Kalkulus (Bahasa Latin: calculus, artinya "batu kecil", untuk
menghitung) adalah cabang ilmu matematika yang mencakup limit,turunan,
integral, dan deret tak terhingga.
Kalkulus adalah ilmu yang mempelajari perubahan, sebagaimana geometri
yang mempelajari bentuk dan aljabar yang mempelajari operasi dan
penerapannya untuk memecahkan
persamaan. Kalkulus memiliki aplikasi yang luas dalam bidang-bidang
sains, ekonomi, dan teknik; serta dapat memecahkan berbagai masalah yang
tidak dapat dipecahkan
dengan aljabar elementer.
Dalam perkembangan teknologi informatika, Kalkulus
memberikan kontribusi tersendiri. Perkembangan IPTEK sekarang ini di
satu sisi memungkinkan untuk memperoleh
banyak informasi dengan cepat dan mudah dari berbagai tempat di dunia,
di sisi lain tidak mungkin untuk mempelajari keseluruhan informasi dan
pengetahuan yang ada, karena sangat banyak dan tidak semuanya
diperlukan. Karena itu diperlukan kemampuan cara mendapatkan, memilih,
dan mengolah informasi. Untuk menghadapi tantangan tersebut, dituntut
sumber daya yang handal dan mampu berkompetisi secara global, sehingga
diperlukan ketrampilan tinggi yang melibatkan pemikiran kritis,
sistematis,logis, kreatif dan kemauan bekerjasama yang efektif. Cara
berpikir seperti ini dapat dikembangkan melalui matematika karena
Matematika merupakan alat yang dapat memperjelas dan menyederhanakan
suatu keadaan atau situasi melalui abstraksi, idealisasi, atau
generalisasi untuk suatu studi ataupun pemecahan masalah. Pentingnya
matematika tidak lepas dari perannya dalam segala jenis dimensi
kehidupan khususnya dalam dunia Informatika.
Teknik informatika dan Kalkulus sangat erat hubungannya.
Karena inti dasar teknik informatika adalah pembuatan software dan di
dalam pembuatannya itu membutuhkan perhitungan dan logika yang pasti.
Oleh karena itu, matematika sangat penting dalam rangka sebagai dasar
dan pengembangan dalam majunya teknik informatika khususnya pembuatan
software. Dalam pembuatan software tersebut menggunakan sistem bilangan
biner dan kode bilangan. Semua disusun dengan urutan tertentu sehingga
menghasilkan suatu software yang dapat diguanakan untuk mempermudah
aktivitas kita. Disamping itu, untuk membuat suatu pemrograman di
komputer, kita harus menggunakan algoritma. Algoritma itu sendiri adalah
langkah
sistematis yang mengikuti kaidah logika.
Beberapa contoh penerapan Logika matematika dalam teknologi informasi dan computer antara lain :
1. Logika Metematika memiliki peran penting dalam bidang elektronika
dan computer semisal dalam pembuatan PLC (Programmable Logic Controller)
yang merupakan suatu unit
khusus dibuat untuk pengontrol berbasis mikroprosesor yang memanfaatkan
memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi – instruksi dan
untuk mengimplementasikan
fungsi–fungsi semisal logika, sequencing, pewaktu (Timing), pencacahan
(counting) dan aritmatika guna untuk mengontrol mesin – mesin dalam
industri.
2. Penerapan pada sistem digital yang didasari oleh logika matematika
untuk membuat gerbang logika (logic gates) dan arsitektur komputer
sebagai inti mikroprosesor,otak komputer atau central processing unit.
Logika matematika (mathematical logic) adalah cabang ilmu di bidang
matematika yang memperdalam masalah logika, atau lebih tepatnya
memperjelas logika dengan kaidah-kaidah matematika.
