Analisa Komputasi Paralel Biologi ("KOMPUTASI PARALEL MULTIPLE SEQUENCE ALIGNMENT")

Makalah (Tesis) Komputasi Paralel Biologi

Judul : Komputasi Paralel Multiple Sequence Alignment menggunakan Message Passing Interface

Penulis : RAMDAN SATRA, Tahun Terbit 2014

Ananlisis

 

Pemrograman Paralel

Pengembangan perangkat lunak untuk komputasi paralel ada 4 cara :

1. Mengembangkan compiler yang sudah ada dengan mengubah program sekuensial menjadi program paralel
2. Menambahkan  fungsi  baru  pada  bahasa  pemrograman yang  sudah  ada  yang memungkinkan pengguna untuk mengekspresikan paralelisme
3. Menambahkan layer paralel di bahasa pemrograman sekuensial
4. Membuat bahasa dan compiler paralel yang baru         

Metode untuk algoritme pemrograman paralel yang digunakan pada makalah ini adalah foster's methodology, yang memiliki 4 tahapan :

1. Partitioning

Partitioning merupakan proses membagi komputasi dan data menjadi potongan-potongan (pieces) atau tugas-tugas (task-task)

2. Communication

Bentuk  komunikasi  pada  paralel  ada  dua  macam  yaitu  komunikasi  lokal dan komunikasi global. Secara umum komunikasi pada komputasi paralel adalah melakukan komunikasi antara tugas-tugas (task-task) untuk melakukan komputasi pengolahan data

3. Agglomeration

Agglomeration merupakan proses mengabungkan task-task. Penggabungan task  dibutuhkan  untuk  mengatur pemberian  beban  kerja  untuk  prosesor.  Ketika data yang diproses besar maka dibutuhkan pengelompokan task untuk mengolah data yang nantinya akan dibagi ke semua prosesor.

4. Mapping

Mapping merupakan  tahap  akhir  dari foster's  methodology, Pada  tahap  ini task-task  yang  telah  digabungkan  akan  ditentukan  diproses oleh prosesor yang mana. Tujuan  dari mapping  adalah  memaksimalkan  penggunaan  prosesor  dan meminimalkan komunikasi antar prosesor

Analisa akhir

berdasarkan tesis yang saya baca, penulis mencoba membandingkan   hasil   komputasi multiple   sequence alignment  pada  satu  komputer  dibandingkan  dengan  beberapa  komputer  dengan melihat waktu eksekusi, speedup dan efficiency.

1. Speedup komputasi pada pemrograman paralel adalah dengan   membandingakan   waktu   eksekusi   secara   sekuensial   dengan   waktu eksekusi  paralel,
2. Efficiency komputasi  pemrograman paralel  didapatkan  dengan  membandingkan  waktu  eksekusi  secara  sekuensial dengan  waktu  eksekusi  paralel  dikalikan  penggunaan  prosesor. 

Sumber (Tesis) : https://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/73544

Analisa Jurnal Quantum Komputasi Biologi

Jurnal Kuantum Komputasi Biologi Judul Jurnal : Is the Brain a Quantum Computer? Penulis : Abninder Litt, Chris Eliasmith, Frederick W. Kroon, Steven Weinstein, Paul Thagard Tahun Terbit : 2005 

Abstrak 

We argue that computation via quantum mechanical processes is irrelevant to explaining how brains produce thought, contrary to the ongoing speculations of many theorists. First, quantum effects do not have the temporal properties required for neural information processing. Second, there are substantial physical obstacles to any organic instantiation of quantum computation. Third,there is no psychological evidence that such mental phenomena as consciousness and mathematical thinking require explanation via quantum theory.We conclude that understanding brain function is unlikely to require quantum computation or similar mechanisms. 

Kesimpulan

Penulis berpendapat bahwa perhitungan melalui proses mekanisme kuantuk tidak relevan untuk menjelaskan bagaimana otak menghasilkan pikiran, bertentangan dengan spekulasi yang sedang berlangsung dari banyak teori. 

Pertama, efek kuantum tidak memiliki sifat-sifat duniawi yang diperlukan untuk pengolahan informasi saraf. 

Kedua, ada hambatan fisik besar untuk setiap Instansiasi organik dari kuantum computation. 

Ketiga, tidak ada bukti psikologis bahwa fenomena mental seperti kesadaran dan pemikiran matematika membutuhkan penjelasan melalui quantum theory. 

Penulis menyimpulkan bahwa fungsi pemahaman otak mungkin membutuhkan komputasi kuantum atau mekanisme yang sama. 
Berdasarkan jurnal tersebut ada 3 alasan mengapa mekanisme proses quantum tidak berkaitan dengan proses kerja otak pada manusia. 

1. Computation Bahwa mekanisme kuantum tidak mungkin memainkan peran dalam pengolahan informasi di otak. 

2. Bilogical Bahwa ada beberapa alasan mengapa fungsi penting dari sistem organik seperti otak seharusnya tidak memerlukan penjelasan mekanika kuantum. 

3. Psychological Bahwa tidak ada alasan untuk percaya bahwa komputasi kuantum kontribusi untuk fenomena mental. 

Dapat disimpulkan bahwa dugaan bahwa otak adalah semacam komputer kuantum lebih rendah daripada hipotesis komputasi neuro, yang menyatakan bahwa otak menghasilkan fenomena mental dengan cara proses saraf yang encode, mengubah, dan decode informasi yang diwakili oleh pola aktivitas saraf. 

sumber : https://masdimkhanza.wordpress.com/2017/07/12/analisa-jurnal-quantum-komputasi-biologi/

Jurnal : http://cogsci.uwaterloo.ca/Articles/quantum.pdf

Pengantar Komputasi Modern Tema Biologi (BioTeknologi)

Rangkuman Makalah BioTeknologi

BAB 1

PENDAHULUAN 

A.    Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat cepat memberi pengaruh kepada pola kehidupan manusia.Bagaimanapun tidak dapat dipungkiri bahwasannya sebagian besar aspek kehidupan manusia telah memanfaatkan teknologi. Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, jamur, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa.

