Pemrosesan paralel
(parallel processing) adalah penggunakan lebih dari satu CPU untuk menjalankan
sebuah program secara simultan. 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 berbea-beda tanpa berkaitan di antaranya.
Komputasi paralel adalah
salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan
beberapa komputer secara bersamaan. Biasanyadiperlukan 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.
Komputasi paralel membutuhkan:
· algoritma
· bahasa pemrograman
·
compiler
Sebagai
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.
Aristektur Komputer
Parallel
1. 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 dapat dilihat pada gambar .1 (a).
2. 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. Skema arsitektur global
komputer SIMD dapat dilihat pada gambar .1 (b).
3. 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. Skema arsitektur global komputer MISD
dapat dilihat pada gambar .1 (c).
4. 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.
Paralel prosessing
komputasi adalah proses atau pekerjaan komputasi di
komputer dengan memakai suatu bahasa pemrograman yang dijalankan secara paralel
pada saat bersamaan. Secara umum komputasi paralel diperlukan untuk
meningkatkan kecepatan komputasi bila dibandingkan dengan pemakaian komputasi
pada komputer tunggal.
Komputasi
Modern
Komputasi modern mungkin merupakan hal yang mungkin
jarang terdengar istilah di telinga masyrakat indonesia umumnya. Komputasi
modern pengertian nya adalah cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data
input dengan menggunakan suatu algoritma. Komputasi merupakan suatu sub-bidang
dari ilmu komputer dan matematika.
Sejarah Komputasi Modern
ada paruh pertama abad 20, banyak kebutuhan komputasi
ilmiah bertemu dengan semakin canggih komputer analog, yang menggunakan mekanis
atau listrik langsung model masalah sebagai dasar perhitungan. Namun, ini tidak
dapat diprogram dan umumnya tidak memiliki fleksibilitas dan keakuratan komputer
digital modern.
George stibitz secara internasional diakui sebagai
ayah dari komputer digital modern.
sementara bekerja di laboratorium bel di November
1937, stibitz menciptakan dan membangun sebuah relay berbasis kalkulator ia
dijuluki sebagai “model k” (untuk “meja dapur”, di mana dia telah berkumpul
itu), yang adalah orang pertama yang menggunakan sirkuit biner untuk melakukan
operasi aritmatika. Kemudian model menambahkan kecanggihan yang lebih besar
termasuk aritmatika
dan kemampuan pemrograman kompleks.
Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi perkembangan
komputasi modern adalah John von Neumann (1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang
meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar
abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika,
teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan
melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait
dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kegeniusannya
dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian
bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.
Von Neumann dilahirkan di Budapest, ibu kota Hungaria,
pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari
pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga diletakkan di
depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max
Neumann dan Margaret Kann. Max Neumann memperoleh gelar dan namanya berubah
menjadi Von Neumann. Max Neumann adalah seorang Yahudi Hungaria yang bergelar
doktor dalam ilmu hukum. Dia juga seorang pengacara untuk sebuah bank. Pada
tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius dari
bidang sains, penulis, seniman dan musisi.
Di tahun 1926 pada umur 22 tahun, Von Neuman lulus
dengan dua gelar yaitu gelar S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar
doktor (Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest.
Von Neumann sangat tertarik pada hidrodinamika dan
kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan,
Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Von Neumann menjadi
seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC, dia merancang konsep
arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann
adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data
disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.
Macam-macam Komputasi Modern
1. Mobile computing
Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki
beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan
teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa
menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan
komputasi nirkabel.
Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan
teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia
maupun alat. Dan dapat dilihat contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti
GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain
sebagainya.
2. Grid computing
Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh
geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah
komputasi skala besar.
Ada beberapa daftar yang dapat dugunakan untuk
mengenali sistem komputasi grid, adalah :
Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak
dibawah kendali pusat.
Sistem menggunakan standard dan protocol yang terbuka.
Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang
canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan komputasi
grid.
3. Cloud computing
Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur
dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui
internet.
Komputasi cloud menggambarkan pelengkap baru, konsumsi
dan layanan IT berbasis model dalam internet, dan biasanya melibatkan ketentuan
dari keterukuran dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan
layanan melalui internet.
Hubungan Komputasi Modern
dengan Paralel Processing
Contoh :
Oceanographer pada Oregon State University akan
mensimulasikan secara numerik sirkulasi global dari samudra dengan membagi laut
sebagai berikut:
- 4096: dari
timur ke barat
- 1024 dari
utara ke selatan
- 12 lapisan
laut
Hal
ini berarti membutuhkan 4096 X 1024 X 12 ? ± 50 juta sel matrik. Jika setiap
bagian (iterasi) butuh 10 menit dengan 30 milyar kalkulasi floating point maka
tentu memerlukan komputer yang EXTREMELY HIGH SPEED.
Dari
contoh diatas, Hubungan komputasi modern dengan paralel processing sangatlah
saling berhubungan satu sama lain. Dapat kita kaitkan bahwa untuk dapat
menghitung numerik yang begitu besar jumlahnya dibutuhkan kontruksi komputasi
yang sangat kuat, baik fisik komputer maupun algoritma yang akan digunakan.
Komentar
:
Menurut saya, dengan lahirnya komputasi modern
dan paralel processing di era teknologi yang semakin canggih saat ini sangat
membantu sekali dalam pengolahan data. Dimana sekarang permintaan dalam
pengolahan data sangat tinggi dan menuntut waktu yang singkat dalam pengolahannya.
Untuk dapat melakukan proses singkat tersebut membutuhkan fisik komputer yang
sangat canggih dan single prosesor maupun multi prosesor. Untuk dapat melakukan
proses secara bersama dibutuhkan suatu metode yaitu paralel processing, dimana dalam
satu CPU terdapat banyak prosesor dapat melaksanakan tugasnya secara
bersama-sama.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar