Rangkuman Komputasi Modern

Pengertian Komputasi Modern

    Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Oleh karena pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama kali digagasi oleh John VonNeumann (1903-1957). Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21.

Jenis-jenis Komputasi Modern dan contoh penerapannya

    Komputasi modern terbagi tiga macam, yaitu komputasi mobile (bergerak), komputasi grid, dan komputasi cloud (awan). Penjelasan lebih lanjut dari jenis-jenis komputasi modern sebagai berikut :

- Mobile computing

    Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.

- Grid computing

    Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar.

-Cloud computing

    Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet. Komputasi cloud menggambarkan pelengkap baru, konsumsi dan layanan IT berbasis model dalam internet, dan biasanya melibatkan ketentuan dari keterukuran dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.


    Pengertian Komputasi Modern Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Oleh karena pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama kali digagasi oleh John Von Neumann (1903-1957).

- Akurasi (big, Floating Point)

    Akurasi tentu merupakan masalah yang paling penting dalam memecahkan masalah. Karena itu pada komputasi modern dilakukan perhitungan bagaimana bisa menghasilkan satu jawaban yang akurat dari sebuah masalah. Tentu kita pernah mendengar tipe data floating point yang biasa digunakan untuk menyimpan data numerik dalam bentuk pecahan. Tipe data tersebut memiliki range penyimpanan numerik yang besar, sehingga dapat digunakan oleh komputer untuk melakukan komputasi yang akurat.
Kecepatan (dalam satuan Hz)

    Manusia pasti menginginkan masalah dapat diselesaikan dengan cepat. Karena itu perhitungan masalah kecepatan adalah suatu hal yang penting. Komputasi harus dapat dilakukan dalam waktu yang cepat ketika mengolah suatu data. Sehingga perlu metode kecepatan untuk mengolah perhitungan dalam waktu singkat.
Problem Volume Besar (Down Sizzing atau parallel)

    Data yang besar tentu membutuhkan suatu cara penyelesaian yang khusus. Karena data yang besar dapat menjadi masalah jika ada yang terlewatkan. Oleh karena itu digunakan metode Down Sizzing atau parallel pada komputasi modern untuk menangani masalah volume yang besar. Dengan metode ini data yang besar di paralelkan dalam pengolahnya sehingga dapat diorganisir dengan baik.
Modelling (NN & GA)

    Modeling merupakan suatu hal yang penting dalam melakkan suatu perhitungan yang rumit. Bayangkan saja jika kita dihadapi dalam suatu masalah perhitungan yang banyak dan kompleks, tetapi tidak ada model matematika yang kita miliki. Perhitungan akan berjalan berantakan dan tidak akan mendapatkan hasil yang akurat. Maka dari itu komputasi modern membutuhkan modelling sebelum melakukan perhitungan.

    Kompleksitas (Menggunakan Teori Big O)

- Dampak Komputasi Modern

    Yaitu bagaimana manusia dapat mempermudah menyelesaikan masalah-masalah yang kompleks menggunakan komputer. Salah satu contohnya yaitu Biometric. Biometric berasal dari kata Bio dan Metric. Kata bio diambil dari bahasa yunani kuno yang berarti Hidup sedangkan Metric juga berasal dari bahasa yunani kuno yang berarti ukuran. Jadi, jika disimpulkan biometric berarti pengukuran hidup. Contoh teknik biometric yang berbeda

Tugas SoftSkill M10

I. Quantum Computation

Merupakan alat hitung yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan keterkaitan, yang digunakan untuk peng-operasi-an data. Perhitungan jumlah data pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.

Algoritma Shor

Algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, jika disandikan melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah efektif.

Algoritma Shor bergantung pada hasil dari teori bilangan. Hasil ini adalah: fungsi periodik. Dalam konteks algoritma Shor, n akan menjadi bilangan yang akan difaktorkan. Jika dua bilangan tersebut adalah coprime itu berarti bahwa pembagi umumnya adalah 1. Perhitungan fungsi ini untuk jumlah eksponensial, dari itu akan mengambil waktu eksponensial pada komputer klasik. Algoritma Shor memanfaatkan paralelisme kuantum untuk melakukan jumlah eksponensial operasi dalam satu langkah.

II. Parallelism Concept

Komputasi paralel didefinisikan sebagai penggunaan sekumpulan sumberdaya komputer secara simultan untuk menyelesaikan permasalahan komputasi. Secara prinsip komputer paralel membagi permasalahan sehingga menjadi lebih kecil untuk dikerjakan oleh setiap prosesor / CPU dalam waktu yang bersamaan/simultan / concurrent dan prinsip ini disebut paralelisme. Konsep program parallel :

– Memerintahkan set instruksi (pandangan programmer).

