KOMPUTASI MODEREN PARALEL PROCESSING

Komputasi Modern sebenarnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data yang diinput dengan menggunakan suatu algoritma. Memang istilah ini agak kurang familiar di telinga masyarakat pada umumnya. Hal inilah yang kemudian pula dikenal dengan istilah teori Komputasi. Teori Komputasi ini kemudian dimasukkan ke dalam suatu sub bidang dari ilmu komputer dan matematika.

Lalu mengapa harus ada embel-embel kata “Modern”, karena teknik komputasi yang dilakukan menggunakan komputer, baik itu dari sisi hardware maupun software. 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. Tujuan dari penggunaan komputer dalam melakukan komputasi ini tentunya dikarenakan kemampuan dari komputer untuk bisa melakukan penghitungan dan menyelesaikan tugas dengan cepat dan mudah.

Beberapa definisi lain dari sumber berbeda mengatakan bahwa secara umum, komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika, dan teknik penyelesaian numerik, serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah. 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. Oleh karenanya bidang ilmu komputasi modern ini dimasukkan ke dalam sub ilmu komputer.

Komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, yang menjadi perhitungan dari komputasi modern adalah :nai
- Akurasi (bit, Floating poin)
- Kecepatan (Dalam satuan Hz)
- Problem volume besar (Down sizing atau paralel)
- Modeling (NN dan GA)
- Kompleksitas (Menggunakan teori Big O)

Sejarah Komputasi Modern

Komputasi Modern pertama kali digagasi oleh John Von Neumann. Beliau di lahirkan di Budapest, ibukota Hungaria pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Mengapa Von Neumann ? Karena prinsip arsitektur beliau masih terus digunakan meskipun implementasi mesin dari sebuah tabung vakum, ke sirkuit terpadu (Integrated Circuit). Yang membuatnya tidak berubah adalah aliran informasi yang mengalir di dalam computer tersebut.

Arsitektur Von Neumann menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis (ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.
Pada dasarnya komputer arsitektur Von Neumann adalah terdiri dari
elemen sebagai berikut:
Prosesor, merupakan pusat dari kontrol dan pemrosesan instruksi pada komputer.
Memori, digunakan untuk menyimpan informasi baik program maupun data.
Perangkat input-output, berfungsi sebagai media yang menangkap respon dari luar serta menyajikan informasi keluar sistem komputer.

Contoh Komputasi Modern

• Konrad Zuse’s electromechanical “Z mesin”.Z3 (1941) sebuah mesin pertama menampilkan biner aritmatika, termasuk aritmatika floating point dan ukuran programmability. Pada tahun 1998, Z3 operasional pertama di dunia komputer itu di anggap sebagai Turing lengkap.

• Berikutnya Non-programmable Atanasoff-Berry Computer yang di temukan pada tahun 1941 alat ini menggunakan tabung hampa berdasarkan perhitungan, angka biner, dan regeneratif memori kapasitor.Penggunaan memori regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih seragam (berukuran meja besar atau meja kerja).

• Selanjutnya komputer Colossus ditemukan pada tahun 1943, berkemampuan untuk membatasi kemampuan program pada alat ini menunjukkan bahwa perangkat menggunakan ribuan tabung dapat digunakan lebih baik dan elektronik reprogrammable.Komputer ini digunakan untuk memecahkan kode perang Jerman.

• The Harvard Mark I ditemukan pada 1944, mempunyai skala besar, merupakan komputer elektromekanis dengan programmability terbatas.

• Lalu lahirlah US Army’s Ballistic Research Laboratory ENIAC ditemukan pada tahun 1946, komputer ini digunakan unutk menghitung desimal aritmatika dan biasanya disebut sebagai tujuan umum pertama komputer elektronik (ENIAC merupaka generasi yang sudah sangat berkembang di zamannya sejak komputer pertama Konrad Zuse ’s Z3 yang ditemukan padatahun 1941).

• Mobile computing (komputasi bergerak) merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel serta mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel. Berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia maupun alat. Contoh dari mobile computing adalah GPS, smart phone, dan sebagainya.

• Komputasi grid memanfaatkan kekuatan pengolahan idle berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses untuk menghitung satu pekerjaan. Pekerjaan itu sendiri dikontrol oleh satu komputer utama, dan dipecah menjadi beberapa tugas yang dapat dilaksanakan secara bersamaan pada komputer yang berbeda. Tugas-tugas ini tidak perlu saling eksklusif, meskipun itu adalah skenario yang ideal. Sebagai tugas lengkap pada berbagai unit komputasi, hasil dikirim kembali ke unit pengendali, yang kemudian collates itu membentuk keluaran kohesif.

• Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi. Abstraksi, sebagaimana dijelaskan sebelumnya, menghapus rincian kerja yang kompleks dari visibilitas. Semua yang terlihat adalah sebuah antarmuka, yang menerima masukan dan memberikan output. Bagaimana output ini dihitung benar-benar tersembunyi.

Sumber :
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2011/03/komputasi-modern-adalah%E2%80%A6/
http://beniputra.wordpress.com/2011/02/16/artikel-komputasi-modern/

Parallel Processing

Kemampuan pemrosesan secara parallel sebenarnya terinspirasi dari kemampuan cara kerja otak kita. Menurut kata dosesn pemrogramann parallel saya, otak manusia adalah mesin parallel paling canggih di dunia, yang pada saat bersamaan bisa memproses beberapa kerja / tasks sekaligus.

Misalnya:
saat kita mengerjakan ujian kuliah, mata kita membaca soal dari kertas ujian. Pada saat hampir bersamaan, otak kita mengartikan (encode) soal yang kita baca ke dalam memori yang tersimpan di otak, sambil berpikir apa yang diinginkan oleh soal tersebut dan bagaimana pemecahannya. Dan terkadang tanpa kita sadari tangan kita sudah mengerjakan soal tersebut, tanpa harus kita perintahkan dengan mulut.

Nah, dari contoh di atas ada baiknya kita untuk mendefinisikan parallel processing oleh otak kita, sebelum mendefinisikan proses parallel dalam computer.
“ Pengolahan paralel adalah kemampuan otak untuk secara bersamaan memproses rangsangan yang masuk yang berbeda-beda kualitas. Hal ini menjadi paling penting dalam visi, sebagai otak membagi apa yang dilihatnya menjadi empat komponen: warna, gerakan, bentuk, dan kedalaman. Ini individual dianalisis dan kemudian dibandingkan dengan kenangan yang tersimpan, yang membantu otak mengidentifikasi apa yang Anda lihat. Otak kemudian menggabungkan semua ini menjadi bidang pandang bahwa Anda melihat dan memahami. Pemrosesan paralel telah dikaitkan dengan beberapa psikolog eksperimental, dengan efek Stroop. Ini adalah operasi terus-menerus dan mulus.”

Parallel Processing pada Komputer

Parallel Processing adalah penggunaan lebih dari satu CPU atau inti prosesor secara simultan untuk mengeksekusi sebuah program atau banyak program dengan komputasi ganda. Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena ada mesin yang lebih (CPU atau core) menjalankannya.

Dalam praktek, seringkali sulit membagi program sedemikian rupa sehingga terpisah atau CPU core dapat mengeksekusi bagian yang berbeda tanpa mengganggu satu sama lain. Sebagian besar komputer hanya memiliki satu CPU, tetapi beberapa model memiliki beberapa chip prosesor, dan multi-core menjadi norma. Bahkan ada komputer dengan ribuan CPU.

Dengan single-CPU, single core komputer, adalah mungkin untuk melakukan proses pengolahan paralel dengan menghubungkan komputer dalam jaringan. Namun, jenis pemrosesan paralel membutuhkan perangkat lunak yang sangat canggih yang disebut perangkat lunak pengolah didistribusikan.

Perhatikan bahwa paralelisme berbeda dari konkurensi. Concurrency adalah istilah yang digunakan dalam sistem operasi dan database masyarakat yang mengacu pada milik suatu sistem di mana banyak tugas tetap aktif secara logis dan membuat kemajuan pada saat yang sama dengan interleaving urutan pelaksanaan tugas dan dengan demikian menciptakan ilusi sekaligus melaksanakan instruksi. Paralelisme, di sisi lain, adalah istilah yang biasanya digunakan oleh komunitas superkomputer untuk menggambarkan eksekusi yang secara fisik mengeksekusi secara bersamaan dengan tujuan untuk memecahkan masalah dalam waktu yang lebih atau pemecahan masalah yang lebih besar dalam waktu yang sama . Paralelisme mengeksploitasi konkurensi.

Hubungan antara Komputasi Modern dan Parallel Processing

Pemrosesan paralel juga disebut komputasi paralel. Dalam upaya lebih murah pengolahan komputasi paralel menyediakan alternatif pilihan yang layak. Waktu idle siklus prosesor di seluruh jaringan dapat digunakan secara efektif oleh perangkat lunak komputasi terdistribusi yang canggih. 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.

Sumber:
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi

Posted in: