Komputasi dan Parallel Processing

Tugas 4:

KOMPUTASI DAN PARALLEL PROCESSING

A.  Pengertian Komputasi

Setiap jenis perhitungan atau penggunaan teknologi komputer dalam pengolahan informasi. Perhitungan adalah proses setelah yang jelas model yang dipahami dan dinyatakan dalam suatu algoritma , protokol , topologi jaringan , dll Perhitungan juga merupakan subyek utama dari ilmu komputer : menyelidiki apa yang dapat atau tidak dapat dilakukan dengan cara komputasi.

Perhitungan dapat diklasifikasikan oleh setidaknya tiga kriteria ortogonal: digital vs analog , sekuensial vs paralel vs bersamaan , bets vs interaktif. Dalam prakteknya, perhitungan digital sering digunakan untuk mensimulasikan proses alam (misalnya, perhitungan Evolusi ), termasuk yang lebih alami dijelaskan oleh model analog perhitungan (misalnya, jaringan syaraf tiruan ).

Ilmu atau sains berdasarkan objek kajiannya dibedakan antara Fisika, Kimia, Biologi dan Geologi. Ilmu dapat pula digolongkan berdasarkan metodologi dominan yang digunakannya, yaitu ilmu pengamatan/percobaan (observational/experimental science), ilmu teori (theoretical science) dan ilmu komputasi (computational science). Yang terakhir ini bisa dianggap bentuk yang paling baru yang muncul bersamaan dengan perkembangan kekuatan pemrosesan dalam komputer dan perkembangan teknik-teknik metode numerik dan metode komputasi lainnya.

Dalam ilmu (sains) tradisional seperti Fisika, Kimia dan Biologi, penggolongan ilmu berdasarkan metodologi dominannya juga mewujud, yang ditunjukkan dengan munculnya bidang-bidang khusus berdasarkan penggolongan tsb. lengkap dengan jurnal-jurnal yang relevan untuk melaporkan hasil-hasil penelitiannya. Sebagai contoh dalam kimia, melengkapi kimia percobaan (experimental chemistry) dan kimia teori (theoretical chemistry), berkembang pula kimia komputasi (computational chemistry), seperti juga di bidang Biologi dikenal Biologi Teori (theoretical biology) serta Biologi Komputasi (computational biology), lengkap dengan jurnalnya seperti Journal of Computational Chemistry dan Journal of Computational Biology. Cara penggolongan yang digunakan berbeda dengan cara penggolongan lain berdasarkan objek kajian, seperti penggolongan kimia atas Kimia Organik, Kimia Anorganik, dan Biokimia.

Walaupun dengan titik pandang yang berbeda, ilmu komputasi sebagai bentuk ketiga dari ilmu (sains) telah banyak disampaikan oleh berbagai pihak, antara lain Stephen Wolfram dengan bukunya yang terkenal: A New Kind of Science, dan Jürgen Schmidhuber.

Komputasi sains merupakan salah satu cabang ilmu komputasi. Secara umum komputasi sains mengkaji aspek-aspek komputasi untuk aplikasi / memecahkan masalah di bidang sains lain, seperti fisika, kimia, biologi dan lain-lain.

Di Indonesia sudah banyak pertemuan atau kegiatan ilmiah terkait dengan komputasi, tetapi umumnya lebih terkait dengan aspek teknologi informasi. Sedangkan kajian di komputasi sains masih sangat kurang. Hal ini tidak mengherankan karena komputasi sains lebih condong sebagai kajian teori murni, sehingga komunitasnya masih sangat terbatas seperti halnya fisika teori. Hanya ada satu kegiatan ilmiah yang terkait langsung dan fokus pada kajian komputasi sains, yaitu Workshop on Computational Science yang diadakan rutin setiap tahun oleh konsorsium yang tergabung dalam Masyarakat Komputasi Indonesia - MKI.

Selain itu, telah tersedia juga portal ilmiah untuk publik terkait dengan komputasi sains, yaitu komputasi. Jurnal di Indonesia yang fokus pada topik komputasi adalah Journal of Theoretical and Computational Studies JTCS. Jurnal ini merupakan kolaborasi dari MKI dan GFTI

PARALEL PROCESSING

Pemrosesan parallel dalam komputer, merupakan pengolahan dari program instruksi dengan membagi di antara beberapa processor dengan tujuan untuk menjalankan program dalam waktu singkat.