– File executable (pandangan sistem operasi)

Pada dasarnya, konsep parallel system merupakan suatu bentuk penawaran solusi dari proses computing yang terlalu berat, sehingga dapat dipecah sedemikian hingga tidak memberatkan system kerja komputer itu sendiri

Berdasarkan tingkat paralelismenya prosesor paralel dapat dibagi menjadi beberapa tingkat(level) sebagai berikut :

1. Komputer Array.
2. Prosesor array : beberapa prosesor yang bekerja sama untuk mengolah set instruksi yang sama dan data yang berbeda – beda atau biasa disebut SIMD (Single Instruction-stream Multiple Data)
3. Prosesor vektor : beberapa prosesor yang disusun seperti pipeline.
4. Multiprosesor, yaitu sebuah sistem yang memiliki 2 prosesor atau lebih yang saling berbagi memori.
5. Multikomputer, yaitu sebuah sistem yang memiliki 2 prosesor atau lebih yang masing-masing prosesor memiliki memori sendiri.

III. Distributed Processing

Yang dimaksud Distribusi 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.

Contoh dari Distributed Data Processing System adalah: ATM, komputer yang dirancang untuk tugas-tugas melaksanakan proyek, analisis finansial, penjadwalan waktu dan akuntansi. Contoh lainnya, pengolahan data pada server yahoo yang tersebar hampir di seluruh dunia secara distribusi, setiap wilayah mempunyai server masing-masing. Seperti di indonesia mempunyai server tersendiri sehingga pengolahan data tidak di pusat melainkan di wilayah masing-masing.

Distributed data processing / pemrosesan data terdistribusi

Merupakan sekumpulan peralatan pemrosesan yang saling terhubung melalui jaringan yang mengerjakan tugas-tugas tertentu.

Pemrosesan terdistribusi dapat dikelompokan berdasarkan beberapa kriteria yaitu :

1. Struktur antar hubungan
2. Kesaling tergantungan komponen-komponen.
3. Keselarasan antar komponen.

IV. Architectural Parallel Computer

Arsitektur Komputer Paralel adalah sekumpulan elemen pemroses (Processing Elements) yang bekerjasama dalam menyelesaikan sebuah masalah besar. Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak.

Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi. Untuk melakukan berbagai jenis komputasi paralel diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk digunakan perangkat lunak pendukung yang biasa disebut middleware yang berperan mengatur distribusi antar titik dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.

V. Pengantar Thread Programming

Thread dalam sistem operasi dapat diartikan sebagai sekumpulan perintah (instruksi) yang dapatdilaksanakan (dieksekusi) secara sejajar dengan ulir lainnya, dengan menggunakan cara time slice (ketika satu CPU melakukan perpindahan antara satu ulir ke ulir lainnya) atau multiprocess (ketika ulir-ulir tersebut dilaksanakan oleh CPU yang berbeda dalam satu sistem). Ulir sebenarnya mirip dengan roses, tapi cara berbagi sumber daya antara proses dengan ulir sangat berbeda. Multiplethread dapat dilaksanakan secara sejajar pada sistem komputer. Secara umum multithreading melakukan time-slicing (sama dengan time-division multipleks), di manasebuah CPU bekerja pada ulir yang berbeda, di mana suatu kasus ditangani tidak sepenuhnya secara serempak, untuk CPU tunggal pada dasarnya benar-benar melakukan sebuah pekerjaan pada satu waktu. Thread saling berbagi bagian program, bagian data dan sumber daya sistem operasi denganthread lain yang mengacu pada proses yang sama. Thread terdiri atas ID thread, program counter, himpunan register, dan stack. Dengan banyak kontrol thread proses dapat melakukan lebih dari satu pekerjaan pada waktu yang sama.

Karakteristik Thread

Proses merupakan lingkungan eksekusi bagi thread-thread yang dimilikinya. Thread-thread di satu proses memakai bersama sumber daya yang dimiliki proses, yaitu :

• Ruang alamat.

• Himpunan berkas yang dibuka.

• Proses-proses anak.

• Timer-timer.

• Snyal-sinyal.

• Sumber daya-sumber daya lain milik proses.

Jenis-jenis Thread Berdasarkan Waktu Penciptaannya

1. Static threads

Jumlah thread yang akan dibuat ditentukan saat penulisan dan kompilasi program. Tiap thread langsung dialokasikan stack tetap.

• Keunggulan = sederhana.

