Komputasi dan Paralel Processing

a. Komputasi dan Paralel Processing

Komputasi dan Paralel Processing

Komputasi

Komputasi merupakan cara untuk menemukan pemecahan suatu masalah dari proses input data dan memprosesnya menggunakan suatu algoritma. Komputasi merupakan gabungan dari 2 bidang ilmu pengetahuan, yaitu dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer. Kemajuan ini juga sangat membantu dalam proses pengembangan dan memperluas jangkauan dari penggunaan proses komputasi dibidang lain.

Secara umum ilmu 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.

Berkembangnya ilmu komputasi pada saat ini dan yang akan datang akan terus berlanjut dan akan membantu manusia didalam bidang lain yang sebelumnya tidak ada. Hal ini dikarenakan tuntutan yang ada pada saat ini untuk terus melakukan percobaan baru dalam bidang ilmu pengetahuan yang berlandaskan teori yang juga telah mengalami perkembangan yang pesat.

Paralel Proccessing

        Rancangan prosesor paralel merupakan pengembangan terakhir dari ilmu pengetahuan komputer yang didasari oleh kebutuhan menyelesaikan beberapa instruksi secara paralel dalam waktu yang bersamaan dengan mengurangi masalah ketergantungan data, prosedural, unit fungsional, output dan anti ketergantungan yang menyebabkan suatu instruksi terhenti atau harus menunggu instruksi lainnya selesai untuk dapat diproses. Operasi seperti ini hanya dapat dilakukan oleh komputer yang memiliki dua atau lebih unit prosesor (CPU) yang terhubung melalui beberapa jaringan koneksitas.

Berdasarkan struktur prosesor-nya, Flynn mengklasifikasikan komputer menjadi empat kelas yaitu : SISD (Single Instruction Single Data), SIMD (Single Instruction Multiple Data), MISD (Multiple Instruction Single Data),  dan MIMD (Multiple Instruction Multiple Data). Berikut ini merupakan penjelasan dari masing-masing jenis pemrosesan paralel.

•       SISD (Single Instruction Single Data)

Merupakan (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.  Pada komputer jenis ini, semua instruksi dikerjakan terurut satu demi satu, tetapi juga dimungkinkan adanya overlapping dalam eksekusi setiap bagian  instruksi (pipelining).

•       SIMD (Single Instruction Multiple Data)

SIMD (Single Instruction Multiple Data), merupakan sebuah istilah dalam komputasi yang merujuk kepada sekumpulan operasi yang digunakan untuk menangani jumlah data yang sangat banyak dalam paralel secara efisien. Dengan kata lain, sistem SIMD dapat bekerja dengan memuat beberapa titik data secara sekaligus, dan melakukan operasi terhadap titik data secara sekaligus.

•       MISD (Multiple Instruction Single Data)

MISD (Multiple Instruction Single Data), merupakan proses penggunaan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD. 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.

•       MIMD (Multiple Instruction Multiple Data)

MIMD (Multiple Instruction Multiple Data), merupakan proses penggunaan banyak prosesor yang dapat mengeksekusi instruksi dan data yang berbeda-beda secara bersamaan. MIMD sangat baik digunkan untuk meneyelesaikan permasalahan yang besar, sebab melebihi data dan kontrol yang harus dilewatkan dari task ke task. Sebagai contoh dalam analogi sebuah Bank, MIMD akan menampilkan kerja terbaiknya ketika masing-masing teller memiliki beberapa transaksi yang harus diselesaikan satu persatu tanpa ada pembuangan waktu dan penghentian dari beberapa bagian transaksi. Tetapi pada sistem MIMD akan dibingungkan oleh aliran data (dataflow) paralel, karena aliran data tersebut harus dikerjakan oleh mesin MIMD secara terus menerus.

b. Hubungan antara Komputasi dengan Paralel Processing

Komputasi dan Paralel Processing merupakan salah satu yang memilik hubungan antara satu sama lain, karena didalam proses komputasi yang ada, parallel processing digunakan untuk melihat kemungkinan yang dapat terjadi serta melihat masalah yang ada, kemudian memecahkan masalahnya dengan menggunakan perhitungan matematika yang tepat. Proses perhitungan yang ada kemudian diterjemahkan kedalam pemrosesan parallel yang terdapat pada prosessor sehingga proses komputasi dapat terjadi.

Kesimpulan :

Dari taksonomi yang dilakukan oleh Flynn, SISD, SIMD, MISD, dan MIMD jenis pemrosesan yang digunakan sebenarya tidak berbeda jauh satu sama lainnya, hanya berbeda pada langkah pengerjaannya saja yang memiliki perbedaan. Dari keempat jenis pemrosesan diatas, semuanya memiliki kelebihan dan kekurangan pada pemrosesan yang digunakan.

Akan tetapi dari keempat jenis klasifikasi diatas, MIMD merupakan jenis pemrosesan yang paling optimal dan juga banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena proses pengolahan datanya yang dilakukan secara bersamaan dan dikerjakan oleh banyak prosessor sehingga lebih efektif dan efisien ketika digunakan. Pada masa sekarang, salah satu contoh penggunaan MIMD dapat dilihat pada mesin-mesin pabrik yang dapat mengerjakan banyak tugas sekaligus dan berbentuk besar ataupun Personal Computer (PC) yang berukuran lebih ringkas.