3. Penerapan logika matematika dalam ilmu komputer digunakan sebagai
dasar dalam belajar bahasa pemrograman, struktur data, kecerdasan
buatan, teknik/sistem digital, basis data, teori komputasi, rekayasa
perangkat lunak, sistem pakar, jaringan syaraf tiruan, dan lainlainnya
yang mempergunakan logika secara intensif. Salah satu contoh yang
populer adalah sistem digital, yaitu bidang ilmu yang didasari oleh
logika untuk membuat gerbang logika (logic gates) dan arsitektur
komputer sebagai inti mikroprosesor, otak komputer atau central
processing unit. Logika Informatika didalam ilmu teknologi informasi
berperan sangan penting dan hampir selalu kita temui dalam pengembangan
Hardware maupun Software. Contohnya Dalam pengembangan di bidang
software, Hampir setiap bahasa pemrograman menggunakan dan menerapkan
prinsip-prinsip logika. Oleh karena itu logika informatika bagi dunia
Teknologi Informasi merupakan dasar-dasar bagaimana sebuah Hardware atau
Software itu dibuat.
4. Perkembangan terakhir ilmu logika adalah logika fuzzy, atau di
Indonesia disebut logika kabur atau logika samar. Implementasi logika
fuzzy dapat ditemui pada
pengatur suhu udara (AC), mesin pencuci, kulkas, lainnya.
Contoh penerapan lain yaitu:
a) Probabilitas
Probabilitas suatu kejadian adalah angka yang
menunjukkan kemungkinan terjadinya suatu kejadian. Nilainya di antara 0
dan 1. Kejadian yang mempunyai nilai
probabilitas 1 adalah kejadian yang pasti terjadi, dan tentu tidak akan
mengejutkan sama sekali. Misalnya matahari yang masih terbit di timur
sampai sekarang.
Sedangkan suatu kejadian yang mempunyai nilai probabilitas 0 adalah
kejadian yang mustahil atau tidak mungkin terjadi. Misalnya seorang
manusia melahirkan seekor kambing.
b) Algoritma
Algoritma adalah suatu prosedur yang tepat untuk
memecahkan masalah dengan menggunkan bantuan komputer serta menggunakan
suatu bahasa pemrogaman tertentu sepertibahasa Pascal, Visual Basic, Java, dan masih banyak lagi bahasa yang
lain. Penggunaan algoritma untuk menghemat ukuran file serta dalam
pemrograman komputer,
penggunan segitiga pascal dalam program turbo pascal, dan lain
sebagainya.Banyak sekali pengertian tentang algoritma, tetapi secara
garis besar mempunyai makna yang sama yaitu langkah-langkah penyelesaian
yang tersusun secara logis, sistematis dan terperinci.
c) Matematika Diskrit
Matematika diskret atau diskrit adalah cabang
matematika yang membahas segala sesuatu yang bersifat diskret. Diskret
disini artinya tidak saling berhubungan
(lawan dari kontinyu). Beberapa hal yang dibahas dalam matematika ini
adalah teori himpunan, teori kombinatorial, permutasi, relasi, fungsi,
rekursif, teori graf,dan lain-lain. Matematika diskret merupakan mata
kuliah utama dan dasar untuk bidang ilmu komputer atau informatika.
d) Aljabar Boolean
Aljabar boolean merupakan aljabar yang berhubungan
dengan variabel-variabel biner dan operasi-operasi logik.
Variabel-variabel diperlihatkan dengan huruf-huruf
alfabet, dan tiga operasi dasar dengan AND, OR dan NOT (komplemen).
Fungsi boolean terdiri dari variabel-variabel biner yang menunjukkan
fungsi, suatu tanda sama dengan, dan suatu ekspresi aljabar yang
dibentuk dengan menggunakan variabel-variabel biner, konstanta-konstanta
0 dan 1, simbol-simbol operasi logik, dan tanda kurung. Suatu fungsi
boolean bisa dinyatakan dalam tabel kebenaran.