• Kelemahan = tidak fleksibel.

VI. Message Passing

Massage Passing merupkan suatu teknik bagaimana mengatur suatu alur komunikasi messaging terhadap proses pada system. Message passing dalam ilmu komputer adalah suatu bentuk komunikasi yang digunakan dalam komputasi paralel, pemrograman-berorientasi objek, dan komunikasi interprocess. Dalam model ini, proses atau benda dapat mengirim dan menerima pesan yang terdiri dari nol atau lebih byte, struktur data yang kompleks, atau bahkan segmen kode ke proses lainnya dan dapat melakukan sinkronisasi. Paradigma Message passing yaitu :

1. Banyak contoh dari paradigma sekuensial dipertimbangkan bersama-sama.
2. Programmer membayangkan beberapa prosesor, masing-masing dengan memori, dan menulis sebuah program untuk berjalan pada setiap prosesor.
3. Proses berkomunikasi dengan mengirimkan pesan satu sama lain.

Terdapat beberapa metode dalam pengiriman pesan yaitu :

1. Synchronous Message Passing

Pengirim menunggu untuk mengirim pesan sampai penerima siap untuk menerima pesan. Oleh karena itu tidak ada buffering. Selain itu Pengirim tidak bisa mengirim pesan untuk dirinya sendiri.

2. Ansynchronous Message Passing

Pengirim akan mengirim pesan kapanpun dia mau. Pengirim tidak peduli ketika penerima belum siap untuk menerima pesan. Oleh karena itu diperlukan buffering untuk menampung pesan sementara sampai penerima siap menerima pesan. Selain itu pengirim dapat pesan untuk dirinya sendiri.

Softskill

 Tugas Individu Komputasi Modern_M1 (Senin, 5 April 2021) : 

 1. Apa itu Komputasi modern? 

2. Jelaskan konsep dasar komputasi serta implementasi komputasi pada berbagai bidang!

 3. Bagaimana sejarah dari perkembangan computer? 

4. Karakteristik dari computer juga komputasi modern?

5. Jenis -jenis komputasi modern? 

Jawaban

 1. Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima instruksi-instruksi dan menyimpannya dalam sebuah memori.

 2. Teori komputasi adalah cabang ilmu komputer dan matematika yang membahas apakah dan bagaimanakah suatu masalah dapat dipecahkan pada model komputasi menggunakan algoritma. Contoh Implementasi :

 • Bidang Fisika : Mempelajari suatu gabungan antara fisika, komputer sains dan matematika terapan untuk memberikan solusi pada kejadian dan masalah yang kompleks pada dunia nyata, baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan algoritma yang tepat.

 • Bidang Kimia : Penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat molekul. 

 • Bidang Matematika : Menyelesaikan sebuah masalah yang berkaitan dengan perhitungan Matematika. 

3. Sejarah computer sebagai berikut: 

• Generasi Pertama Pada komputer generasi pertama penggunaan tube vacum dan menggunakan silinder magnetik untuk penyimpanan data. 

• Generasi Kedua Pada computer generasi kedua ini sudah menggunakan transistor sebagai penggantu tube vakum, transistor yang digunakan untuk penguat, sirkuit pemutus dan penyambung, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. 

• Generasi Ketiga Pada computer generasi ketiga ini seorang ilmuan yang bernama Jack Kilby mengembangkan sebuah IC (Integrate Circuit). Selain itu pada computer generasi ketiga ini computer sudah menggunakan software yaitu Sistem Operasi yang memungkinkan berbagai program yang berbeda bias berjalan di satu computer. 

• Generasi Keempat Ciri dari computer generasi keempat ini adalah semakin kecilnya ukuran sirkuit dan komponen-komponen elektrik. Pada generasi keempat ini computer sudah tidak lagi di dominasi oleh perusahaan-perusaahan besar dan lembaga pemerintah bahkan masyarakat umum pun sudah banyak yang menggunakan computer generasi computer keempat ini. 

4. Generasi kelima Pada computer generasi kelima ini computer sudah berkembang sangat pesat, itu ditandai dengan banyaknya kemajuan pengembangan komponen komponen yang di produksi oleh para pengembangkan computer. Semakin tingginya spesifikasi software yang harus diimbangi dengan spesifikasi hardware. Komputasi Modern memiliki cirri sebagai berikut :

 • Sumber daya yg disediakan bersifat heterogenous (terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi-aplikasi lain). 

• Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth beragam. 

• Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas. 

5. Berikut jenis – jenis komputasi modern 

• Mobile computing Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel. 

• Grid computing Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar. 

• Cloud computing Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui internet.