Sebuah program komputasi-intensif yang memakan waktu satu jam untuk menjalankan dan menyalin program tape yang mengambil satu jam untuk menjalankan akan mengambil total keseluruhan dua jam untuk menjalankan. Bentuk awal dari pemrosesan parallel memungkinkan eksekusi interleaved kedua program bersama-sama. Komputer akan memulai operasi I/O dan sementara itu sedang menunggu operasi untuk menyelesaikan, itu akan mengeksekusi program processor-intensive. Waktu eksekusi total untuk kedua pekerjaan tersebut akan menjadi kurang lebih satu jam.

Peningkatan berikutnya merupakan multiprogramming. Dalam sistem multiprogramming, beberapa program telah dikirim pengguna yang masing-masing diperbolehkan untuk menggunakan processor dalam waktu yang singkat. Untuk pengguna tampak bahwa semua program yang dilaksanakan pada saat yang sama. Masalah pertama muncul pertentangan sumber daya di sistem ini. Permintaan eksplisit untuk sumber daya menyebabkan masalah dari kebuntuan. Kompetisi untuk sumber daya pada mesin tanpa melanggar instruksi mengarah pada rutin critical section.

Langkah berikutnya dalam pengolahan parallel adalah pengenalan multiprocessing. Dalam sistem ini, dua atau lebih processor berbagi pekerjaan yang akan dilakukan. Versi awal memiliki master/slave konfigurasi. Salah satu processor (master) diprogram untuk bertanggung jawab atas semua pekerjaan dalam sistem, sementara yang lainnya hanya melakukan tugas-tugas yang diberikan oleh master. Pengaturan ini diperlukan karena tidak mengerti bagaimana mesin dalam program dapat berkerja bersama dalam pengolaan sumber daya sistem.

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.

Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU. Tujuan utama dari pemrograman paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.

Sebagian besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu. Bahkan juga ada komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapat melakukan parallel processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun, parallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut distributed processing software. Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel computing.

KONSEP KOMPUTASI PARALLEL PROCESSING

Paralel Processing adalah kemampuan menjalankan tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan secara simultan atau bersamaan pada sebuah komputer. Secara umum, ini adalah sebuah teknik dimana sebuah masalah dibagi dalam beberapa masalah kecil untuk mempercepat proses penyelesaian masalah.

Terdapat dua hukum yang berlaku dalam sebuah parallel processing. yaitu:

a.   Hukum Amdahl: Amdahl berpendapat, “Peningkatan kecepatan secara paralel akan menjadi linear, melipatgandakan kemampuan proses sebuah komputer dan mengurangi separuh dari waktu proses yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah masalah.”

b.   Hukum Gustafson: Pendapat yang dikemukakan Gustafson hampir sama dengan Amdahl, tetapi dalam pemikiran Gustafson, sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atau lebih mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan faktor eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan proses tiap-tiap mesin yang digunakan.

TUJUAN KOMPUTASI PARALEL

Tujuan dari komputasi paralel adalah meningkatkan kinerja komputer dalam menyelesaikan berbagai masalah. Dengan membagi sebuah masalah besar ke dalam beberapa masalah kecil, membuat kinerja menjadi cepat.

Formula komputasi paralel yang diajukan pada hukum Amdahl

Dimana a adalah banyaknya paralel yang terjadi. Secara teori, artinya proses penyelesaian masalah menjadi lebih cepat dengan menggunakan komputasi paralel.

Salah satu jenis penggunaan komputasi paralel adalah: PVM(Parallel Virtual Machine) Merupakan sebuah perangkat lunak yang mampu mensimulasikan pemrosesan paralel pada jaringan.

MODEL KOMPUTASI PARALEL.

1.   Embarasingly Parallel adalah pemrograman paralel yang digunakan pada masalah-masalah yang bisa diparalelkan tanpa membutuhkan komunikasi satu sama lain. Sebenarnya pemrograman ini bisa dibilang sebagai pemrograman paralel yang ideal, karena tanpa biaya komunikasi, lebih banyak peningkatan kecepatan yang bisa dicapai.

2.   Taksonomi dari model pemrosesan paralel dibuat berdasarkan alur instruksi dan alur data yang digunakan:

A.   SISD (Single Instruction Single Datapath) merupakan prosesor tunggal, yang bukan paralel.

B.   SIMD (Single Instruction Multiple Datapath)alur instruksi yang sama dijalankan terhadap banyak alur data yang berbeda. Alur instruksi di sini kalau tidak salah maksudnya ya program komputer itu. trus datapath itu paling ya inputnya, jadi inputnya lain-lain tapi program yang digunakan sama.

C.   MIMD (Multiple Instruction Multiple Datapath)alur instruksinya banyak, alur datanya juga banyak, tapi masing-masing bisa berinteraksi.

D.  MISD (Multiple Instruction Single Datapath)alur instruksinya banyak tapi beroperasi pada data yang sama.

HUBUNGAN KOMPUTASI MODERN DENGAN PARALLEL PROCESSING

Hubungan antara komputasi modern dan parallel processing sangat berkaitan, karena penggunaan komputer saat ini atau komputasi dianggap lebih cepat dibandingkan dengan penyelesaian masalah secara manual. Dengan begitu peningkatan kinerja atau proses komputasi semakin diterapkan, dan salah satu caranya adalah dengan meningkatkan kecepatan perangkat keras. Dimana komponen utama dalam perangkat keras komputer adalah processor. Sedangkan parallel processing adalah penggunaan beberapa processor (multiprocessor atau arsitektur komputer dengan banyak processor) agar kinerja computer semakin cepat.

Pengolahan paralel istilah digunakan untuk mewakili kelas besar teknik yang digunakan untuk memberikan tugas pengolahan simultan data untuk tujuan meningkatkan kecepatan komputasi dari sistem komputer. Keuntungan: waktu eksekusi lebih cepat, throughput jadi lebih tinggi.
Kekurangan: perangkat keras lainnya yang dibutuhkan, kebutuhan daya juga lebih. Tidak baik untuk daya rendah dan perangkat mobile.

Sehingga dikarenakan adanya keuntungan dan kemampuan dari parallel processing, maka dianggap parallel processing adalah salah satu teknik komputasi modern.

DAFTAR PUSTAKA:

1.   http://yoslanif.blogspot.com/2017/03/review-website-perusahaan-yang.html

2.   https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi

3.   https://id.wikipedia.org/wiki/Teori_komputasi

4.   http://hilmantan.blogspot.com/2017/06/komputasi-dan-parallel-processing.html

5.   https://raraqra.wordpress.com/2016/05/21/komputasi-modern-dan-paralel-processing-serta-hubungannya/

TANGGAPAN SAYA:

·         Kelebihan

Pada artikel diatas menjelaskan mengenai Komputasi dan Parallel Processing. Dapat ditarik kesimuplan bahwa Artikel Komputasi dan Parallel Processing memiliki beberapa kelebihan diantaranya sebagai berikut :

1.   Mudah di pahami oleh pembaca

pada artikel ini menjelaskan beberapa definisi mengenai komputasi dan parallel processing. Sehingga dari segi pengertiannya mudah dipahami oleh pembaca.

2.   Penjelasan mengenai komputasi parallel processing dengan cukup lengkap.

Artikel mengenail parallel cukup lengkap di jelaskan Mulai dari hukum yang berlaku, konsep, tujuan, hingga model komputasi

3.   Penjabaran mengenai komputasi modern dan parallel processing cukup jelas.

Pada artikel ini adanya penjabaran lengkap tentang Hubungan antara komputasi modern dengan paralel processing.

·         Kekurangan

Pada artikel diatas menjelaskan mengenai Komputasi dan Parallel Processing. Dapat ditarik kesimuplan bahwa Artikel Komputasi dan Parallel Processing memiliki beberapa kekurangan diantaranya sebagai berikut :

1.   Tidak terlalu lengkap dalam menjabarkan materi komputasi dan parallel processing karena didalam artikel diatas cuma ada pengertian dari masing-masing materi.

2.   perbedaan penjelasan yang masih kurang perbandingannya dikarenakan minimnya informasi tentang artikel ini.

3.   penjelasan hanya pada komputasi parallel processing sedangkan komputasi sendiri tidak dibahas. Sehingga, perbedaan antara keduanya agak sulit dimengerti

4.  Kurangnya gambar dalam menjelaskan setiap pengertian atau definisi yang ada