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.
Hubungan antara komputasi
modern dengan paralel processing
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.
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.
Distribusi Parallel Processing
Gambar diatas merupakan contoh dari sebuah
komputasi paralel, dimana pada gambar diatas terdapat sebuah masalah, dari
masalah tersebut dibagi lagi menjadi beberapa bagian agar sebuah masalah dapat
dengan cepat diatasi.
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.
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.
Salah
satu jenis penggunaan komputasi paralel adalah:
PVM(Parallel
Virtual Machine)
Merupakan
sebuah perangkat lunak yang mampu mensimulasikan pemrosesan paralel pada
jaringan.
Model
komputasi Paralel :
1. Embarasingly Parallel adalah pemrograman paralel
yang digunakan pada masalah-masalah yang bisa diparalelkan tanpa membutuhkan
komunikasi satu sama lain. Sebenarnya pemrograman ini bisa dibilang sebagai
pemrograman paralel yang ideal, karena tanpa biaya komunikasi, lebih banyak
peningkatan kecepatan yang bisa dicapai.
2.
Taksonomi dari model pemrosesan paralel dibuat berdasarkan alur instruksi dan
alur data yang digunakan:
- SISD (Single Instruction
Single Datapath) merupakan prosesor tunggal, yang bukan paralel.
- SIMD (Single Instruction
Multiple Datapath)alur instruksi yang sama dijalankan terhadap banyak alur data
yang berbeda. Alur instruksi di sini kalau tidak salah maksudnya ya program
komputer itu. trus datapath itu paling ya inputnya, jadi inputnya lain-lain tapi
program yang digunakan sama.
- MIMD (Multiple
Instruction Multiple Datapath)alur instruksinya banyak, alur datanya juga
banyak, tapi masing-masing bisa berinteraksi.
- MISD (Multiple Instruction
Single Datapath)alur instruksinya banyak tapi beroperasi pada data yang sama.
Komentar
:
Hubungan
antara komputasi modern dengan paralel processing
Komputasi bisa diartikan sebagai 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.
Sedangkan parallel processing bisa diartikan
sebagai cara agar lebih dari satu komputer dapat bekerja secara bersamaan.
Komputasi saat ini sangat berguna terutama dibidang IT, dengan adanya parallel
processing, tentu dapat mempermudah proses komputasi yang dilakukan oleh
sekumpulan komputer. Sehingga, proses dapat dilakukan dengan cepat (tidak
memakan waktu yang lama) dan hasil yang diinginkan dari proses komputasi dapat
diterima oleh user dengan cepat.
Sumber
:
