KOMPUTASI PARALEL, PARAREL PROCESSING, SERTA HUBUNGAN KEDUANYA

PENGERTIAN KOMPUTASI PARALEL

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini 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. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.

Di dalam komputasi parallel ada yang dinamakan dengan pemrograman parallel. Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan (komputasi paralel), baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU. Bila komputer yang digunakan secara bersamaan tersebut dilakukan oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam suatu jaringan komputer lebih sering istilah yang digunakan adalah sistem terdistribusi (distributed computing).

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. Analogi yang paling gampang adalah, bila anda dapat merebus air sambil memotong-motong bawang saat anda akan memasak, waktu yang anda butuhkan akan lebih sedikit dibandingkan bila anda mengerjakan hal tersebut secara berurutan (serial). Atau waktu yg anda butuhkan memotong bawang akan lebih sedikit jika anda kerjakan berdua.

Prosesor dan memori ini didalam mesin paralel dapat dihubungkan (interkoneksi) secara statis maupun dinamis. Interkoneksi statis umumnya digunakan oleh distributed memory system (sistem memori terdistribusi). Sambungan langsung peer to peer digunakan untuk menghubungkan semua prosesor. Interkoneksi dinamis umumnya menggunakan switch untuk menghubungkan antar prosesor dan memori.

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 tugas secara 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:

1.    SISD (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.

2.     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).

3.  MISD(Multiple Instruction, Single Data) 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.

4.   MIMD( Multiple Instruction, 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.

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.

Tujuan Komputasi Paralel

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.

 Berikut ini adalah gambar perbedaa antara komputasi tunggal dengan parallel komputasi :

a)        komputasi tunggal/serial

b)        komputasi parallel

Perbandingan antara serial komputasi dan parallel komputasi

            Pada sistem komputasi parallel terdiri dari beberapa unit prosesor dan beberapa unit memori. Ada dua teknik yang berbeda untuk mengakses data di unit memori, yaitu shared memory address dan message passing. Berdasarkan cara mengorganisasikan memori ini komputer paralel dibedakan menjadi shared memory parallel machine dan distributed memory parallel machine.

            Prosesor dan memori ini didalam mesin paralel dapat dihubungkan (interkoneksi) secara statis maupun dinamis. Interkoneksi statis umumnya digunakan oleh distributed memory system (sistem memori terdistribusi). Sambungan langsung peer to peer digunakan untuk menghubungkan semua prosesor. Interkoneksi dinamis umumnya menggunakan switch untuk menghubungkan antar prosesor dan memori.

            Komunikasi data pada sistem paralel memori terdistribusi, memerlukan alat bantu komunikasi. Alat bantu yang sering digunakan oleh sistem seperti PC Jaringan pada saat ini adalah standar MPI (Message Passing Interface) atau standar PVM (Parallel Virtual Machine)yang keduanya bekerja diatas TCP/IP communication layer. Kedua standar ini memerlukan fungsi remote access agar dapat menjalankan program pada masing-masing unit prosesor.

            Salah satu protocol yang dipergunakan pada komputasi parallel adalah Network File System (NFS), NFS adalah protokol yang dapat membagi sumber daya melalui jaringan. NFS dibuat untuk dapat independent dari jenis mesin, jenis sistem operasi, dan jenis protokol transport yang digunakan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan RPC. NFS memperbolehkan user yang telah diijinkan untuk mengakses file-file yang berada di remote host seperti mengakses file yang berada di lokal. Protokol yang digunakan protokol mount menentukan host remote dan jenis file sistem yang akan diakses dan menempatkan di suatu direktori, protokol NFS melakukan I/O pada remote file system. Protokol mount dan protokol NFS bekerja dengan menggunakan RPC dan mengiri dengan protokol TCP dan UDP. Kegunaan dari NFS pada komputasi parallel adalah untuk melakukan sharing data sehingga setiap node slave dapat mengakses program yang sama pada node master.

            Software yang diperlukan untuk Parallel komputasi adalah PGI CDK, dimana aplikasi ini telah dilengkapi dengan Cluster Development Kit dimana software ini telah memiliki feature yang lengkap bila ingin melakukan komputasi dengan parallel prosessing karena software ini telah mensupport MPI untuk melakukan perhitungan komputasi.

Refrensi :

https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_paralel/

http://harisbahalwan.blogspot.co.id/2014/05/komputasiparalel-processing-dan.html

http://ceerfullvhye.wordpress.com/2011/03/15/komputasi-parallel-processing/

Tugas Softskill :

Bp. Arbi Pramana

Read more »

TREND SISTEM INFORMASI DAN TEKNOLOGI INFORMASI

Tren Teknologi Informasi yang Mengubah Dunia di Masa Datang.

Perubahan-perubahan mendasar mulai terlihat dalam perekonomian dan cara bisnis dijalankan saat ini. Di era informasi yang serba cepat seperti sekarang, perusahaan harus memikirkan kembali fondasi operasional mereka dan bergerak untuk membuat segalanya menjadi lebih cepat dan kompetitif secara ekonomi.

Seiring dengan perkembangan zaman serta teknologi yang semakin canggih yang banyak diciptakan oleh manusia, membuat terbentuknya sebuah HP yang tidak lepas dari adanya penemuan telepon. Ya, fungsinya sama saja! Tapi, HP agak berbeda. HP adalah perangkat telekomunikasi elektronik yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telepon konvensional saluran tetap, namun dapat dibawa ke mana-mana (portabel, mobile) dan tidak perlu disambungkan dengan jaringan telepon menggunakan kabel (nirkabel; wireless). Jadi, memang lebih praktis pakai HP. Dan saat ini, Indonesia mempunyai dua jaringan telepon nirkabel yaitu sistem GSM (Global System for Mobile Telecommunications) dan sistem CDMA (Code Division Multiple Access).

 HP pertama kali digunakan di negeri Paman Sam, Amerika, pada tahun 1947. Dan alat canggih ini pun beredar dengan cepat di seluruh dunia. Ini pun bisa terjadi dengan adanya perusahaan-perusahaan besar yang membuat HP sampai sekarang, seperti Nokia, Motorola dan Sony Ericsson. Teknologi HP berkembang dari generasi ke-0 sampai generasi ke-4. Uraiannya dapat kita lihat di bawah ini :

Generasi ke-0 tidak lepas dari berkembangnya radio. Dengan berkembangnya radio, telepon seluler pun berkembang juga. Ini dibuktikan dengan adanya alat komunikasi di medan perang dunia ke-2, yaitu handie talkie.


Generasi ke-1 (1-G) Generasi ke-1 adalah generasi telepon seluler pertama yang sebenarnya dan telah mengubah dunia menjadi seperti masa kini. Ciri dari telepon selular 1-G adalah berat HP yang mencapai 800 gram, ada antenanya, dan teknologi yang digunakan masih bersifat analog yang dikenal dengan istilah AMPS (frekuensi berkisar antara 825 Mhz- 894 Mhz). Kekurangan dari telepon seluler 1-G adalah beratnya yang terlalu besar dan mobilitas pengguna yang terbatas pada jangkauan area telepon seluler.

Generasi ke-2 (2-G) Generasi ke 2 muncul pada tahun 1990-an, dengan adanya CDMA di Amerika dan GSM di Eropa. 2-G sudah mengubah sinyal analog yang dipakai pada generasi 1-G menjadi sinyal digital, sehingga telepon seluler menjadi lebih lengkap dan canggih dengan adanya fitur pesan suara, panggilan tunggu, dan SMS. Tentunya, ponsel 2-G lebih diunggulkan dari generasi sebelumnya, karena selain memiliki ukuran yang lebih kecil dan lebih ringan karena penggunaan teknologi chip digital, ponsel 2-G juga menggunakan sinyal radio yang lebih rendah, sehingga mengurangi efek radiasi yang membahayakan penggunanya.

Generasi ke-3 (3-G) Generasi ke-3 ini memungkinkan operator jaringan untuk memberi pengguna mereka jangkauan yang lebih luas, termasuk internet sebaik video call berteknologi tinggi. Dalam 3G terdapat 3 standar untuk dunia telekomunikasi yaitu Enhance Datarates for GSM Evolution (EDGE), Wideband-CDMA, dan CDMA 2000. 3G memang menyediakan fitur high-speed data access sehingga memungkinkan tersedianya layanan-layanan data yang lebih menarik, namun tetap saja 3G memiliki kelemahan. Kelemahan dari generasi 3G ini adalah biaya yang relatif lebih tinggi, dan kurangnya cakupan jaringan karena masih barunya teknologi ini. Yah, pengguna 3G memang belum banyak.

Generasi ke-4 (4-G) Generasi ke-4 ini merupakan sistem telepon seluler yang menawarkan pendekatan baru dan solusi infrastruktur yang mengintegrasikan teknologi wireless yang telah ada termasuk wireless broadband (WiBro), 802.16e, CDMA, wireless LAN, Bluetooth, dll. Sistem 4G berdasarkan heterogenitas jaringan IP yang memungkinkan pengguna untuk menggunakan beragam sistem kapan saja dan dimana saja. 4G juga memberikan penggunanya kecepatan tinggi, volume tinggi, kualitas baik, jangkauan global, dan fleksibilitas untuk menjelajahi berbagai teknologi berbeda. Terakhir, 4G memberikan pelayanan pengiriman data cepat untuk mengakomodasi berbagai aplikasi multimedia seperti, video conferencing, game on-line

Referensi :

http://www.marketing.co.id/tren-teknologi-informasi-yang-mengubah-dunia-di-masa-datang-bagian-i/
http://story-of-jihad.blogspot.co.id/2011/10/perkembangan-handphone-dari-zaman-dulu.html
http://portal.tahupedia.com/content/show/424/Perkembangan-Teknologi-Komunikasi-Dari-Masa-ke-Masa

http://www.blog.krisnareza.com/2012/12/sejarah-perkembangan-alat-komunikasi.html

Tugas Softskill :

Bp. Arbi Pramana

Read more »