Komputasi dan Paralel Processing

1.   A. Komputasi dan Paralel Processing

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.

Paralel Processing

Pemrosesan parallel dalam komputer, merupakan pengolahan dari program instruksi dengan membagi di antara beberapa processor dengan tujuan untuk menjalankan program dalam waktu singkat.

Sebuah program komputasi-intensif yang memakan waktu satu jam untuk menjalankan dan menyalin program tape yang mengambil satu jam untuk menjalankan akan mengambil total keseluruhan dua jam untuk menjalankan. Bentuk awal dari pemrosesan parallel 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 processor-intensive. Waktu eksekusi total untuk kedua pekerjaan tersebut akan menjadi kurang lebih satu jam.

Peningkatan berikutnya merupakan multiprogramming. Dalam sistem multiprogramming, beberapa program telah dikirim pengguna yang masing-masing diperbolehkan untuk menggunakan processor dalam waktu yang singkat. Untuk pengguna tampak bahwa semua program yang dilaksanakan 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 melanggar instruksi mengarah pada rutin critical section.

Langkah berikutnya dalam pengolahan parallel adalah pengenalan multiprocessing. Dalam sistem ini, dua atau lebih processor berbagi pekerjaan yang akan dilakukan. Versi awal memiliki master/slave konfigurasi. Salah satu processor (master) diprogram untuk bertanggung jawab atas semua pekerjaan dalam sistem, sementara yang lainnya hanya melakukan tugas-tugas yang diberikan oleh master. Pengaturan ini diperlukan karena tidak mengerti bagaimana mesin dalam program dapat berkerja bersama dalam pengolaan sumber daya sistem.

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.

1.   B. Hubungan antara Komputasi Modern dan 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 a adalah banyaknya paralel yang terjadi. Secara teori, artinya proses penyelesaian masalah menjadi lebih cepat dengan menggunakan komputasi paralel.

Maka 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.

Konsep komputasi 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.

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.

Komentar :

          Dari artikel diatas dapat disimpulkan bahwa hubungan antara komputasi modern dengan parallel processing ini sangat bermanfaat untuk mengerjakan pekerjaan seperti pengolahan data secara bersamaan dalam jumlah besar. 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.

       

         Kelebihan artikel diatas adalah artikel ditulis dengan bahasa yang rapi dan mudah dipahami, penjelasan mengenai materi utamanya yaitu komputasi dan parallel processing beserta hubungan diantara keduanya tepat dan dapat mudah dimengerti, juga dipahami oleh pembaca. Namun, alangkah lebih baiknya jika penjelasannya diberikan lebih detail lagi. Artikel ini juga akan lebih lengkap lagi jika ditambahkan dengan contoh dari penerapan komputasi parallelnya tersebut, karena seperti tulisan diatas dikatakan bahwa penggunaan komputasi parallel ini terdapat dalam berbagai bidang tidak hanya informatika saja tetapi juga industri lainnya.