NAMA : DIKA MARYANTO
NPM : 52413446
KELAS : 4IA21
A. KOMPUTASI.
PENGERTIAN KOMPUTASI
Komputasi
sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari
data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut
dengan teori komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika.
Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan
menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara
mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan
komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer.
Secara
umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada
penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan
komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam
penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai
bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai
bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan
prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.
Bidang
ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi,
komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan
percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu
alam, pendekatan ilmu komputasi dapat memberikan berbagai pemahaman baru,
melalui penerapan model-model matematika dalam program komputer berdasarkan
landasan teori yang telah berkembang, untuk menyelesaikan masalah-masalah nyata
dalam ilmu tersebut.
·
Kelahiran
Ilmu
atau sains berdasarkan obyek 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 obyek 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
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 – MK.
B. PENGERTIAN
PARALLEL PROCESSING
Pemrosesan
paralel (parallel processing) adalah penggunakan lebih dari satu CPU untuk
menjalankan sebuah program secara simultan. Idealnya, parallel processing
membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yang digunakan.
Tetapi dalam praktek, seringkali sulit membagi program sehingga dapat
dieksekusi oleh CPU yang berbea-beda tanpa berkaitan di antaranya.
Komputasi
paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan
memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Biasanyadiperlukan 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.
Komputasi
paralel membutuhkan:
- algoritma
- bahasa pemrograman
- compiler
Sebagai
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.
Contoh
struktur pengiriman permintaan dan jawaban dari parallel processing
§ Aristektur
Komputer Parallel
§ Taksonomi
Flynn dan model pemrosesan parallel
Keempat
kelompok komputer tersebut adalah :
1.
Komputer SISD (Single Instruction stream-Single Data stream)
Pada
komputer jenis ini semua instruksi dikerjakan terurut satu demi satu, tetapi
juga dimungkinkan adanya overlapping dalam eksekusi setiap bagian instruksi
(pipelining). Pada umumnya komputer SISD berupa komputer yang terdiri atas satu
buah pemroses (single processor). Namun komputer SISD juga mungkin memiliki
lebih dari satu unit fungsional (modul memori, unit pemroses, dan lain-lain),
selama seluruh unit fungsional tersebut berada dalam kendali sebuah unit
pengendali. Skema arsitektur global komputer SISD dapat dilihat pada gambar .
2.
Komputer SIMD (Single Instruction stream-Multiple Data stream)
Pada
komputer SIMD terdapat lebih dari satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh
sebuah unit pengendali yang sama. Seluruh elemen pemrosesan menerima dan
menjalankan instruksi yang sama yang dikirimkan unit pengendali, namun
melakukan operasi terhadap himpunan data yang berbeda yang berasal dari aliran
data yang berbeda pula. Skema arsitektur global komputer SIMD dapat dilihat
pada gambar .
3.
Komputer MISD (Multiple Instruction stream-Single Data stream)
Komputer
jenis ini memiliki n unit pemroses yang masing-masing menerima dan
mengoperasikan instruksi yang berbeda terhadap aliran data yang sama,
dikarenakan setiap unit pemroses memiliki unit pengendali yang berbeda. Keluaran
dari satu pemroses menjadi masukan bagi pemroses berikutnya. Belum ada
perwujudan nyata dari komputer jenis ini kecuali dalam bentuk prototipe untuk
penelitian. Skema arsitektur global komputer MISD dapat dilihat pada gambar .
4.
Komputer MIMD (Multiple Instruction stream-Multiple Data stream)
Pada
sistem komputer MIMD murni terdapat interaksi di antara n pemroses. Hal ini
disebabkan seluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama
bagi semua pemroses. Komputer MIMD bersifat tightly coupled jika tingkat
interaksi antara pemroses tinggi dan disebut loosely coupled jika tingkat
interaksi antara pemroses rendah.
Paralel
prosessing komputasi adalah proses atau pekerjaan komputasi di komputer dengan
memakai suatu bahasa pemrograman yang dijalankan secara paralel pada saat
bersamaan. Secara umum komputasi paralel diperlukan untuk meningkatkan
kecepatan komputasi bila dibandingkan dengan pemakaian komputasi pada komputer
tunggal.
Berikut
ini adalah gambar perbedaan antara komputasi tunggal dengan parallel komputasi
:
Ø Komputasi
Tunggal / serial
Ø Komputasi
Paralel
Ø Message
Passing Interface (MPI).
Secara
umum, langkah implementasi komputasi parallel sebagai berikut :
1.
Jalankan PVM daemon pada setiap mesin dalam cluster
2.
Jalankan program master pada master daemon
3.
Master daemon akan menjalankan proses slave.
