Saturday, 23 June 2018

Hubungan Antara Komputasi, Komputasi Cloud, Komputasi Kuantum, dan Komputasi Paralel

Teori komputasi adalah merupakan cabang ilmu Komputer yang mempunyai perhatian pada penyusunanmodel matematika dan teknik penyelesaian numerik sertapenggunaan Algoritma untuk  menganalisis dan memecahkan masalah-masalahilmu (sains). (Tugas 1) 
Cloud computing  adalah  salah satu dari jenis komputasi  tersebut dimana komputasinya berbasis internet, dimana server yang dibagi bersama menyediakan sumber daya, perangkat lunak, dan informasi untuk komputer dan perangkat lain sesuai permintaan, seperti dengan jaringan listrik. Menurut sebuah makalah tahun 2008 yang dipublikasi IEEE Internet Computing “Cloud Computing adalah suatu paradigma di mana informasi secara permanen tersimpan di server di internet dan tersimpan secara sementara di komputer pengguna (client) termasuk di dalamnya adalah desktop, komputer tablet, notebook, komputer tembok, handheld, sensor-sensor, monitor dan lain-lain.” (Tugas 2)
Cloud computing ini menggunakan algoritma yang ada pada komputasi quantum, dimana cloud computing  adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan, untuk melakukan operasi data.  (Tugas 3)
 Komputasi dapat menggunukan  pararel processing atau komputasi agar kinerja komputer semakin cepat. (Tugas 4)

Pengertian Pemrosesan Paralel

Pengertian pemrosesan parallel  adalah : Suatu operasi computer dengan 2 program atau lebih yang di kerjakan secara seretak atau bersama – sama dengan menggunakan lebih dari satu unit pengolah.
Tujuan pemrosesan parallel adalah : memiliki kecepatan kemampuan pemrosesan dan menaikkannya dimana sejumlah pemrosesan dapat di kerjakan selama waktu interval tertentu sehingga di peroleh waktu eksekusi lebih cepat.
Para perancang komputer selalu berusaha untuk meningkatkan kinerja mesin-mesin yang dirancangnya.Satu cara yang dilakukan adalah membuat chip-chip agar bekerja lebih cepat dengan menambah kecepatan detaknya, namun untuk semua desain baru, cara tersebut masih sulit untuk dilakukan. Oleh karena itu, sebagian besar arsitektur komputer beralih ke paralelisme (melakukan dua hal atau lebih secara sekaligus) sebagai suatu cara untuk mencapai kinerja yang lebih tinggi pada suatu kecepatan detak tertentu.
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 berbeda-beda tanpa berkaitan di antaranya. Konsep keparalelan itu sendiri dapat ditinjau dari aspek design mesin paralel, perkembangan bahasa pemrograman paralel atau dari aspek pembangunan dan analisis algoritma paralel. Algoritma paralel itu sendiri lebih banyak difokuskan kepada algoritma untuk menyelesaikan masalah numerik karena masalah numerik merupakan salah satu masalah yang memerlukan kecepatan komputasi yang sangat tinggi.
Sebagian besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu. Bahkan juga ada komputer buan 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. Komputer dikatakan sebagai mesin komputasi paralel jika memenuhi beberapa syarat berikut ini:
Data yang diproses dipecah menjadi bagian-bagian terpisah yang bekerja secara independen dan terus-menerus.
Proses pengeksekusian instruksi ganda. Sehingga dalam sekali waktu, bisa dihasilkan 2 atau lebih suatu output data. Untuk lebih detilnya bisa dibaca pada sub bab taksonomi Flynn.

ARSITEKTUR KOMPUTER PARALEL

Pengelompokan Komputer
Berdasarkan jumlah aliran instruksi dan aliran datanya, Michael J. Flynn pada tahun 1966 mengelompokkan komputer digital menjadi empat golongan besar [Hwa85]. Aliran instruksi (instruction stream) adalah urutan instruksi yang dieksekusi oleh sistem komputer, sedangkan aliran data (data stream) adalah urutan data yang diolah termasuk data masukan, bagian dari data, maupun data sementara yang dipanggil atau digunakan oleh aliran instruksi. Keempat kelompok komputer tersebut adalah :

Komputer SISD (Single Instruction stream-Single Data stream)
Pada komputer jenis ini semua instruksi dikerjakan terurut satu demi satu, tetapi juga dimungkinkan adanya overlapping dalam eksekusi setiap bagian instruksi (pipelining). Pada umumnya komputer SISD berupa komputer yang terdiri atas satu buah pemroses (single processor). Namun komputer SISD juga mungkin memiliki lebih dari satu unit fungsional (modul memori, unit pemroses, dan lain-lain), selama seluruh unit fungsional tersebut berada dalam kendali sebuah unit pengendali. Skema arsitektur global komputer SISD.
Komputer SIMD (Single Instruction stream-Multiple Data stream)
Pada komputer SIMD terdapat lebih dari satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh sebuah unit pengendali yang sama. Seluruh elemen pemrosesan menerima dan menjalankan instruksi yang sama yang dikirimkan unit pengendali, namun melakukan operasi terhadap himpunan data yang berbeda yang berasal dari aliran data yang berbeda pula.
Komputer MISD (Multiple Instruction stream-Single Data stream)
Komputer jenis ini memiliki n unit pemroses yang masing-masing menerima dan mengoperasikan instruksi yang berbeda terhadap aliran data yang sama, dikarenakan setiap unit pemroses memiliki unit pengendali yang berbeda. Keluaran dari satu pemroses menjadi masukan bagi pemroses berikutnya. Belum ada perwujudan nyata dari komputer jenis ini kecuali dalam bentuk prototipe untuk penelitian.
Komputer MIMD (Multiple Instruction stream-Multiple Data stream)
Pada sistem komputer MIMD murni terdapat interaksi di antara n pemroses. Hal ini disebabkan seluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama bagi semua pemroses. Komputer MIMD bersifat tightly coupled jika tingkat interaksi antara pemroses tinggi dan disebut loosely coupled jika tingkat interaksi antara pemroses rendah.

Paralelisme
Ada dua bentuk umum paralelisme: paralelisme instruksi-level dan paralelisme prosesor-level. Pada bentuk pertama, paralelisme dimanfaatkan dalam instruksi-instriuksi individu agar dapat mngeksekusi lebih banyak instruksi per detikdari mesin tersebut. Pada betuk kedua, berbagai macam CPU bersama-sama menangani masalah yang sama. Setiap pendekatan memiliki keunggulannya masing-masing.

MULTIPROSESOR DAN MULTIKOMPUTER
Multiprosesor yaitu suatu sistem dengan lebih dari satu CPU yang memiliki sebuah memori bersama, seperti sekelompok orang dalam suatu ruangan yang memiliki papan tulis bersama. Prosesor berkomunikasi dengan prosesor lain dengan menulis pesan ke memori global dimana prosesor kedua dapat membaca pesan tersebut pada lokasi memori yang sama.
Sedangkan Multikomputer adalah sistem-sistem yang terdiri dari banyak komputer yang saling terhubung, yang masing-masing memiliki memorinya sendiri-sendiri. Masing-masing prosesor mempunyai satu atau lebih hubungan
langsung ke prosesor lain untuk transmisi data.
Jika prosesor tidak mempunyai koneksi langsung ke prosesor lain, komunikasi dapat dilangsungkan melalui prosesor antara (intermediate processor) untuk mengirim data.

Sumber :
https://www.academia.edu/23173218/Paralell_Computer