Komputasi & Paralel Processing

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, suatu sub-bidang 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.

Teori komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah dan bagaimanakah suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi, menggunakan algoritma. Bidang ini dibagi menjadi dua cabang: teori komputabilitas dan teori kompleksitas, namun kedua cabang berurusan dengan model formal komputasi.

Untuk melakukan studi komputasi dengan ketat, ilmuwan komputer bekerja dengan abstraksi matematika dari komputer yang dinamakan model komputasi. Ada beberapa model yang digunakan, namun yang paling umum dipelajari adalah mesin Turing. Sebuah mesin Turing dapat dipikirkan sebagai komputer pribadi meja dengan kapasitas memori yang tak terhingga, namun hanya dapat diakses dalam bagian-bagian terpisah dan diskret. Ilmuwan komputer mempelajari mesin Turing karena mudah dirumuskan, dianalisis dan digunakan untuk pembuktian, dan karena mesin ini mewakili model komputasi yang dianggap sebagai model paling masuk akal yang paling 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 memerlukan jumlah memori terhingga. Jadi pada dasarnya setiap masalah yang dapat dipecahkan (diputuskan) oleh meisn Turing dapat dipecahkan oleh komputer yang memiliki jumlah memori terbatas.

Sejarah:
Pertama kali komputasi modern ditemukan oleh John Von Neumann. Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Dalam hidupnya yang singkat, Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann meningkatkan karya-karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Beliau juga merupakan salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II.

Implementasi :
- Fisika:

Dalam cabang ilmu fisika terdapat Computational Physics. Ini dianggap sebagai pertengahan antara fisika teoritis dan fisika eksperimental. Implementasi ilmu dibidang fisika ini terletak pada implementasi algoritma numerik dalam memecahkan teori kuantitatif fisika yang sudah ada.

- Kimia:

Pada cabang ilmu ini terdapat Computational Chemistry.Ilmu komputer disini untuk membantu menyelesaikan masalah kimia. Biasanya teori kimia diduetkan dengan program komputer untuk menghitung struktur serta sifat molekul.

- Ekonomi:

Area yang di cakup pada Computational Economics seperti agent based computational modelling, computational econometriks dan statistika, komputasi keuangan.

- Matematika:

Implementasinya terdapat pada program mapple. ini digunakan dalam menyelesaikan perhitungan matematika.

- Geologi dan Geografi:

Prakiraan cuaca dan deteksi gempa.

Penerapan Model Komputasi:

- Mesin Mealy: 

Mesin Mealy adalah otomasi fase berhingga (finite state automaton atau finite state tranducer) yang menghasilkan keluaran berdasarkan fase saat itu dan bagian masukan/input.

- Mesin Moore: 

Otomasi fase berhingga (finite state automaton) di mana keluarannya ditentukan hanya oleh fase saat itu (dan tidak terpengaruh oleh bagian masukan/input).

- Petri Net: 

Salah satu model untuk merepresentasikan sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah model, Petri net merupakan grafik 2 arah yang terdiri dari place,transition, dan tanda panah yang menghubungkan keduanya.

Parallel Processing

Parallel Processing merupakan salah satu teknik yang digunakan dalam komputasi, yaitu teknik yang menggunakan dua atau lebih processor dalam melakukan komputasi dan dilakukan secara bersamaan. Komputasi sendiri sudah dijelaskan pada postingan sebelumnya yaitu suatu aktifitas penghitungan atau pemecahan masalah, lalu bagaimana dengan processor. Processor merupakan sumber semua perintah, jika diibaratkan dalam makhluk hidup, prosessor merupakan otaknya. Idealnya satu komputer hanya memiliki satu prosesor saja, namun dengan berkembangnya teknologi, muncullah multi prosesor dimana dalam satu komputer terdapat dua prosessor yang digabung menjadi satu, contohnya dual core,core 2 duo,quadcore,dll.

Dalam parallel processing ini juga memiliki berbagai kelemahan dan kelebihan dimana, untuk memiliki banyak prosessor memerlukan biaya yang tidak sedikit, tetapi dengan banyak nya prosessor maka proses komputasinya pun semakin cepat. Oh iya hampir ketinggalan, biasanya komputasi yang menggunakan teknik parallel processing ini disebut dengan komputasi parallel. Dan setau saya ada dua tipe komputasi dilihat dari banyaknya prosessor, yaitu komputasi tunggal dan komputasi parallel. Untuk lebih jelasnya akan saya jelaskan perbedaannya.

Kesimpulan:

Komputasi modern bisa dibilang adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Sehingga dapat disimpulkan bahwa computer yang menggunakan parallel processing di dalamnya merupakan salah satu komputasi modern. Parallel processing biasanya menggunakan ukuran memory dalam jumlah yang besar. Sudah jelas bahwa parallel processing merupakan bagian dari komputasi modern.

Kelebihan:

·         Waktu eksekusi lebih cepat.

·         Throughput jadi lebih tinggi.

Kekurangan:

·         Perangkat keras lainnya yang dibutuhkan.

·         Kebutuhan daya juga lebih.

·         Tidak baik untuk daya rendah dan perangkat mobile.

·         Parallel processing adalah salah satu teknik komputasi modern.

·         Karena membutuhkan banyak prosesor maka biaya mahal.

Sumber:
http://myblogisland.blogspot.com/2013/04/teori-komputasi-dan-implementasi-pada.html
http://no21reason.blogspot.com/2013/04/teori-komputasi-dan-implementasi.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Teori_komputasi

Ihsan Sulistio Hananto

53409543

4IA07