Suatu tabel kebenaran untuk fungsi boolean merupakan daftar semua
kombinasi angka-angka biner 0 dan 1 yang diberikan ke variabel-variabel
biner dan daftar yang memperlihatkan nilai fungsi untuk masing-masing
kombinasi biner. Aljabar boolean mempunyai 2 fungsi berbeda yang saling
berhubungan.
e) Logika
Penggunaan logika matematika sebagai dasar bahasa
pemrograman, struktur data, kecerdasan buatan, sistem digital, basis
data, teori komputasi, rekayasa perangkat lunak, jaringan saraf tiruan.
Selain itu fungsi logika juga digunakan dalam mengelola lembar kerja
pada Microsoft Excel.Pengertian Informatika (Inggris: Informatics)
mencakup struktur, sifat, dan interaksi dari beberapa sistem yang
dipakai untuk mengumpulkan data, memproses dan menyimpan hasil
pemrosesan data, serta menampilkannya dalam bentuk informasi.
Contoh lainnya adalah dalam perkembangan memori. Memori
menyimpan berbagai bentuk informasi sebagai angka biner. Informasi yang
belum berbentuk biner akan dipecahkan(encoded) dengan sejumlah
instruksi yang mengubahnya menjadi sebuah angka atau urutan angka-angka.
Sistem Informasi Geografi (SIG) yang merupakan suatu
bukti atas aplikasi matematika yang begitu banyak menerapkan konsep
matematika dan statistika didalamnya. Dengan
SIG kita dapat pula menerapkannya dalam penataan kota, memetakan sumber
daya alam yang tersebar di seluruh pelosok Indonesia yang belum pernah
terjamah oleh tangan manusia dengan segala keterbatasannya.Hubungan
termudah antara matematika dan TI adalah pastinya yang terlintas pertama
di pikiran kita mengenai TI adalah komputer kan. Komputer berasal dari
kata compute yang artinya “menghitung”. Jadi logikanya sudah jelas bahwa
hubungan matematika dan TI sangat erat. Karena inti dasar teknik
informatika adalah pembuatan software dan di dalam pembuatannya itu
membutuhkan perhitungan dan logika yang pasti. Oleh karena itu,
matematika sangat penting dalam rangka sebagai dasar dan pengembangan
dalam majunya teknik informatika khususnya pembuatan software. Dalam
pembuatan software tersebut menggunakan sistem bilangan biner dan kode
bilangan. Semua disusun dengan urutan tertentu sehingga menghasilkan
suatu software yang dapat diguanakan untuk mempermudah aktivitas kita.
Disamping itu, untuk membuat suatu pemrograman di komputer, kita harus
menggunakan algoritma. Algoritma itu sendiri adalah langkah sistematis
yang mengikuti kaidah logika.
Dari penjabaran diatas bisa disimpulkan mengenai
peran penting logika matematika dan kalkulus dalam informatika dan ilmu
komputer.Jika seseorang ingin mempelajari ilmu komputer, maka ia tidak
bisa terlepas dari penerapan ilmu logika matematika(Kalkulus).
Senin, 21 Maret 2016
Pendahuluan Materi kuliah Metode Numerik
Pengertian Metode Numerik
Metode Numerik adalah teknik-teknik yang digunakan untuk memformulasi kan masalah matematis agar dapat dipecahkan dengan operasi perhitungan
Manfaat Mempelajari Metode Numerik
Dengan mempelajari metode numerik diharapkan mahasiswa mampu:
Bila metode analitik tidak dapat lagi diterapkan, maka solusi persoalan sebenarnya masih dapat dicari dengan menggunakan metode numerik. Metode numerik adalah teknik yang digunakan untuk memformulasikan persoalan matematik sehingga dapat dipecahkan dengan operasi perhitungan/aritmetika biasa (tambah, kurang, kali, dan bagi). Metode artinya cara, sedangkan numerik artinya angka. Jadi metode numerik secara harafiah berarti cara berhitung dengan menggunakan angka-angka.
Perbedaan utama antara metode numerik dengan metode analitik terletak pada dua hal. Pertama, solusi dengan menggunakan metode numerik selalu berbentuk angka. Bandingkan dengan metode analitik yang biasanya menghasilkan solusi dalam bentuk fungsi matematik yang selanjutnya fungsi mateamtik tersebut dapat
dievaluasi untuk menghasilkan nilai dalam bentuk angka.
Kedua, dengan metode numerik, kita hanya memperoleh solusi yang menghampiri atau mendekati solusi sejati sehingga solusi numerik dinamakan juga solusi hampiran (approxomation) atau solusi pendekatan, namun solusi
hampiran dapat dibuat seteliti yang kita inginkan. Solusi hampiran jelas tidak tepat sama dengan solusi sejati, sehingga ada selisih antara keduanya. Selisih inilah yang disebut dengan galat (error).
Pemodelan Matematik dan Pemecahan Masalah Rekayasa
Pemodelan matematik diperlukan untuk membantu menyelesaikan permasalahan rekayasa (permasalahan riil). Gambaran tahapan pemrosesan masalah rekayasa yang secara analitis sulit diselesaikan selanjutnya dibawa ke bentuk model matematik dan diselesaikan secara matematis, aljabar atau statistik dan komputasi.
Apabila telah diperoleh penyelesaian matematik proses selanjutnya mengimplementasikan hasil matematis ke masalah rekayasa sbb:
Dalam menangani masalah rekayasa(masalah riil) perlu melakukan :
Algoritma adalah merupakan sederetan(sequence) langkah logika yang diperlukan untuk melakukan suatu tugas tertentu seperti pemecahan masalah.
Algoritma yang baik mempunyai sejumlah kriteria berikut :
dan berulang, sehingga perhitungan secara manual sering menjemukan. Manusia (yang melakukan perhitungan manual ini) dapat membuat kesalahan dalam melakukannya. Dalam hal ini, komputer berperanan mempercepat proses perhitungan tanpa membuat kesalahan.
Penggunaan komputer dalam metode numerik antara lain untuk memprogram. Langkah-langkah metode numerik diformulasikan menjadi program komputer. Program ditulis dengan bahasa pemrograman tertentu, seperti FORTRAN, PASCAL, C, C++, BASIC, dan sebagainya.
Sebenarnya, menulis program numerik tidak selalu diperlukan. Di pasaran terdapat banyak program aplikasi komersil yang langsung dapat digunakan. Beberapa contoh aplikasi yang ada saat ini adalah MathLab, MathCad, Maple, Mathematica, Eureka, dan sebagainya. Selain itu, terdapat juga library yang berisi rutin-rutin yang siap digabung dengan program utama yang ditulis pengguna, misalnya IMSL (International Mathematical and Statistical Library) Math/Library yang berisi ratusan rutin-rutin metode numerik. Selain mempercepat perhitungan numerik, dengan komputer kita dapat mencoba berbagai kemungkinan solusi yang terjadi akibat perubahan beberapa parameter. Solusi yang diperoleh juga dapat ditingkatkan ketelitiannya dengan mengubahubah nilai parameter.
Kemajuan komputer digital telah membuat bidang metode numerik berkembang secara dramatis. Tidak ada bidang matematika lain yang mengalami kemajuan penting secepat metode numerik. Tentu saja alasan utama penyebab kemajuan ini adalah perkembangan komputer itu sendiri, dari komputer mikro sampai
komputer Cray, dan kita melihat perkembangan teknologi komputer tidak pernah berakhir. Tiap generasi baru komputer menghadirkan keunggulan seperti waktu, memori, ketelitian, dan kestabilan perhitungan. Hal ini membuat ruang penelitian semakin terbuka luas. Tujuan utama penelitian itu adalah pengembangan algoritma
numerik yang lebih baik dengan memanfaatkan keunggulan komputer semaksimal mungkin. Banyak algoritma baru lahir atau perbaikan algoritma yang lama didukung oleh komputer.
Bagian mendasar dari perhitungan rekayasa yang dilakukan saat ini adalah perhitungan “waktu nyata” (real time computing), yaitu perhitungan keluaran (hasil) dari data yang diberikan dilakukan secara simultan dengan event
pembangkitan data tersebut, sebagaimana yang dibutuhkan dalam mengendalikan proses kimia atau reaksi nuklir, memandu pesawat udara atau roket dan sebagainya. Karena itu, kecepatan perhitungan dan kebutuhan memori komputer adalah pertimbangan yang sangat penting. Jelaslah bahwa kecepatan tinggi, keandalan, dan fleksibilitas komputer memberikan akses untuk penyelesaian masalah praktek. Sebagai contoh, solusi sistem persamaan lanjar yang besar menjadi lebih mudah dan lebih cepat diselesaikan dengan komputer. Perkembangan yang cepat dalam metode numerik antara lain ialah penemuan metode baru, modifikasi metode yang sudah ada agar lebih mangkus, analisis teoritis dan praktis algoritma untuk proses perhitungan
baku, pengkajian galat, dan penghilangan jebakan yang ada pada metode.
Metode numerik dan analisis numerik adalah dua hal yang berbeda. Metode adalah algoritma, menyangkut langkah-langkah penyelesaian persoalan secara numerik, sedangkan analisis numerik adalah terapan matematika untuk menganalisis metode. Dalam analisis numerik, hal utama yang ditekankan adalah analisis galat dan kecepatan konvergensi sebuah metode. Teorema-teorema matematika banyak dipakai dalam menganalisis suatu metode. Di dalam perkuliahan ini, kita akan memasukkan beberapa materi analisis numerik seperti galat metode dan kekonvergenan metode. Tugas para analis numerik ialah mengembangkan dan menganalisis metode
numerik. Termasuk di dalamnya pembuktian apakah suatu metode konvergen, dan menganalisis batas-batas galat solusi numerik.Terdapat banyak sumber galat, diantaranya tingkat ketelitian model matematika, sistem aritmetik komputer, dan kondisi yang digunakan untuk menghentikan proses pencarian solusi. Semua ini harus dipertimbangkan untuk menjamin ketelitian solusi akhir yang dihitung.
Metode Numerik adalah teknik-teknik yang digunakan untuk memformulasi kan masalah matematis agar dapat dipecahkan dengan operasi perhitungan
Tujuan Metode Numerik
Sebelum komputer digunakan untuk penyelesaian komputasi, dilakukan dengan berbagai metode yang memiliki kendala-kendala. Metode yang digunakan antara lain:- Metode Analitik, Solusi ini sangat berguna namun terbatas pada masalah sederhana. Sedangkan Masalah real yang komplek dan non linier tidak dapat diselesaikan.
- Metode Grafik, metode ini digunakan Sebagai pendekatan penyelesaian yang kompleks. Kendalanya bahwa metode ini Tidak akurat, sangat lama, dan banyak membutuhkan waktu.
- Kalkulator dan Slide Rules, Penyelesaian numerik secara manual. Cara ini cukup lama dan mungkin bisa terjadi kesalahan pemasukan data.
Manfaat Mempelajari Metode Numerik
Dengan mempelajari metode numerik diharapkan mahasiswa mampu:
- Mampu menangani sistem persamaan besar, Ketaklinieran dan geometri yang rumit, yang dalam masalah rekayasa tidak mungkin dipecahkan secara analitis.
- Mengetahui secara singkat dan jelas teori matematika yang mendasari paket program.
- Mampu merancang program sendiri sesuai permasalahan yang dihadapi pada masalah rekayasa.
- Metode numerik cocok untuk menggambarkan ketang guhan dan keterbatasan komputer dalam menangani masalah rekayasa yang tidak dapat ditangani secara analitis.
- Menangani galat (error) suatu nilai hampiran (aproksimasi) dari masalah rekayasa yang merupakan bagian dari paket program yang bersekala besar.