C. HUBUNGAN ANTARA
KOMPUTASI DENGAN PARALLEL PROCESSING
Komputasi
Paralel merupakan teknik untuk melakukan komputasi secara bersamaan dengan
memanfaatkan beberapa komputer yang independen secara bersamaan. Biasanya
digunakan untuk kapasitas yang pengolahan data yang sangat besar (lingkungan
industri, bioinformatika dll) atau karena tuntutan komputasi yang banyak. Pada
kasus yang kedua biasanya ditemukannya kalkulasi numerik untuk menyelesaikan
persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimai
komputasi) dll. Untuk melakukan berbagai jenis komputasi paralel diperlukan
infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang nantinya
dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk
menyelesaikan suatu masalah. Untuk itu maka digunakannya perangkat lunak
pendukung yang biasa disebut middleware yang berperan untuk mengatur distribusi
antar titik dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat
pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi. Salah satu middleware yang
asli dikembangkan di Indonesia adalah OpenPC yang dipelopori oleh GFTK LIPI dan
diimplementasikan di LIPI Public Center.
Komputasi
paralel berbeda dengan multitasking. Multitasking itu sendiri adalah komputer
dengan processor tunggal yang dapat mengeksekusi beberapa tugas secara
bersamaan. Sedangkan komputasi paralel menggunakan beberapa processor atau
komputer. Selain itu komputasi paralel tidak menggunakan arsitektur Von
Neumann. Untuk lebih memperjelas lebih dalam mengenai perbedaan komputasi
tunggal (menggunakan 1 processor) dengan komputasi paralel (menggunakan
beberapa processor), maka kita harus mengetahui 4 model komputasi yang
digunakan, yaitu:
v SISD
Merupakan
singkatan dari Single Instruction, Single Data yaitu satu-satunya yang
menggunakan arsitektur Von Neumann, karena pada model ini hanya menggunakan 1
processor saja. Oleh karena itu model ini dikatakan sebagai model untuk
komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan komputasi paralel
yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer yang menggunakan
model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.
v SIMD
Merupakan
singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. Model ini menggunakan banyak
processor dengan instruksi yang sama, namun dengan data yang berbeda. Sebagai
contoh kita ingin mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100
angka, dan kita menggunakan 5 processor. Pada setiap processor kita menggunakan
algoritma atau perintah yang sama, namun data yang diproses berbeda. Misalnya
processor 1 mengolah data dari deretan / urutan pertama hingga urutan ke 20,
processor 2 mengolah data dari urutan 21 sampai urutan 40, begitu pun untuk
processor-processor yang lain. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model
SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2 dan
Cell Processor (GPU).
v MISD
Merupakan
singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak
processor dengan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini
merupakan kebalikan dari model SIMD. Sebagai contoh, dengan menggunakan kasus
yang sama pada contoh model SIMD namun cara untuk menyelesaikannya yang
berbeda. Pada MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga, keempat dan
kelima sama-sama mengolah data dari urutan 1-100, namun algoritma yang
digunakan untuk teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai saat
ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD.
v MIMD
Pada
Multiple Instruction, Multiple Data biasanya menggunakan banyak processor
dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang
berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan
komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah
IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM
BG/L.
Kesimpulan:
Artikel
diatas sudah menjelaskan secara singkat tentang pengertian dari parallel
processing. Pemrosesan paralel (parallel processing) adalah penggunakan lebih
dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan. Didalam artikel
diatas juga diberikan gambaran sedikit tentang perkembangan palalel processing
di Indonesia. Tapi dalam artikel diatas, kurang diberitahu kelebihan dan
kelemahan dari hubungan antara parallel processing dengan komputasi modern.
SUMBER
:
- https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
- https://giffarnurmansyah99.wordpress.com/2016/04/21/sejarah-dan-macam-macam-komputasi-modern/
- https://faris6593.blogspot.hk/2015/04/softskill-pengertian-komputasi-modern-dan-jenisnya.html
- nurul_a.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/44810/10+Parallel+Processing.docx
- https://en.wikipedia.org/wiki/Parallel_processing_(DSP_implementation)
- http://pisangrebusenak.blogspot.co.id/2013/06/pengertian-parallel-processing.html
- https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgD1LJiB9EvN2d6RMOJvibihDz2uD1iHYK3Xhye8sngvBmhrtkZbGvOnUGgATwZTwAEkLrwyDyWV8eJ-E1raZCJlZa4caZYQb_U9PaZHcssD13siP73ctCY8-1sXULOsTTPuA_RqaIT-3E/s1600/distributed-computing.jpg
- http://cdn4.explainthatstuff.com/serial-parallel-processing.png
- http://ecomputernotes.com/images/SIMD-Compuer.jpg
Tidak ada komentar:
Posting Komentar