Artikel tentang Komputasi dan Paralel Processing

A.  PENGERTIAN KOMPUTASI

Komputasi diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. 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. Pada zaman sekarang ini, 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, 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.

B.  PENGERTIAN KOMPUTASI MODERN

Komputasi modern merupakan  sebuah konsep sistem yang akan menyelesaikan masalah matematis menggunakan komputer dengan cara menyusun algoritma yang dapat dimengerti komputer yang berguna untuk menyelesaikan suatu masalah. Dalam komputasi modern terdapat perhitungan dan pencarian solusi dari masalah. Perhitungan dari komputasi modern adalah akurasi, kecepatan, problem, volume, dan besar kompleksitas. Dampak positif adanya komputasi modern adalah dapat membantu manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan komputer.

C.  KARAKTERISTIK KOMPUTASI MODERN

Komputansi modern mempunyai karakteristik komputasi modern yang terdiri atas 3 macam, yaitu :

a.          Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.

b.          Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.

c. Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

D.  JENIS-JENIS KOMPUTASI MODERN        

Komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile, komputasi grid, dan

Komputasi cloud. Berikut ini adalah penjelasan lebih lanjutnya :

a. Komputasi Bergerak

   Merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggukan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat. Contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti GPS, smartphone, dan lain sebagainya.

b. Komputasi Grid

   Menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistribusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelesaikan masalah komputasi yang besar.

c.  Komputasi Cloud

   Merupakan komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.

E.   SEJARAH KOMPUTASI MODERN

Kata  “komputer” pertama kali pada tahun 1613, hal ini mengacu pada perhitungan aritmatika dan kata “komputer” digunakan dalam pengertian itu sampai pertengahan abad ke-20. Dari akhir abad ke-19 dan seterusnya. Berkembanganya komputer akhirnya makna komputer menjadi sebuah mesin yang melakukan komputasi. Sejarah komputer modern dimulai dengan dua teknologi yang terpisah- perhitungan otomatis dan dapat di program-tapi tidak ada satu perangkat pun yang dapat dikatakan sebagai komputer, karena sebagian penerapan yang tidak konsisten istilah tersebut. Contoh-contoh awal perangkat penghitung mekanis termasuk sempoa (yang berasal dari sekitar 150-100 SM).  Seorang pahlawan dari Alexandria (sekitar 10-70 AD) membangun sebuah teater mekanis yang diadakan bermain berlangsung 10 menit dan dioperasikan oleh sebuah sistem yang kompleks dengan tali dan drum yang dipakai sebagai sarana untuk memutuskan bagian dari mekanisme. Ini adalah inti dari programmability. Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi perkembangan komputasi modern adalah John von Neumann (1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern.VonNeumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer  yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu.
Sejarah singkat dari perjalanan hidup dari Von Neumann , dilahirkan di Budapest, Hungaria pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit.Nama keluarga diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann. Pada saat Max Neumann memperoleh gelar, maka namanya berubah menjadi Von Neumann. Setelah bergelar doktor dalam ilmu hukum, dia menjadi pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest merupakan  tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi. Von Neumann belajar berbagai tempat dan beberapa tempatnya di Berlin dan Zurich. Di tempat itu beliau mendapatkan diploma pada bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada tahun yang sama dia mendapatkan gelar doktor pada bidang matematika dari Universitas Budapest. Keahlian Von Neumann terletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam bidang matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya. Beliau pernah mengajar di Berlin dan Hamburg, Von Neumann pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas Princeton pada saat yang bersamaan Von Neumann menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced Studies.
Von Neumann sangat tertarik pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Von Neumann menjadi seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.
Berikut ini beberapa contoh komputasi modern sampai dengan lahirnya ENIAC :

·         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).

F.    PENGERTIAN 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.

Gambar diatas merupakan contoh dari sebuah komputasi paralel, dimana pada gambar diatas terdapat sebuah masalah, dari masalah tersebut dibagi lagi menjadi beberapa bagian agar sebuah masalah dapat dengan cepat diatasi.

G.   HUKUM PARALLEL PROCESSING

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.

H.   TUJUAN PARALLEL PROCESSING

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.

I.     JENIS PENGGUNAAN PARALLEL PROCESSING

PVM(Parallel Virtual Machine) merupakan sebuah perangkat lunak yang mampu mensimulasikan pemrosesan paralel pada jaringan.

J.     MODEL  PARALLEL PROCESSING

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.

KESIMPULAN / KOMENTAR PRIBADI

Komputasi dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma, jaman dahulu 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. Pada zaman sekarang ini, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer.

        Sedangkan, Paralel Processing merupakan istilah yang digunakan untuk mewakili kelas besar teknik yang digunakan untuk memberikan 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.

Tidak terpungkiri kita telah memasuki era digitalisasi, dimana segala sesuatunya dapat dikerjakan menggunakan mesin dan program yang canggih, tanpa harus melakukan manual seperti pada dasarnya. Hubungan antara komputasi modern dan parallel processing sangat berkaitan, karena penggunaan komputer saat ini atau komputasi dianggap lebih cepat, efektif dan efisien 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.

·         Keuntungan: waktu eksekusi lebih cepat, dan throughput jadi lebih tinggi.

·         Kekurangan: Membutuhkan perangkat keras tambahan, kebutuhan daya juga lebih, dan 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.

Kinerja komputasi dengan menggunakan paralel processing itu menggunakan dan memanfaatkan beberapa komputer atau CPU untuk menemukan suatu pemecahan masalah dari masalah yang ada. Sehingga dapat diselesaikan dengan cepat daripada menggunakan satu komputer saja. Komputasi dengan paralel processing akan menggabungkan beberapa CPU, dan membagi-bagi tugas untuk masing-masing CPU tersebut. Jadi, satu masalah terbagi-bagi penyelesaiannya. Tetapi ini untuk masalah yang besar saja, komputasi yang masalah kecil, lebih murah menggunakan satu CPU saja.

Hal tersebut sesuai dengan konsep komputasi modern, dimana terdapat perhitungan dan pencarian solusi dari masalah. Perhitungan dari komputasi modern adalah akurasi, kecepatan, problem, volume, dan besar kompleksitas.

Menurut saya pribadi berdasarkan refrensi yang saya dapat dan artikel yang telah saya buat, teknik parallel processing dapat diterapkan untuk mendukung konsep komputasi modern, dimana dampak positif adanya komputasi modern adalah dapat membantu manusia untuk menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks dengan menggunakan komputer.

 banyak sekali kelebihan yang dapat kita manfaatkan dari penerapan parallel processing pada perkembangan komputasi modern ini, dimana  segala aktifitas manusia dapat menjadi lebih mudah untuk dilakukan, efisien  dalam hal waktu serta efektif karena akurasinya. Sebagai contoh seperti rumah produksi konten multimedia, animasi contohnya, sering kali menerapkan teknik komputasi paralel, dengan tujuan memperlancar proses pembuatan serta mempercepat dan meningkatkan hasil rendering. Dengan demikian bebannya dapat dibagi sehingga tidak hanya satu komputer saja yang terbebani.

 Selain kelebihan yang kita dapat dari komputasi modern ternyata ada juga kekurangannya. Dimana dengan komputasi modern, kini sudah banyak mesin dan program yang canggih yang dapat membantu segala aktifitas manusia, namun di sisi lain ternyata hal tersebut dapat berdampak negatif terhadap mental manusia, seperti membuat manusia menjadi malas karena hampir segala sesuatunya dapat dilakukan dengan otomatis tanpa harus menggunakan tenaga manual. Selain itu, juga membuat lapangan pekerjaan menjadi berkurang, dimana yang tadinya pekerjaan tersebut harus dilakukan manual dengan sumber daya manusia, kini tergantikan dengan tenaga mesin, seperti pada pabrik industri, karena hal tersebut menjadi lebih dapat mempercepat produksi, menghemat pengeluaran, serta efisien waktu serta efektif dalam akurasinya.

        Itulah kelebihan dan kekurangan menurut saya pribadi tentang komputasi modern dan parallel processing . Bagaimana pun, apa pun itu pasti ada kelebihan dan kekurangan. Oleh karena itu, kembali lagi ke diri pribadi bagaimana harus menyikapinya, alangkah baiknya kelebihan itu harus dapat dimanfaatkan dengan baik dan mengurangi bahkan menghindari dampak negatifnya dengan cara bijak dalam menggunakan mesin-mesin dan program-program tersebut.

   

REFERENSI

Penulisan ini saya buat berdasarkan pemahaman dan analisa berdasarkan beberapa refrensi artikel website yang telah kaji dengan mengetik ulang tanpa langsung mengkopi dari sumber. Berikut ini beberapa sumber refrensi yang saya kutip :

http://voh.zakariyasoewardi.co.uk/definisi-komputasi-modern.html

http://mamz.weebly.com/komputasi-modern.html

http://www.netyherawaty.com/2015/03/komputasi-modern.html     

http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1209393042

http://www.rendzhimaru.net/penerapan-komputasi-modern-ii?ckattempt=1

http://ajuarna.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/9254/ArtikelEpilog.pdf