Komputasi dan Parallel Processing

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 (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.

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. Terdapat  2 parallel processing yaitu:

1. Komputasi Paralel

Merupakan 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.

2. Pemrograman paralel

Merupakan suatu 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 parallel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.

Komputasi paralel membutuhkan:

•             algoritma

•             bahasa pemrograman

•             compiler

Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel computing. Contoh struktur dari parallel processing sbb :

•             Aristektur Komputer Parallel

•             Komputer SISD (Single Instruction stream-Single Data   stream)

•             Komputer SIMD (Single Instruction stream-Multiple Data stream)

•             Komputer MISD (Multiple Instruction stream-Single Data stream)

•             Komputer MIMD (Multiple Instruction stream-Multiple Data stream

   Hubungan antara komputasi modern dengan paralel processing

Hubungan antara komputasi modern dan parallel processing sangat berkaitan, karena penggunaan komputer saat ini atau komputasi dianggap lebih cepat 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. 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. 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.

Kesimpulan

Komputasi paralel merupakan salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer juga secara bersamaan. Pada komputasi paralel dibutuhkan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar untuk memproses komputasi yang banyak. Di samping itu pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk dapat merealisasikan komputasi. Pemrograman paralel memiki tujuan utama yaitu untuk meningkatkan performa komputasi. Oleh karena itu semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan dalam waktu yang sama, semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.

Komputasi paralel umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak.

Komentar

Menurut saya, kelebihan pada artikel komputasi dan parallel processing adalah terdapat penjelasan mengenai komputasi, parallel processing serta hubungan antara keduanya. Sehingga, dari segi pengertian kita dapat memahami dan mengetahui apa sebenarnya komputasi dan parallel processing itu. Akan tetapi, menurut saya kekurangan pada artikel diatas adalah kurang dijelaskan secara lengkap mengenai parallel processing sehingga perbedaan spesifik antara komputasi biasa dan komputasi parallel processing tidak terlihat dengan jelas.

Penulisan Ilmiah

      Seperti yang kita ketahui, Universitas Gunadarma memberikan syarat kepada mahasiswanya untuk menulis penulisan ilmiah yang dilakukan pada semester 6 perkuliahan. Penulisan ilmiah ini merupakan salah satu syarat untuk mahasiswa yang akan sidang skripsi/kompre di semester 8 nanti. Tidak dapat dipungkiri bahwa semua mahasiswa Universitas Gunadarma pasti akan merasakan suka duka membuat penulisan ilmiah. Hal ini pun telah saya lalui pada semester 6 kemarin. Berikut ini adalah pengalaman singkat saya dalam pembuatan penulisan ilmiah yang tentu saja tidak akan saya lupakan.

       Pada awal semester 6, saya cukup dibuat takut dan stress dengan penulisan ilmiah. Bagaimana tidak, kita diharuskan untuk membuat program sendiri dan menulis penulisannya dengan lengkap. Sebenarnya penulisan ilmiah ini bisa juga dibilang pra skripsi karena memang pada dasarnya penulisan ilmiah tidak jauh berbeda dengan skripsi, hanya saja yang membedakan adalah jumlah bab yang dikandung dan tingkat kerumitannya. Penulisan ilmiah memiliki 4 bab sedangkan skripsi memiliki 5 bab. Awalnya saya cukup tidak percaya diri karena saya bingung menentukan judul apa yang akan saya ambil untuk penulisan ilmiah saya. Karena dulu saya merasa belum cukup mampu untuk membuat dan merancang penulisan sendiri. Ya, memang pikiran saya terlalu pesimis pada saat itu. Karena saya merasa belum mendalami materi apa-apa di semester 6 lalu. Sampai pada masa saya harus bertemu dosen pembimbing dan mengajukan judul penulisan ilmiah yang saya buat. Pada pertemuan pertama, saya diarahkan oleh dosen pembimbing saya dan diberi masukan yang cukup membuat saya menjadi semangat untuk mencari bahan penulisan ilmiah saya. Akan tetapi, saya semangat hanya diawal pertemuan saja, dipertemuan kedua, ketiga, semangat saya jadi menurun dan masih belum menemukan materi dan judul yang pas untuk penulisan ilmiah. Setelah kurang lebih sebulan, saya menemukan ketertarikan saya mengenai pengolahan citra menggunakan Matlab. Saya mengajukan judul kepada dosen pembimbing yang sudah lama tidak saya temui dan akhirnya judul yang saya ajukan di acc. Setelah acc judul, semangat saya kembali menurun karena terhalang oleh padatnya jadwal kuliah, jadwal praktikum dan kegiatan saya sebagai asisten lab. Saya bingung ingin memulai darimana karena sebenarnya pengetahuan saya tentang judul yang saya ajukan masih sangat sedikit. Saya juga tipe orang yang terkadang suka menunda pekerjaan jika belum terdesak. Sampai pada akhirnya, teman saya memberi usulan supaya saya ikut bimbingan diluar kampus agar saya bisa lebih memahami tentang penulisan ilmiah yang akan saya buat. Tanpa pikir panjang, saya menuruti usulan teman saya dan mengikuti bimbingan diluar kampus agar saya bisa mendapat pencerahan mengenai penelitian saya. Materi yang saya ambil yaitu tentang pengolahan citra dan program Matlab yang pastinya sesuai dengan judul penelitian saya. Tetapi saya menghadapi masalah yang baru yaitu keterbatasan waktu. Saya harus pintar membagi waktu antara kuliah, praktikum, asisten lab dan bimbingan. Hal ini cukup membuat saya kewalahan karena kegiatan yang tidak ada hentinya. Belum lagi saya harus menyusun penulisan dari bab 1 sampai bab 4,bertemu dosen pembimbing, revisi dll. Hampir 2 bulan lebih saya melaluinya dan akhirnya program untuk penulisan ilmiah saya selesai. Akan tetapi, masih ada satu tugas lagi yang belum selesai yaitu menyusun penulisan. Untuk menyusun penulisan saya membutuhkan waktu yang cukup lama menyelesaikannya karena selalu tertunda dan mood saya yang naik turun. Ketika itu, teman-teman dekat saya sudah melaksanakan sidang penelitian ilmiahnya dengan lancar dan tepat waktu. Hal ini membuat saya lebih terpacu lagi untuk menyelesaikan penelitian ilmiah tepat waktu meskipun waktu tidur dan istirahat saya tidak teratur. Setelah mengurus semuanya, akhirnya pada tanggal 9 September 2015 saya melaksanan sidang penelitian ilmiah saya dengan lancar. 

        Saya bersyukur pernah merasakan menyusun penelitian ilmiah di semester 6 kemarin, karena pengetahuan saya jadi bertambah, melatih mental saya pada saat sidang, dan setidaknya saya memiliki gambaran bagaimana rasanya menyusun skripsi, walaupun pastinya skripsi memiliki tingkat kerumitan yang lebih tinggi dibandingkan penulisan ilmiah.