|
K
|
omputasi
merupakan cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan
menggunakan suatu algoritma. Kemudian teori komputasi adalah 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.
Pada zaman sekarang ini, komputasi dilakukan dengan cara menggunakan komputer.
Komputasi yang menggunakan komputer inilah maka disebut dengan Komputasi
Modern.
Dalam kerjanya komputasi modern
menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan
itu meliputi:
1) Akurasi
(bit, floating point)
2) Kecepatan
(dalam satuan Hz)
3) Problem
volume besar (paralel)
4) Modeling (NN
dan GA)
5) Kompleksitas
(menggunakan Teori Bog O)
Umumnya, ilmu
komputasi merupakan bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model
matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk
menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains).
Dengan cara sederhana, 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.
Ilmu komputasi
berbeda dengan ilmu komputer. 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 yang bersangkutan.
Sejarah Singkat Komputasi
Pada paruh pertama abad 20, banyak
kebutuhan komputasi ilmiah bertemu dengan semakin canggih komputer analog, yang
menggunakan mekanis atau listrik langsung model masalah sebagai dasar
perhitungan. Namun, ini tidak dapat diprogram dan umumnya tidak memiliki
fleksibilitas dan keakuratan komputer digital modern. George stibitz secara
internasional diakui sebagai ayah dari komputer digital modern.
Sementara
bekerja di laboratorium bel di November 1937, stibitz menciptakan dan membangun
sebuah relay berbasis kalkulator ia dijuluki sebagai "model k" (untuk
"meja dapur", di mana dia telah berkumpul itu), yang adalah orang
pertama yang menggunakan sirkuit biner untuk melakukan operasi aritmatika.
Kemudian model menambahkan kecanggihan yang lebih besar termasuk aritmatika dan
kemampuan pemrograman kompleks.
Tokoh Yang
Membawa Pengaruh Besar Dalam Perkembangan Komputasi Modern.
John von Neumann (1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang
meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann 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.
Parallel Processing pada Komputer
Pemrosesan
Parallel (Parallel Processing)
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 pararel processing, 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.
Komputasi
Paralel
Salah satu
teknik untuk 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.
Komputasi
Paralel merupakan salah satu teknologi paling menarik sejak ditemukannya
komputer pada tahun 1940-an. Terobosan dalam pemorosesan parallel selalu
berkembang dan mendapatkan tempat disamping teknologi-teknologi lainnya sejak
Era Kebangkitan (1950-an), Era Mainframe (1960-an), Era Minis (1970-an), Era PC
(1980-an), dan Era Komputer Paralel (1990-an). Dengan berbagai pengaruh atas
perkembangan teknologi lainnya, dan bagaimana teknologi ini mengubah persepsi
terhadap komputer, dapat dimengerti betapa pentingnya komputasi parallel itu.
Inti dari
komputasi parallel yaitu hardware, software, dan aplikasinya. Paralel prosesing
merupakan suatu pemrosesan informasi yang lebih mendekatkan pada manipulasi
rata-rata dari elemen data terhadap satu atau lebih penyelesaian proses dari
sebuah masalah. Dengan kata lain komputasi parallel adalah komputer dengan
banyak processor dapat melakukan parallel processing dengan cara membagi-bagi
proses ke source-source yang dimiliki.
Aristektur Komputer Parallel terdiri
dari:
- Komputer SISD (Single Instruction stream-Single Data stream)
- Komputer SIMD (Single Instruction stream-Multiple Data stream)
- Komputer MISD (Multiple Instruction stream-Single Data stream)
- MIMD (Multiple Instruction stream-Multiple Data stream)
Paradigma pemrosesan parallel bergantung pada nomor 2 dan 4. Model SIMD (single
instruction multiple data) menggunakan banyak processor dengan instruksi yang
sama, namun setiap processor mengolah 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).
Paradigma functional dataflow yang memperkenalkan konsep model MIMD (Multiple
Instrution Multiple Data) 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.
Suatu program parallel memerlukan koordinasi ketika sebuah tugas bergantung
pada tugas lainnya. Ada dua macam bentuk koordinasi pada komputer parallel :
Asynchronous
Bentuk synchronous merupakan koordinasi pada hardware
yang memaksa semua tugas agar dilaksanakan pada waktu yang bersamaan dengan
mengesampingkan adanya ketergantungan tugas yang satu dengan yang lainnya.
Synchronous
Sementara bentuk asynchronous mengandalkan mekanisme pengunci untuk
mengkoordinasikan processor tanpa harus berjalan bersamaan.
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.
Kelebihan:
·
waktu eksekusi lebih cepat.
·
throughput jadi lebih tinggi.
Kerugian:
·
perangkat keras lainnya yang dibutuhkan.
·
kebutuhan daya juga lebih.
·
Tidak baik untuk daya rendah dan perangkat mobile.
(parallel
processing adalah salah satu teknik komputasi modern).
SUMBER:
http://tik-mrwindu.blogspot.com/2009/03/pengertian-komputasi.htmlhttp://www.beritanet.com/Education/John-Von-Neumann.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar