Tugas Softskill_Pengantar Komputasi Modern_Parallel Computation

PARALLEL COMPUTATION

Parallel Computation atau komputasi parallel merupakan teknik pengeksekusian program secara parallel atau bersamaan baik dalam satu prosessor atau lebih pada sebuah komputer. Hal ini diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak.

Parallelism Concept

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.

Distributed Processing

Mengerjakan semua proses pengolahan data secara bersama antara komputer pusat dengan beberapa komputer yang lebih kecil dan saling dihubungkan melalui jalur komunikasi. Setiap komputer tersebut memiliki prosesor mandiri sehingga mampu mengolah sebagian data secara terpisah, kemudian hasil pengolahan tadi digabungkan menjadi satu penyelesaian total. Jika salah satu prosesor mengalami kegagalan atau masalah yang lain akan mengambil alih tugasnya. 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).

Architectural Parallel Computer

1.      SISD

Yang merupakan singkatan dari 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

Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD 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

Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD 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

Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD 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.

Tugas Softskill_Pengantar Komputasi Modern_Quantum Computation

Quantum Komputation

Quantum computer adalah konputer yang proses komputasinya di atas computer konvensional.  Quantum computer berkumputasi lebih cepat dari pada computer konvensional karena pada dasarnya quantum computer memproses secara parallel. Teori quantum adalah teori tidak ada sesuatu yang pasti, jadi sesuatu tidak bias dikatakan pasti berada di suatu tempat melainkan hanya probabilitas. Karena sifat yang seperti ini merupakan kelebihan dari kuantum computer.

Entanglement

Menghapuskan jarak diantara 2 partikel yang berdiri sendiri sehingga dapat terhubung. konsep quantum entanglement sendiri mendapatkan kritikan dari ilmuwan Albert Enstein yang tidak mempercayai bahwa quantum particle dapat mempengaruhi particle lainnya melebihi kecepatan cahaya atau dapat dikatakn susuatu yang “spooky action at a distance”.

Pengoperasian data qubits

Jika pada computer konvensional selalu bekerja dengan bits 0 dan 1 sedangkan quantum computer bisa lepas dari restriksi ini yaitu bisa 1, bisa 0, atau bisa diantara 1 dan 0. Ini disebut quantum bits atau kubits

Quantum gates

Quantum Gates memberikan prosedur suatu cara untuk membuat sirkuit reversible yang mensimulasikan dan sirkuit ireversibel sementara untuk membuat penghematan yang besar dan jumlah ancilae yang digunakan. Perbedaan utama adalah bahwa gerbang logika klasik memanipulasi nilai bit klasik, 0 atau 1, gerbang kuantum dapat sewenang-wenang memanipulasi nilai kuantum multi-partite termasuk superposisi dari komputasi dasar yang juga dilibatkan.

Algoritma shor

Melalui adanya algoritma shor suatu computer quantum dapat mensimulasikan proses yang tidak dapat dilakukan oleh computer konvensional.