Penjelasan Feedback (Umpan Balik) dalam Komputer

Dipublikasikan oleh Muhammad Ilham Maulana

21 Maret 2024, 09.18

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/File:General_Feedback_Loop.svg

Umpan balik terjadi ketika output dari suatu sistem diarahkan kembali sebagai input, membentuk sirkuit atau loop di dalam sistem. Proses ini memungkinkan sistem untuk memberi umpan balik ke dalam dirinya sendiri. Namun, menerapkan gagasan sebab-akibat pada sistem umpan balik memerlukan pertimbangan yang cermat.

Penalaran sebab-akibat yang sederhana menjadi tantangan dalam sistem umpan balik karena setiap sistem mempengaruhi sistem lainnya, menghasilkan argumen yang melingkar. Oleh karena itu, menganalisis sistem secara keseluruhan menjadi penting, karena penalaran sebab-akibat tradisional mungkin tidak dapat diterapkan. Seperti yang didefinisikan oleh Webster, umpan balik dalam bisnis melibatkan pengiriman informasi evaluatif atau korektif tentang suatu tindakan, peristiwa, atau proses kembali ke sumber asli atau sumber pengendali.

Sejarah Feedback

Mekanisme pengaturan sendiri telah ada sejak zaman kuno, dan konsep umpan balik mulai muncul dalam teori ekonomi di Inggris pada abad ke-18. Namun, hal ini tidak diakui secara universal sebagai konsep abstrak dan oleh karena itu tetap tidak memiliki nama pada saat itu.

Perangkat umpan balik buatan yang paling awal dikenal adalah katup pelampung, yang ditemukan pada tahun 270 SM di Alexandria, Mesir, untuk mempertahankan air pada tingkat yang konstan. Perangkat ini mendemonstrasikan prinsip umpan balik: permukaan air yang rendah membuka katup, dan saat air naik, perangkat ini memberikan umpan balik untuk menutup katup setelah level yang diinginkan tercapai. Proses siklus ini berulang saat ketinggian air berfluktuasi.

Pengatur sentrifugal digunakan untuk mengatur jarak dan tekanan antara batu kincir di kincir angin sejak abad ke-17. Pada tahun 1788, James Watt mendesain pengatur sentrifugal pertama untuk digunakan pada mesin uap setelah mendapat saran dari mitra bisnisnya, Matthew Boulton. Inovasi ini diperlukan oleh kebutuhan akan kontrol kecepatan yang lebih tepat pada mesin uap yang digunakan untuk berbagai aplikasi.

Pada tahun 1868, James Clerk Maxwell menulis makalah penting berjudul "On governors", yang secara luas dianggap sebagai karya klasik dalam teori kontrol umpan balik. Makalah Maxwell secara signifikan berkontribusi pada pengembangan teori kontrol dan matematika umpan balik.

Istilah "umpan balik" muncul pada awal abad ke-20, khususnya dalam konteks sirkuit elektronik. Pada tahun 1912, para peneliti yang menggunakan amplifier elektronik awal telah menemukan bahwa mengumpan balik sebagian sinyal output ke sirkuit input akan meningkatkan amplifikasi tetapi juga menyebabkan efek yang tidak diinginkan, seperti melolong atau bernyanyi. Tindakan mengumpan balik sinyal ini memunculkan istilah "umpan balik" yang berbeda pada tahun 1920.

Bidang sibernetika, yang muncul pada tahun 1940-an, berfokus pada studi mekanisme umpan balik sebab akibat yang melingkar.

Meskipun telah digunakan secara luas, ada perdebatan yang sedang berlangsung mengenai definisi terbaik dari umpan balik. Beberapa ahli teori lebih memilih definisi "sirkularitas tindakan", sementara yang lain menekankan aspek praktis dari umpan balik sebagai informasi yang digunakan untuk mengubah kesenjangan antara tingkat aktual dan referensi parameter sistem.

Jenis Feedback

Sistem pengaturan mandiri mempunyai sejarah yang panjang, dengan konsep umpan balik yang muncul dalam teori ekonomi pada abad ke-18. Perangkat umpan balik buatan paling awal, katup pelampung yang dikembangkan pada 270 SM, mencontohkan prinsip umpan balik dengan mempertahankan ketinggian air melalui penyesuaian siklus. Khususnya, gubernur sentrifugal diperkenalkan pada abad ke-17 untuk mengatur batu giling kincir angin, dan desain gubernur sentrifugal James Watt pada tahun 1788 menandai tonggak sejarah dalam penerapan umpan balik pada mesin uap.

Makalah James Clerk Maxwell tahun 1868 tentang gubernur meletakkan dasar penting bagi teori kontrol umpan balik. Istilah umpan balik "positif" dan "negatif" diciptakan sebelum Perang Dunia II. Umpan balik positif, meningkatkan penguatan penguat, dan umpan balik negatif, menguranginya, diperkenalkan dalam desain penguat elektronik. Namun terdapat kebingungan mengenai definisinya sehingga menimbulkan perbedaan penafsiran di kalangan ulama.

Terminologi umpan balik bervariasi antar disiplin ilmu, dengan definisi yang mencerminkan perubahan parameter atau sifat dan valensi tindakan atau efek. Dikotomi antara penguatan atau hukuman positif dan negatif semakin memperumit penafsiran. Bahkan dalam suatu disiplin ilmu, umpan balik dapat diberi label berbeda berdasarkan pengukuran atau nilai referensi.

Meskipun sistem sederhana mungkin menunjukkan umpan balik positif atau negatif yang berbeda, sistem kompleks dengan banyak putaran tidak dapat diklasifikasikan. Dalam kasus seperti itu, properti umpan balik menawarkan wawasan terbatas mengenai perilaku sistem. Selain umpan balik positif dan negatif, sistem sering kali menunjukkan perpaduan keduanya, dengan dominasi yang bergeser antar frekuensi atau status sistem.

Sistem biologis menampilkan umpan balik bipolar, di mana umpan balik positif dan negatif berinteraksi secara timbal balik. Umpan balik memainkan peran penting dalam sistem digital, memfasilitasi pembaruan negara dan mendorong perilaku kompleks, mulai dari hasil yang kacau hingga hasil yang dapat diprediksi.

Aplikasi Feedback

  • Mekanisme umpan balik memainkan peran penting di berbagai disiplin ilmu, memengaruhi perilaku sistem untuk memenuhi persyaratan tertentu. Dalam matematika dan sistem dinamis, umpan balik dapat menstabilkan, menyesuaikan respons, atau mempertahankan keteguhan, yang mengarah pada adaptasi sistem menuju tepi kekacauan.
  • Dalam fisika, umpan balik bermanifestasi melalui interaksi antarpartikel, yang berkontribusi pada pengurangan kebisingan, kontrol sinyal, dan pengaturan kondisi eksperimental. Sistem yang dikendalikan oleh umpan balik termodinamika, yang sering dikaitkan dengan setan Maxwell, telah menarik perhatian karena implikasinya terhadap pengurangan entropi dan peningkatan kinerja.
  • Sistem biologis sangat bergantung pada umpan balik untuk mempertahankan parameter dalam rentang optimal di tengah fluktuasi lingkungan. Sirkuit regulasi, yang mencakup loop umpan balik positif dan negatif, memastikan stabilitas sistem. Kegagalan dalam mekanisme umpan balik, seperti yang diamati pada kanker, dapat mengganggu fungsi jaringan dan kekebalan tubuh.
  • Mekanisme umpan balik juga memainkan peran penting dalam regulasi genetik, mempertahankan homeostasis, dan menstabilkan populasi hewan. Dalam zimologi, umpan balik mengatur aktivitas enzim, sedangkan dalam psikologi, loop umpan balik mendasari respons perilaku terhadap rangsangan.
  • Dalam ilmu iklim, loop umpan balik memengaruhi proses atmosfer, lautan, dan daratan, yang dicontohkan oleh loop umpan balik es-albedo. Teori kontrol secara ekstensif menggunakan umpan balik, terutama pada pengontrol PID, untuk mengatur dinamika sistem dan memastikan stabilitas.
  • Teknik mesin menampilkan contoh historis pemanfaatan umpan balik, mulai dari katup pelampung kuno yang mengatur aliran air hingga sistem autopilot modern. Teknik elektronik menggunakan umpan balik dalam desain komponen elektronik, dengan umpan balik negatif yang meningkatkan stabilitas dan akurasi sistem.
  • Dalam rekayasa perangkat lunak, loop umpan balik sangat penting untuk mengendalikan sistem perangkat lunak, memastikan sifat runtime, dan memandu adaptasi dan evolusi sistem. Loop otonom IBM mencontohkan aplikasi loop umpan balik dalam mendesain dan mengelola sistem perangkat lunak yang dinamis.

 

Disadur dari: en.wikipedia.org