 Pada akhir tahun 1970-an, bioteknologi mulai dikenal sebagai salah satu revolusi teknologi yang sangat menjanjikan. Pentingnya bioteknologi secara strategis dan potensinya untuk kontribusi dalam bidang pertanian, pangan, kesehatan, sumber daya alam dan lingkungan mulai menjadi kenyataan yang semakin berkembang. Secara tidak langsung bioteknologi dapat membantu meningkatkan kesejahteraan hidup manusia juga. Akan tetapi, perlu kita sadari bahwa perkembangan bioteknologi yang bervariasi ini belum dapat menjamin peningkatan kesejahteraan hidup manusia. Karena masih banyak masyarakat yang tingkat perekonomiannya rendah sehingga penggunaan bioteknologi belum dapat dirasakan oleh semua lapisan masyarakat. Namun demikian, banyaknya penggunaan hasil-hasil bioteknologi belum diimbangi dengan pengetahuan masyarakat tentang pengertian dari bioteknologi. Jadi masyarakat hanya memanfaatkan hasil-hasil dari bioteknologi tanpa mengetahui secara pasti apa itu bioteknologi. 

BAB 2

PEMBAHASAN

 

 A. Pengertian Bioteknologi

Apa yang kamu ketahui tentang bioteknologi? Apa sih pengertian bioteknologi? Bioteknologi adalah prinsipprinsip dari ilmu dan teknologi untuk memproses materi melalui agen biologi agar dapat meningkatkan nilai tambah. Bioteknologi adalah pemanfaatan biologi untuk kesejahteraan umat manusia. Mungkin kamu belum menyadari bahwa tempe yang menjadi makanan keluarga, mudah didapat dan murah adalah hasil dari bioteknologi. Adanya tempe membuktikan bahwa bioteknologi tidak serumit apa yang kita bayangkan dan tidak selamanya membutuhkan dana yang besar. Tahukah kamu bahwa bioteknologi mengalami kemajuan yang sangat pesat. Semua orang berlomba-lomba melakukan rekayasa genetika, yaitu dengan menyisipkan sepotong gen yang memiliki sifat tertentu ke dalam sel lain. Rekayasa genetika ini disebut dengan DNA rekombinan. Misalnya memanfaatkan bakteri untuk menghasilkan insulin, memanfaatkan jamur untuk dapat menghasilkan antibiotika seperti penisilin, dan memanfaatkan virus untuk menghasilkan vaksin. (WIKIPEDIA INDONESIA)

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa Dewasa ini, perkembangan bioteknologi tidak hanya didasari pada biologisemata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain, seperti biokimia, komputer, biologi molekular, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, bioteknologi adalah ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioteknologi berasal dari dua kata, yaitu 'bio' yang berarti makhuk hidup dan 'teknologi' yang berarti cara untuk memproduksi barang atau jasa. Dari paduan dua kata tersebut European Federation of Biotechnology (1989) mendefinisikan bioteknologi sebagai perpaduan dari ilmu pengetahuan alam dan ilmu rekayasa yang

bertujuan meningkatkan aplikasi organisme hidup, sel, bagian dari organisme hidup, dan/atau analog molekuler untuk menghasilkan produk dan jasa (Goenadi & Isroi, 2003).

B. Jenis - Jenis Bioteknologi

Bioteknologi dibagi menjadi dua, yaitu :

1.      Bioteknologi Konvensional

Bioteknologi konvensional adalah paraktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana, tanpa adanya rekayasa genetika. Contoh produknya bir, wine, tuak, sake, yoghurt, roti, keju, tempe dll.

Kelebihan : 

1. Relatif murah
2. Teknologi genetic sederhana
3. Pengaruh jangka panjang umumnya sudah diketahui karena sistemnya sudah mapan

Kekurangan:

1. Perbaikan sifat genetik tidak terarah
2. Tidak dapat mengatasi ketidaksesuaian genetik (inkompatibilitas)
3. Hasil tidak dapat diperkirakan sebelumnya
4. Memerlukan waktu lebih lama

2.    Bioteknologi Modern

Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa DNA, selain memanfaatkan dasar Mikrobiologi dan Biokimia. Penerapan bioteknologi modern juga mencangkup berbagai aspek kehidupan, misalnya ternak unggul hasil manipulasi genetik (peternakan), buah tomat hasil manipulasi genetik  yang tahan lama (pangan), tanaman jagung dan kapas yang resisten terhadap serangan penyakit tertentu (pertanian), hormone insulin yang dihasilkan oleh E. coli (kedokteran dan farmasi).

Kelebihan : 

1. Perbaikan sifat genetik dilakukan secara terarah
2. Dapat mengatasi kendala ketidaksesuaian genetic
3. Hasil dapat diperhitungan
4. Dapat menghasilkan jasad baru dengan sifat baru yang tidak ada pada jasad alami
5. Dapat memperpendek jangka waktu pengembangan galur tanaman baru
6. Dapat  meningkatkan kualitas

Kekurangan:

1. Relatif mahal
2. Memerlukan kecanggihan teknologi
3. Pengaruh jangka panjang belum diketahui

SUMBER :

1. http://mediainstanbelajar.blogspot.com/2017/04/makalah-bioteknologi-modern-biologi.html

2. https://idoc.pub/documents/makalah-bioteknologi-konvensional-dan-modern-ylyxjwy2vqnm