PENGGUNAAN/PENERAPAN KOMPUTASI
Dalam pembicaraan sebelumnya, saya telah memberikan gambaran mengenai model-model komputasi. 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.
PENERAPAN KOMPUTASI
Salah
satu penerapan komputasi yaitu KIMIA KOMPUTASI...
Kimia Komputasi adalah cabang kimia yang menggunakan hasil kimia
teori yang diterjemahkan ke dalam program komputer untuk
menghitung sifat-sifat molekul dan perubahannya maupun melakukan simulasi
terhadap sistem-sistem besar (makromolekul seperti protein atau sistem banyak
molekul seperti gas, cairan, padatan, dan kristal cair), dan menerapkan program
tersebut pada sistem kimia nyata. Contoh sifat-sifat molekul yang dihitung
antara lain struktur (yaitu letak atom-atom penyusunnya), energi dan selisih
energi, muatan, momen dipol, kereaktifan, frekuensi getaran dan besaran spektroskopi
lainnya. Simulasi terhadap makromolekul (seperti protein dan asam nukleat) dan
sistem besar bisa mencakup kajian konformasi molekul dan perubahannya (mis.
proses denaturasi protein), perubahan fase, serta peramalan sifat-sifat
makroskopik (seperti kalor jenis) berdasarkan perilaku di tingkat atom dan
molekul. Istilah kimia komputasi kadang-kadang digunakan juga untuk
bidang-bidang tumpang-tindah antara ilmu komputer dan kimia.
Istilah kimia teori dapat
didefinisikan sebagai deskripsi matematika untuk kimia, sedangkan kimia
komputasi biasanya digunakan ketika metode matematika dikembangkan dengan cukup
baik untuk dapat digunakan dalam program komputer. Perlu dicatat bahwa kata
"tepat" atau "sempurna" tidak muncul di sini, karena
sedikit sekali aspek kimia yang dapat dihitung secara tepat. Hampir semua aspek
kimia dapat digambarkan dalam skema komputasi kualitatif atau kuantitatif
hampiran.
Molekul terdiri atas inti dan elektron,
sehingga diperlukan metode mekanika kuantum. Kimiawan komputasi sering berusaha
memecahkan persamaan Schrödinger non-relativistik, dengan penambahan koreksi
relativistik, walaupun beberapa perkembangan telah dilakukan untuk memecahkan
persamaan Schrödinger yang sepenuhnya relativistik. Pada prinsipnya persamaan
Schrödinger mungkin diselesaikan, baik dalam bentuk bergantung-waktu atau
tak-bergantung-waktu, disesuaikan dengan masalah yang dikaji, tetapi pada
praktiknya tidak mungkin kecuali untuk sistem yang amat kecil. Karena itu,
sejumlah besar metode hampiran dikembangkan untuk mencapai kompromi terbaik
antara ketepatan perhitungan dan biaya komputasi.
Dalam kimia teori, kimiawan dan
fisikawan secara bersama mengembangkan algoritma dan program komputer untuk
memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul, dan/atau lintasan reaksi
untuk reaksi kimia, serta simulasi sistem makroskopis.
Kimiawan komputasi kebanyakan “sekedar” menggunakan program komputer dan
metodologi yang ada dan menerapkannya untuk permasalahan kimia tertentu. Di
antara sebagian besar waktu yang digunakan untuk hal tersebut, kimiawan
komputasi juga dapat terlibat dalam pengembangan algoritma baru, maupun pemilihan
teori kimia yang sesuai, agar diperoleh proses komputasi yang paling efisien
dan akurat.
Terdapat
beberapa pendekatan yang dapat dilakukan:
1. Kajian komputasi
dapat dilakukan untuk menemukan titik awal untuk sintesis dalam laboratorium.
2.
Kajian komputasi dapat digunakan untuk menjelajahi
mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium.
3. Kajian komputasi
dapat digunakan untuk memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis
melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.
Terdapat
beberapa bidang utama dalam topik ini, antara lain:
1. Penyajian
komputasi atom dan molekul
2.
Pendekatan dalam penyimpanan dan pencarian spesi kimia (Basisdata
kimia)
3.
Pendekatan dalam penentuan pola dan hubungan antara
struktur kimia dan sifat-sifatnya (QSPR, QSAR).
4.
Elusidasi struktur secara teoretis berdasarkan pada
simulasi gaya-gaya
5.
Pendekatan komputasi untuk membantu sintesis senyawa yang
efisien
6.
Pendekatan komputasi untuk merancang molekul yang
berinteraksi lewat cara-cara yang khusus, khususnya dalam perancangan obat.
7.
Simulasi proses transisi fase
8. Simulasi
sifat-sifat bahan seperti polimer, logam, dan kristal (termasuk kristal cair).
Program
yang digunakan dalam kimia komputasi didasarkan pada berbagai metode
kimia-kuantum yang memecahkan persamaan Schrödinger untuk molekul,
maupun pendekatan fisika klasik (mekanika molekul) untuk simulasi sistem yang
besar. Metode kimia-kuantum yang tidak mencakup parameter empiris dan
semi-empiris dalam persamaannya disebut metode ab-initio. Jenis-jenis
metode ab-initio yang populer adalah: Hartree-Fock, teori gangguan
Møller-Plesset, interaksi konfigurasi, coupled cluster, matriks
kerapatan tereduksi, dan teori fungsi kerapatan.
SUMBER :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar