Parallel Processing and Process Distributed

Konsep komputasi Parallel Processing



Paralel Processing adalah kemampuan menjalankan tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan secara simultan atau bersamaan pada sebuah komputer. Secara umum, ini adalah sebuah teknik dimana sebuah masalah dibagi dalam beberapa masalah kecil untuk mempercepat proses penyelesaian masalah.

Terdapat dua hukum yang berlaku dalam sebuah parallel processing. yaitu:

Hukum Amdahl
Amdahl berpendapat, “Peningkatan kecepatan secara paralel akan menjadi linear, melipatgandakan kemampuan proses sebuah komputer dan mengurangi separuh dari waktu proses yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah masalah.”
Hukum Gustafson
Pendapat yang dikemukakan Gustafson hampir sama dengan Amdahl, tetapi dalam pemikiran Gustafson, sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atau lebih mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan faktor eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan proses tiap-tiap mesin yang digunakan.



Gambar diatas merupakan contoh dari sebuah komputasi paralel, dimana pada gambar diatas terdapat sebuah masalah, dari masalah tersebut dibagi lagi menjadi beberapa bagian agar sebuah masalah dapat dengan cepat diatasi.

Tujuan Komputasi Paralel

Tujuan dari komputasi paralel adalah meningkatkan kinerja komputer dalam menyelesaikan berbagai masalah. Dengan membagi sebuah masalah besar ke dalam beberapa masalah kecil, membuat kinerja menjadi cepat.

Formula komputasi paralel yang diajukan pada hukum Amdahl

Dimana a adalah banyaknya paralel yang terjadi. Secara teori, artinya proses penyelesaian masalah menjadi lebih cepat dengan menggunakan komputasi paralel.

Salah satu jenis penggunaan komputasi paralel adalah:

PVM(Parallel Virtual Machine)


DISTRIBUTED PROCESSING

Pengertian dari Distributed Processing adalah 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.



SISD

Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakanarsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja. Oleh karenaitu model ini bisa dikatakan sebagai model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnyamerupakan komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer yangmenggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.



SIMD

Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processordengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda. Sebagai contoh kitaingin mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100 angka, dan kita menggunakan 5processor. Pada setiap processor kita menggunakan algoritma atau perintah yang sama, namun datayang diproses berbeda. Misalnya processor 1 mengolah data dari deretan / urutan pertama hinggaurutan 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).



MISD

Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processordengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal inimerupakan kebalikan dari model SIMD. Untuk contoh, kita bisa menggunakan kasus yang sama padacontoh 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 yangdigunakan untuk teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai saat ini belum ada komputeryang menggunakan model MISD.



MIMD

Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyakprocessor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda.Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk modelSIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/CompaqAlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.

Quantum Computing

Apa itu komputasi kuantum?

Komputer kuantum dapat memacu perkembangan terobosan baru dalam sains, obat-obatan untuk menyelamatkan nyawa, metode pembelajaran mesin untuk mendiagnosis penyakit lebih cepat, bahan untuk membuat perangkat dan struktur yang lebih efisien, strategi keuangan untuk hidup dengan baik di masa pensiun, dan algoritma untuk mengarahkan sumber daya secara cepat seperti ambulan.

Komputer kuantum menggunakan qubit alih-alih bit tradisional (angka biner). Qubit berbeda dari bit tradisional karena sampai mereka dibacakan (artinya diukur), mereka dapat ada dalam keadaan tak tentu di mana kita tidak dapat mengetahui apakah mereka akan diukur sebagai 0 atau 1. Itu karena properti unik yang disebut superposisi.

Superposisi membuat qubit menarik, tetapi kekuatan super mereka yang sebenarnya adalah belitan. Qubit yang terjerat dapat berinteraksi secara instan. Untuk membuat qubit fungsional, komputer kuantum harus didinginkan mendekati nol absolut. Bahkan ketika didinginkan, qubit tidak mempertahankan status terjerat mereka (koherensi) untuk waktu yang lama.

Itu membuat pemrograman mereka lebih rumit. Komputer kuantum diprogram menggunakan urutan gerbang logika dari berbagai jenis, tetapi program harus berjalan cukup cepat sehingga qubit tidak kehilangan koherensi sebelum diukur. Bagi siapa pun yang mengambil kelas logika atau desain sirkuit digital menggunakan sandal jepit, gerbang logika kuantum akan tampak agak akrab, meskipun komputer kuantum sendiri pada dasarnya analog. Namun, kombinasi superposisi dan keterikatan membuat proses sekitar seratus kali lebih membingungkan.

Qubit dan Superposisi

Bit biasa yang kita gunakan dalam komputer digital biasa adalah 0 atau 1. Anda dapat membacanya kapan pun Anda inginkan, dan kecuali ada cacat pada perangkat keras, mereka tidak akan berubah. Qubit tidak seperti itu. Mereka memiliki probabilitas menjadi 0 dan probabilitas menjadi 1, tetapi sampai Anda mengukurnya, mereka mungkin berada dalam keadaan tidak terbatas. Keadaan itu, bersama dengan beberapa informasi keadaan lainnya yang memungkinkan untuk kompleksitas komputasi tambahan, dapat digambarkan sebagai berada pada titik arbitrer pada bola (jari-jari 1), yang mencerminkan baik probabilitas diukur sebagai 0 atau 1 (yang merupakan kutub utara dan selatan).

Bola Bloch digunakan untuk mewakili keadaan yang memungkinkan dari satu qubit tunggal - Kredit Gambar IBM QThe negara qubit adalah kombinasi dari nilai-nilai di sepanjang ketiga sumbu. Ini disebut superposisi. Beberapa teks menggambarkan properti ini sebagai "berada di semua kondisi yang memungkinkan pada saat yang sama," sementara yang lain berpikir itu agak menyesatkan dan bahwa kita lebih baik tetap berpegang pada penjelasan probabilitas. Apa pun itu, komputer kuantum dapat benar-benar melakukan matematika pada qubit saat berada di superposisi - mengubah probabilitas dengan berbagai cara melalui gerbang logika - sebelum akhirnya membacakan hasil dengan mengukurnya. Namun, dalam semua kasus, setelah qubit dibaca, qubit adalah 1 atau 0 dan kehilangan informasi status lainnya.

Qubit biasanya memulai kehidupan pada 0, meskipun mereka sering kemudian dipindahkan ke keadaan tak tentu menggunakan Hadamard Gate, yang menghasilkan qubit yang akan dibaca sebagai 0 separuh waktu dan 1 separuh lainnya. Gerbang lain tersedia untuk membalik keadaan qubit dengan jumlah dan arah yang bervariasi - keduanya relatif terhadap sumbu 0 dan 1, dan juga sumbu ketiga yang mewakili fase, dan memberikan kemungkinan tambahan untuk merepresentasikan informasi. Operasi dan gerbang khusus yang tersedia tergantung pada komputer kuantum dan alat yang Anda gunakan.