- Menyediakan sarana memperkuat pengertian matematika mahasisw. Karena salah satu kegunaannya adalah menyederhanakan matematika yang lebih tinggi menjadi operasi-operasi matematika yang mendasar
Metode Analitik versus Metode Numerik
Metode analitik disebut juga metode sejati karena memberikan solusi sejati (exact solution) atau solusi yang sesungguhnya, yaitu solusi yang memiliki galat (error) sama dengan nol! Sayangnya, metode analitik hanya unggul untuk sejumlah persoalan yang terbatas, yaitu persoalan yang memiliki tafsiran geometri sederhana serta bermatra rendah. Padahal persoalan yang muncul dalam dunia nyata seringkali nirlanjar serta melibatkan bentuk dan proses yang rumit. Akibatnya nilai praktis penyelesaian metode analitik menjadi terbatas.Bila metode analitik tidak dapat lagi diterapkan, maka solusi persoalan sebenarnya masih dapat dicari dengan menggunakan metode numerik. Metode numerik adalah teknik yang digunakan untuk memformulasikan persoalan matematik sehingga dapat dipecahkan dengan operasi perhitungan/aritmetika biasa (tambah, kurang, kali, dan bagi). Metode artinya cara, sedangkan numerik artinya angka. Jadi metode numerik secara harafiah berarti cara berhitung dengan menggunakan angka-angka.
Perbedaan utama antara metode numerik dengan metode analitik terletak pada dua hal. Pertama, solusi dengan menggunakan metode numerik selalu berbentuk angka. Bandingkan dengan metode analitik yang biasanya menghasilkan solusi dalam bentuk fungsi matematik yang selanjutnya fungsi mateamtik tersebut dapat
dievaluasi untuk menghasilkan nilai dalam bentuk angka.
Kedua, dengan metode numerik, kita hanya memperoleh solusi yang menghampiri atau mendekati solusi sejati sehingga solusi numerik dinamakan juga solusi hampiran (approxomation) atau solusi pendekatan, namun solusi
hampiran dapat dibuat seteliti yang kita inginkan. Solusi hampiran jelas tidak tepat sama dengan solusi sejati, sehingga ada selisih antara keduanya. Selisih inilah yang disebut dengan galat (error).
Pemodelan Matematik dan Pemecahan Masalah Rekayasa
Pemodelan matematik diperlukan untuk membantu menyelesaikan permasalahan rekayasa (permasalahan riil). Gambaran tahapan pemrosesan masalah rekayasa yang secara analitis sulit diselesaikan selanjutnya dibawa ke bentuk model matematik dan diselesaikan secara matematis, aljabar atau statistik dan komputasi.
Apabila telah diperoleh penyelesaian matematik proses selanjutnya mengimplementasikan hasil matematis ke masalah rekayasa sbb:
Dalam menangani masalah rekayasa(masalah riil) perlu melakukan :
- Membawa permasalahan rekayasa kedalam teori matematika (model matematika)
- Model matematika yang diperoleh diselesaikan dengan cara matematika yaitu digunakan komputasi, statistika dan matematika yang disebut dengan alat pemecah masalah.
- Hasil dari pemecah masalah masih berupa nilai numeris atau grafik
- Hasil numeris yang diperoleh diimplementasikan kembali ke permasalah semula (masalah rekayasa) sehingga dapat dipublikasikan sesuai dengan permasalahan yang dimaksud.
- Pendefinisian masalah (apa yang diketahui dan apa yang diminta).
- Pemodelan, Persoalan dunia nyata dimodelkan ke dalam persamaan matematika
- Penyederhanaan model, Model matematika yang dihasilkan dari tahap sebelumnya mungkin saja terlalu kompleks, yaitu memasukkan banyak peubah (variable) atau parameter. Semakin kompleks model matematikanya, semakin rumit penyelesaiannya. Mungkin beberapa andaian dibuat sehingga beberapa parameter dapat diabaikan. Model matematika yang diperoleh dari penyederhanaan menjadi lebih sederhana sehingga solusinya akan lebih mudah diperoleh.
- Formulasi numerik, Setelah model matematika yang sederhana diperoleh, tahap selanjutnya
adalah memformulasikannya secara numerik - Pemrograman, Tahap selanjutnya adalah menerjemahkan algoritma ke dalam program komputer
dengan menggunakan salah satu bahasa pemrograman yang dikuasai. - Operasional, Pada tahap ini, program komputer dijalankan dengan data uji coba sebelum data yang sesungguhnya.
- Evaluasi, Bila program sudah selesai dijalankan
dengan data yang sesungguhnya, maka hasil yang diperoleh diinterpretasi.
Interpretasi meliputi analisis hasil run dan membandingkannya dengan
prinsip dasar dan hasil-hasil empirik untuk menaksir kualitas solusi
numerik, dan keputusan untuk menjalankan kembali
program dengan untuk memperoleh hasil yang lebih baik.
Algoritma adalah merupakan sederetan(sequence) langkah logika yang diperlukan untuk melakukan suatu tugas tertentu seperti pemecahan masalah.
Algoritma yang baik mempunyai sejumlah kriteria berikut :
- Setiap langkah harus determinestik.
- Proses harus berakir setelah sejumlah berhingga langkah.
- Hasil akhir tidak boleh tergantung kepada siapa yang menjalani algoritma tersebut.
- Suatu algoritma tidak boleh berakhir terbuka.
- Algoritma harus cukup umum untuk menangani keperluan apapun.
Bagan alir ( flowchart)
Bagan alir merupakan pernyataan visual atau grafis suatu algoritma. Bagan alir menggunakan deretan blok dan anak panah, yang masing-masing menyatakan operasi atau langkah tertentu dalam algoritma. Anak panah menyatakan urutan bagaimana seharusnya operasi dijalankan.Manfaat bagan alir
- Dipakai untuk menyatakan dan mengkomunikasikan algoritma.
- Dapat membantu dalam perencanaan, menyelesaikan keruwetan.
- Mengkomunikasikan logika program.
- Merupakan wahana yang menarik untuk memvisualisasikan beberapa struktur yang mendasar yang diterapkan dalam pemrograman Komputer.
Peranan Komputer dalam Metode Numerik
Komputer berperan besar dalam perkembangan bidang metode numerik. Hal ini mudah dimengerti karena perhitungan dengan metode numerik adalah berupaoperasi aritmetika seperti penjumlahan, perkalian, pembagian, plus membuat perbandingan. Sayangnya, jumlah operasi aritmetika ini umumnya sangat banyakdan berulang, sehingga perhitungan secara manual sering menjemukan. Manusia (yang melakukan perhitungan manual ini) dapat membuat kesalahan dalam melakukannya. Dalam hal ini, komputer berperanan mempercepat proses perhitungan tanpa membuat kesalahan.
Penggunaan komputer dalam metode numerik antara lain untuk memprogram. Langkah-langkah metode numerik diformulasikan menjadi program komputer. Program ditulis dengan bahasa pemrograman tertentu, seperti FORTRAN, PASCAL, C, C++, BASIC, dan sebagainya.
Sebenarnya, menulis program numerik tidak selalu diperlukan. Di pasaran terdapat banyak program aplikasi komersil yang langsung dapat digunakan. Beberapa contoh aplikasi yang ada saat ini adalah MathLab, MathCad, Maple, Mathematica, Eureka, dan sebagainya. Selain itu, terdapat juga library yang berisi rutin-rutin yang siap digabung dengan program utama yang ditulis pengguna, misalnya IMSL (International Mathematical and Statistical Library) Math/Library yang berisi ratusan rutin-rutin metode numerik. Selain mempercepat perhitungan numerik, dengan komputer kita dapat mencoba berbagai kemungkinan solusi yang terjadi akibat perubahan beberapa parameter. Solusi yang diperoleh juga dapat ditingkatkan ketelitiannya dengan mengubahubah nilai parameter.
