Contoh paling sederhana adalah alat uji diabetes. 
   
8. Pencarian, Peletakan dan Informasi Obat-obatan 
   

Kesimpulan

Sebagai kesimpulannya, manfaat dari penerapan komputer dalam bidang kesehatan di tiap-tiap aplikasinya antara lain sebagai berikut :

1. Mendiagnosa suatu penyakit dan menentukan obat yang cocok

2 . Melihat dan menganalisa organ – organ tubuh bagian dalam manusia

3.  Memonitoring status pasien, merecord data pribadi pasien dan riwayat penyakit pasien

4.  Melakukan penelitian ilmiah yang diperlukan

5.  Memasukkan, menyimpan, menggelompokkan dan mengolah data – data secara cepat dan mudah

6. Mendeteksi DNA seseorang

7.  Mengecek dan mengethaui hasil tes darah di laboratorium

8.  Sebagai alat Bantu dalam pemeriksaan medis

            Intinya, dengan adanya komputer dalam bidang kesehatan sangatlah membantu. Kegiatan – kegiatan yang tadinya belum bisa dilakukan, saat ini sudah dapat dilakukan dengan komputer. Penggunaan komputer membuat pekerjaan seseorang menjadi lebih mudah, cepat dan akurat.

Sumber :

https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi

https://www.slideshare.net/aziz_suhendra/komputasi-moderndibidangkesehatan