Parallel Computing

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll. Dinamakan setelah matematikawan Hungaria John von Neumann yang pertama kali menulis persyaratan umum untuk komputer elektronik di tahun 1945 makalahnya. Juga dikenal sebagai "komputer program tersimpan" - baik instruksi program maupun data disimpan dalam memori elektronik. Berbeda dari komputer sebelumnya yang diprogram melalui "kabel keras".

Dari penjelasan diatas terdapat beberapa alasan harus menggunakan komputasi pararel, yaitu:

1. Di alam, banyak peristiwa kompleks dan saling terkait terjadi pada waktu yang sama, namun dalam urutan temporal.
2. Dibandingkan dengan komputasi serial, komputasi paralel jauh lebih cocok untuk pemodelan, simulasi, dan pemahaman fenomena dunia nyata yang kompleks.

Komputasi pararel dibagi menjadi beberapa Arsitektur Memori Komputer Paralel, yaitu

Shared Memory:

Karakteristik umum

• Memori bersama komputer paralel sangat bervariasi, tetapi umumnya memiliki kesamaan kemampuan untuk semua prosesor untuk mengakses semua memori sebagai ruang alamat global.
• Beberapa prosesor dapat beroperasi secara independen tetapi berbagi sumber daya memori yang sama.
• Perubahan lokasi memori yang dilakukan oleh satu prosesor dapat dilihat oleh semua prosesor lainnya.
• Secara historis, mesin memori bersama telah diklasifikasikan sebagai UMA dan NUMA, berdasarkan waktu akses memori.

Distibuted Memory

Karakteristik umum

• Seperti sistem memori bersama, sistem memori terdistribusi sangat bervariasi tetapi memiliki karakteristik yang sama. Sistem memori terdistribusi memerlukan jaringan komunikasi untuk menghubungkan memori antar prosesor.
• Prosesor memiliki memori lokalnya sendiri. Alamat memori dalam satu prosesor tidak dipetakan ke prosesor lain, jadi tidak ada konsep ruang alamat global di semua prosesor.
• Karena setiap prosesor memiliki memori lokalnya sendiri, ia beroperasi secara independen. Perubahan yang dibuat pada memori lokalnya tidak berpengaruh pada memori prosesor lain. Karenanya, konsep koherensi cache tidak berlaku.
• Ketika prosesor membutuhkan akses ke data di prosesor lain, biasanya tugas programmer untuk secara eksplisit menentukan bagaimana dan kapan data dikomunikasikan. Sinkronisasi antar tugas juga menjadi tanggung jawab programmer.
• "Fabric" jaringan yang digunakan untuk transfer data sangat bervariasi, meskipun dapat sesederhana Ethernet. 

Hybrid Distributed-Shared Memory

Karakteristik umum

• Komputer terbesar dan tercepat di dunia saat ini menggunakan arsitektur memori bersama dan terdistribusi.
• Komponen memori bersama dapat berupa mesin memori bersama dan / atau unit pemrosesan grafis (GPU).
• Komponen memori terdistribusi adalah jaringan dari beberapa mesin memori / GPU bersama, yang hanya mengetahui tentang memorinya sendiri - bukan memori di komputer lain. Oleh karena itu, komunikasi jaringan diperlukan untuk memindahkan data dari satu mesin ke mesin lainnya.
• Tren saat ini tampaknya menunjukkan bahwa jenis arsitektur memori ini akan terus berlaku dan meningkat pada komputasi kelas atas di masa mendatang.

Read More

Teori Komputasi dan implementasi di bidang lain

 Teori Komputasi dan implementasi di bidang lain

Teori komputasi merupakan cabang dari ilmu komputer yang membahas tentang bagaimana cara pemecahan masalah yang sedang dihadapi.

Definisi Komputasi Modern Komputasi modern terdiri dari dua kata yaitu komputasi dan modern. Komputasi dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan permasalahan dari data input dengan suatu algoritma. Komputasi merupakan subbagian dari matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental dan kadang-kadang menggunakan tabel. disebut modern karena menggunakan alat canggih saat menyelesaian masalah. Maka dapat di simpulkan Komputasi modern adalah perhitungan yang menggunakan computer canggih dimana pada computer tersebut tersimpan sejumlah algoritma untuk menyelesaikan masalah perhitungan secara efektif dan efisien. 

Sebagai menerapkan studi komputasi dengan sempit, ilmuwan komputer memperagakan pekerjaan dengan abstraksi matematika dari komputer yang dinamakan model komputasi. Hadir beberapa model yang dipergunakan, namun yang sangat umum dipelajari yaitu mesin Turing. Sebuah mesin Turing bisa dipikirkan sebagai komputer pribadi meja dengan kapasitas memori yang tak terhingga, namun hanya bisa diakses dalam bagian-bagian terpisah dan diskret. Ilmuwan komputer mempelajari mesin Turing karena remeh dirumuskan, dianalisis dan dipergunakan sebagai pembuktian, dan karena mesin ini mewakili model komputasi yang diasumsikan sebagai model sangat masuk ikhtiar yang sangat ampuh yang dimungkinkan. Kapasitas memori tidak terbatas mungkin terlihat sebagai sifat yang tidak mungkin terwujudkan, namun setiap permasalahan yang "terputuskan" (decidable) yang dipecahkan oleh mesin Turing selalu hanya akan membutuhkan banyak memori terhingga. Berlaku pada landasannya setiap masalah yang bisa dipecahkan (diputuskan) oleh meisn Turing bisa dipecahkan oleh komputer yang memiliki banyak memori terbatas.

Contoh implementasi di bidang lain yaitu Implementasi komputasi modern di bidang matematika ada numerical analysis yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika. Bidang analisis numerik sudah sudah dikembangkan berabad-abad sebelum penemuan komputer modern.Interpolasi linear sudah digunakan lebih dari 2000 tahun yang lalu. Kalkulator mekanik juga dikembangkan sebagai alat untuk perhitungan tangan. Kalkulator ini berevolusi menjadi komputer elektronik pada tahun 1940. Kemudian ditemukan bahwa komputer juga berguna untuk tujuan administratif. Tetapi penemuan komputer juga mempengaruhi bidang analisis numerik, karena memungkinkan dilakukannya perhitungan yang lebih panjang dan rumit. Selain itu juga terdapat istilah-istilah seperti Probabilitas, Algoritma, dan Kalkulus yang ternyata sangat dibutuhkan dalam perkembangan Ilmu Komputer.

Sumber:

https://pdfcoffee.com/metode-komputasi-pdf-free.html

https://rezaafirmansyah.wordpress.com/2016/03/07/implementasi-komputasi-pada-bidang-matematika/

Read More