Pengertian Komputasi
Komputasi adalah suatu pemecahan masalah
terhadap data input (sebuah masukan yang berasal dari luar lingkungan sistem)
dalam berbagai bidang pekerjaan yang telah disebutkan sebelumnya dengan
menggunakan sebuah algoritma,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). 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.
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. 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.
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.
Sebagian
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.
Terdapat
dua hukum yang berlaku dalam sebuah parallel processing. yaitu:
1. 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.”
2. 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.
Gambar
diatas merupakan contoh dari sebuah komputasi paralel, dimana terdapat sebuah masalah, dari masalah tersebut dibagi lagi menjadi
beberapa bagian agar sebuah masalah dapat dengan cepat diatasi.
Komputasi Paralel
Untuk melakukan berbagai jenis komputasi paralel
diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang
dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk
menyelesaikan satu masalah. Untuk digunakan perangkat lunak pendukung yang
biasa disebut middleware yang berperan 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 dipeloporioleh GFTK LIPI dan diimplementasikan di
LIPI Public Center.
Yang
perlu diingat adalah komputasi paralel berbeda dengan multitasking. Pengertian multitasking
adalah komputer dengan processor tunggal mengeksekusi beberapa tugas secara
bersamaan. Walaupun beberapa orang yang bergelut di bidang sistem operasi
beranggapan bahwa komputer tunggal tidak bisa melakukan beberapa pekerjaan
sekaligus, melainkan proses penjadwalan yang berlakukan pada sistem operasi
membuat komputer seperti mengerjakan tugassecara bersamaan. Sedangkan komputasi
paralel sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa 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 terlebih dahulu pengertian mengenai model dari komputasi.
Ada 4 model komputasi yang digunakan, yaitu:
SISD
Yang
merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya
yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya
digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa 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.
SIMD
Yang
merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD 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).
MISD
Yang
merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan
banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda
namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD.
Untuk contoh, kita bisa menggunakan kasus yang sama pada contoh model SIMD
namun cara penyelesaian 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.
MIMD
Yang
merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD 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.
Hubungan antara komputasi modern dengan paralel
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 adalah banyaknya paralel yang terjadi. Secara
teori, artinya proses penyelesaian masalah menjadi lebih cepat dengan
menggunakan komputasi paralel. 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 :
Setelah
saya mengumpulkan artikel dari berbagai sumber, menurut saya, artikel ini cukup
mudah di pahami karena cukup lengkap dan menggunakan bahasa yang baik. Hubungan
komputasi dan paralel processing itu penting karena sangat menguntungkan bagi
kinerja komputer, penggunaan komputer dengan komputasi paralel sangat
mempercepat kinerja atau proses komputasi karena dengan memanfaatkan beberapa
komputer independen secara bersamaan, sehingga pekerjaan yang besar dapat di
selesaikan lebih cepat.
Maka
dari itu komputasi paralel meningkatkan kinerja komputer dalam menyelesaikan
berbagai masalah. Dengan membagi sebuah masalah besar ke dalam beberapa masalah
kecil, membuat kinerja menjadi cepat.
Sumber
:
