Nama : Syahrul Setiyawan
NPM : 56415753
Kelas : 4IA11
Artikel Komputasi dan Parallel Processing
A. Komputasi
Komputasi
adalah algoritma yang digunakan untuk menemukan suatu cara dalam memecahkan
masalah dari sebuah data input. Data input disini adalah sebuah masukan yang
berasal dari luar lingkungan sistem. Komputasi ini merupakan bagian dari ilmu
komputer berpadu dengan ilmu matematika. Secara umum ilmu 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 secara umum, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau
berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk
menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar terhadap bidang ilmu yang
mendasari teori ini. 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.
Komputasi
modern bisa disebut sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan
menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer.
Oleh karena pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka
bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama
kali digagasi oleh John Von Neumann (1903-1957). Dalam kerjanya komputasi
modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan
yang dilakukan itu meliputi:
1) Akurasi
2) Kecepatan
3) ProblemVolume
Besar
4) Modelling
5) Kompleksitas
B. Parallel
Processing
Dalam
komputer, pemrosesan paralel merupakan pengolahan dari Program instruksi dengan
membagi mereka di antara beberapa prosesor dengan tujuan untuk menjalankan
program dalam waktu kurang. Dalam komputer paling awal, hanya satu program
berlari pada suatu waktu. Sebuah program komputasi-intensif yang memakan waktu
satu jam untuk menjalankan dan menyalin Program tape yang mengambil satu jam
untuk menjalankan akan mengambil total dua jam untuk menjalankan. Bentuk awal
dari pemrosesan paralel 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
prosesor-intensif. Waktu eksekusi total untuk dua pekerjaan akan menjadi
sedikit lebih dari satu jam.
Peningkatan
berikutnya multiprogramming . Dalam sistem multiprogramming, beberapa program
telah dikirim pengguna yang masing-masing diperbolehkan untuk menggunakan
prosesor untuk waktu yang singkat. Untuk pengguna tampak bahwa semua program
yang melaksanakan 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
dasi-melanggar instruksi mengarah pada rutin critical section.
Langkah
berikutnya dalam pengolahan paralel adalah pengenalan multiprocessing . Dalam
sistem ini, dua atau lebih prosesor berbagi pekerjaan yang akan dilakukan.
Versi awal memiliki master / slave konfigurasi. Salah satu prosesor (master)
diprogram untuk bertanggung jawab atas semua pekerjaan dalam sistem, yang lain
(budak) dilakukan hanya tugas-tugas itu diberikan oleh master. Pengaturan ini
diperlukan karena tidak kemudian mengerti bagaimana program mesin sehingga mereka
bisa bekerja sama dalam pengelolaan sumber daya sistem.
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:
·
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.”
·
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.
C. Hubungan
antara komputasi modern dengan paralel processing
Komputasi
Paralel merupakan teknik untuk melakukan komputasi secara bersamaan dengan
memanfaatkan beberapa computer 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 computer 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 indonesi 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:
1) 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.
2) 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).
3) 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.
4) 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.
Jadi, sudah jelas tertera
bahwa hubungan dari Komputasi Modern dan Pemrosesan Parallel adalah penggunaan
komputer dengan pemrosesan paralel sangat mempercepat kinerja dibandingkan
dengan penyelesaian masalah dengan satu CPU. Oleh sebab itu, peningkatan
kinerja atau proses komputasi semakin diterapkan, salah satunya adalah dengan
cara 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.
Kinerja komputasi dengan
menggunakan paralel processing itu menggunakan dan memanfaatkan beberapa
komputer atau CPU untuk menemukan suatu pemecahan masalah dari masalah yang
ada. Komputasi dengan paralel processing akan menggabungkan beberapa CPU, dan
membagi-bagi tugas untuk masing-masing CPU tersebut. Jadi, satu masalah
terbagi-bagi penyelesaiannya.
Komentar Pribadi :
Kelebihan dari artikel Komputasi dan Parallel
Processing terdapat pada penjelasan pengertian dari komputasi, dan konsep
parallel processing. Komputasi parallel dan pemrograman parallel. Sehingga,
dari segi pengertian dapat lebih mudah dipahami oleh pembaca. Jadi, sedikit
pengertian komputasi adalah suatu proses menghitung, membandingkan dan berbagai
operasi perhitungan matematika dan logika. Sedangkan pengertian parallel
processing adalah penggunakan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah
program secara simultan. Kekurangan dari artikel Komputasi dan Parallel
Processing adalah tidak terlalu lengkap dalam menjabarkan materi komputasi
karena hanya menjelaskan pengertian komputasi sedangkan tentang parallel
processing di jelaskan pengertian, tujuan hingga modelnya.
Sedangkan kelebihan pada artikel Hubungan antara komputasi
modern dengan paralel processing sudah hampir melengkapi karena artikel
ini menjelaskan bagaimana terjadinya hubungan antara komputasi modern dan
parallel processing. Untuk kekurangannya yaitu tidak terdapat keuntungan dan
kekurangan dalam melakukan hubungan antara komputasi modern dengan parallel
processing, jadi kita sebagai pembaca harus mencari artikel lain lagi atau
menyimpulkan sendiri kelebihan dan kekurangan hubungan komputasi dan parallel
processing.
Sumber
:
