Pemodelan untuk Ilmu Komputasi IK 1713 Pengantar Ilmu Komputasi My background UNM, Sandia Labs AiS program

Ilmu Komputasi? Computational science is the field of study concerned with constructing mathematical models and quantitative analysis techniques and using computers to analyze and solve scientific problems. In practical use, it is typically the application of computer simulation and other forms of computation to problems in various scientific disciplines.

Ilmu Komputasi? The field is distinct from computer science (the study of computation, computers and information processing). It is also different from theory and experiment which are the traditional forms of science and engineering. Computational science approach is to gain understanding, mainly through the analysis of mathematical models implemented on computers.

Ilmu Komputasi? Computational Science involves teamwork Science? Computational Science is a multidisciplinary activity, brings together people from a variety of disciplines. Computational Science involves teamwork

Model Matematika? A mathematical model is a description of a system or phenomon using mathematical concepts and language. The process of developing a mathematical model is termed mathematical modeling.

Kenapa Perlu Pemodelan? Cara mendasar dan quantitatif untuk mengerti suatu sistem atau fenomena Untuk memberi pengalaman teknik simulasi dari suatu masalah Membangun komunikasi dengan praktisi, profesional, dan pengambil keputusan

Kenapa Pemodelan dan Komputasi Diperlukan? Biaya eksperimen terlalu besar, berbahaya, atau terlalu menyita waktu. Teori tak bisa menjelaskan fenomena (eksperimen)  perlu simulasi Alat modern untuk investigasi scientific

Pemodelan dalam Ilmu Komputasi Komplemen, tapi tidak menggantikan. Experiment Computation Theory Validation

Ilmu Komputasi Telah muncul sebagai alat yang sangat diperlukan untuk mempelajari masalah-masalah pada produk maupun proses yang biasa terjadi pada bidang. Seismology Climate modeling Economics Environment Material research Drug design Manufacturing Medicine Biology Seismology: oil exploration, earthquake prediction (Parallel computation reduced compute time from weeks to hours) Global ocean/ climate modeling: global warming, weather prediction Economics: growth of a local or national economy (Agent-based modeling), management of resources, analysis of tax strategies Environmental: utilization of resources, population modeling, insect control Materials research: design of new materials, smart materials; shape driven by temperature materials; materials aging issues (Stockpile stewardship) Drug design: design of anti-cancer drugs, etc. Manufacturing: optimization of manufacturing processes, automation Medicine: Medical imaging, MRIs Human genome: applications to understanding and treating disease Analyze - Predict

Mulai melihat konektivitas Mathematics Real World Mind

Proses Pemodelan dalam Ilmu Komputasi

Kontribusi pada masalah dalam dunia nyata Identifikasi masalah: Fokus pada masalah yang bisa dikerjakan. Melakukan investigasi (Eksperimen lapangan/Labs) Understand current activity and predict future behavior.

Memulai Pemodelan Identifikasi dan memilih model yang menggambarkan aspek penting dan menentukan faktor yang dapat diabaikan. Asumsi yang digunakan (simplify). Menganalisis aturan (hukum) pokok saat pemodelan. Identifikasi parameter dan inter-relationships. Simplify: Purpose is to eliminate unnecessary information and to simplify that which is retained as much as possible. Simplifying assumptions: no friction in the system (physics), no immigration or emigration (population), constant growth rate (biology), etc. Governing principles: laws/relationships from physics, biology, engineering economics, etc.; balance equations. Key variables and relationships Variables types include input variables, output variables, and parameters.

Model Matematika matematika dalam suatu algoritma Tulis kaitan persamaan matematika dalam suatu algoritma In general, the success of a mathematical model depends on how easy it is to use and how accurately it predicts. A mathematical model or algorithm is an important step in formalizing a problem for solution on a computer.

Model Komputasi menjadi Model yang bisa Rubah model matematika menjadi Model yang bisa diimplementasikan secara komputasi

Pemodelan dan komputasinya Fokus : An application - Masalah real yang ingin diselesaikan dan komponen / parameter dari masalah tersebut. Algorithm – Representasi matematika dari masalah real, khususnya pendekatan secara numerik. Architecture – Platform komputasi dan software untuk digunakan memperoleh solusi.

Contoh : Industri Desain digitalisasi pada pesawat, perakitan komputer, optimasi biaya proses manufactur, dll. Pemodelan dan komputasi meningkatkan kualitas kerja dan mereduksi error dan perbaikan karena kesalahan. !00% digitally designed using 3D computer graphics. Bottom line: Reduced cost/Reduced time to market.

Contoh: Pemodelan Iklim Representasi 3-D menggunakan warna untuk menunjukkan temperatur sehari-hari. Dengan data yang banyak, tetap bisa membantu pengguna mengexplore dan menganalisis secara cepat. Other examples at this site: Model of a red giant star Protein folding problem Impact of an astroid www.itrd.gov/pubs/blue00/hecc.html

Beberapa Model Grafika komputer dalam Arsitektur Teori Graf untuk Molekul Kimia Tree dalam DSS Hukum Kepler untuk sistem tata surya

Contoh Pemodelan Sederhana Halaman sebuah buku harus memuat 27 cm2 cetakan. Jika margin pinggir atas, pinggir bawah, dan sisi kiri adalah 2 cm dan pinggir sisi kanan adalah 1 cm, berapa ukuran halaman (panjang dan lebarnya) yang harus digunakan agar pemakaian kertas sesedikit mungkin !

Contoh Pemodelan Sederhana Raju yakin bahwa ia dapat menjual tekstilnya sebanyak 4000 m apabila ia menjualnya dengan harga Rp 6000,_/m, dan bahwa penjualan bulanannya akan naik sebanyak 250 m apabila ia memberikan diskon sebesar Rp 150,_/m. Perkirakan harga yang akan memaksimumkan nilai penjualan.

Contoh Pemodelan (Regresi Linear) Berikut adalah promosi dan volume penjualan minyak goreng Bimoli Prediksikan berapa volume penjualan jika biaya promosi Rp 10 juta!