Kemajuan komputer digital telah membuat bidang metode numerik berkembang secara dramatis. Tidak ada bidang matematika lain yang mengalami kemajuan penting secepat metode numerik. Tentu saja alasan utama penyebab kemajuan ini adalah perkembangan komputer itu sendiri, dari komputer mikro sampai
komputer Cray, dan kita melihat perkembangan teknologi komputer tidak pernah berakhir. Tiap generasi baru komputer menghadirkan keunggulan seperti waktu, memori, ketelitian, dan kestabilan perhitungan. Hal ini membuat ruang penelitian semakin terbuka luas. Tujuan utama penelitian itu adalah pengembangan algoritma
numerik yang lebih baik dengan memanfaatkan keunggulan komputer semaksimal mungkin. Banyak algoritma baru lahir atau perbaikan algoritma yang lama didukung oleh komputer.
Bagian mendasar dari perhitungan rekayasa yang dilakukan saat ini adalah perhitungan “waktu nyata” (real time computing), yaitu perhitungan keluaran (hasil) dari data yang diberikan dilakukan secara simultan dengan event
pembangkitan data tersebut, sebagaimana yang dibutuhkan dalam mengendalikan proses kimia atau reaksi nuklir, memandu pesawat udara atau roket dan sebagainya. Karena itu, kecepatan perhitungan dan kebutuhan memori komputer adalah pertimbangan yang sangat penting. Jelaslah bahwa kecepatan tinggi, keandalan, dan fleksibilitas komputer memberikan akses untuk penyelesaian masalah praktek. Sebagai contoh, solusi sistem persamaan lanjar yang besar menjadi lebih mudah dan lebih cepat diselesaikan dengan komputer. Perkembangan yang cepat dalam metode numerik antara lain ialah penemuan metode baru, modifikasi metode yang sudah ada agar lebih mangkus, analisis teoritis dan praktis algoritma untuk proses perhitungan
baku, pengkajian galat, dan penghilangan jebakan yang ada pada metode.
Perbedaan Metode Numerik dengan Analisis Numerik
Untuk persoalan tertentu tidaklah cukup kita hanya menggunakan metode untuk memperoleh hasil yang diinginkan; kita juga perlu mengetahui apakah metode tersebut memang memberikan solusi hampiran, dan seberapa bagus hampiran itu . Hal ini melahirkan kajian baru, yaitu analisis numerik.Metode numerik dan analisis numerik adalah dua hal yang berbeda. Metode adalah algoritma, menyangkut langkah-langkah penyelesaian persoalan secara numerik, sedangkan analisis numerik adalah terapan matematika untuk menganalisis metode. Dalam analisis numerik, hal utama yang ditekankan adalah analisis galat dan kecepatan konvergensi sebuah metode. Teorema-teorema matematika banyak dipakai dalam menganalisis suatu metode. Di dalam perkuliahan ini, kita akan memasukkan beberapa materi analisis numerik seperti galat metode dan kekonvergenan metode. Tugas para analis numerik ialah mengembangkan dan menganalisis metode
numerik. Termasuk di dalamnya pembuktian apakah suatu metode konvergen, dan menganalisis batas-batas galat solusi numerik.Terdapat banyak sumber galat, diantaranya tingkat ketelitian model matematika, sistem aritmetik komputer, dan kondisi yang digunakan untuk menghentikan proses pencarian solusi. Semua ini harus dipertimbangkan untuk menjamin ketelitian solusi akhir yang dihitung.
Materi Metode Numerik
- Pendahuluan Metode Numerik
- Galat
- Solusi Persamaan Non-Linier
- Persamaan Non-Linier
- Metode Biseksi
- Metode Regula Falsi
- Metode Sekan
- Metode Iterasi Titik Tetap
- Metode Newton – Raphson
- Solusi Persamaan Linier Simultan
- Sistim Persamaan Linier
- Metode Eliminasi Gauss.
- Metode Gauss-Jordan.
- Iterasi Gauss-Seidel.
- Interpolasi
- Pengertian Interpolasi
- Polinomial (linier dan kuadrat)
- Lagrange
- Interpolasi Newton – Selisih hingga
- Newton – Selisih bagi
- Integrasi Numerik
- Pengertian Integrasi
- Metode Empat Persegi Panjang.
- Metode Titik Tengah
- Trapesium
- Simpson
- Kwadratur Gauss
Langganan:
Komentar (Atom)


