Parallel Processing dalam Komputasi Modern

Tulisan kali ini akan membahas mengenai kinerja komputasi dengan menggunakan parallel processing. Pengertian parallel processing tiu sendiri adalah penggunaan pada lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan. Dengan menggunakan beberapa cpu yang dijalankan secara bersamaan (paralalel) yang ditujukan untuk mempercepat pemrosesan yang akan berdampak pada penghematan waktu juga. Analoginya mirip dengan kita memasang lampu pada rangkaian secara parallel. Jika pada rangkaian listrik tersebut terdapat 4 buah lampu, maka kita harus mempunyai 4 saklar yang berbeda untuk menyalakan ke empat-empatnya apabila kita memasangnya secara seri. Tapi berbeda dengan parallel, kita dapat menyalakan ke empatnya dengan hanya satu buah saklar, dengan begitu kita dapat menghemat biaya dalam pembelian saklar.

Dengan memasang cpu atau processor secara parallel, akan membuat kinerja suatu program dalam menyelesaikan masalahnya menjadi lebih cepat. Contoh parallel processing ini adalah dalam mengetahui naik turunnya suhu udara, atau mengetahui perubahan cuaca di daerah yang mengalami 4 musim. Berbeda dengan di Indonesia yang hanya mengalami 2 musim, negara-negara yang mengalami 4 musim harus secara lebih cepat melaporkan pergerakan cuacanya secara simultan. Karena, perubahan cuaca di negara tersebut terjadi sangat cepat. Untuk itulah digunakan parallel processing ini, karena untuk memprediksi hal itu semua harus menggabungkan dari data-data yang sangat banyak (perubahan tinggi rendahnya air laut, angin darat dan angin laut, naik turunnya udara,dsb). Jika hanya menggunakan 1 buah cpu maka akan menghabiskan waktu yang sangat lama untuk mengetahui perubahan cuaca yang terjadi 1 jam mendatang bisa menghabiskan berabad-abad.

Parallel processing sangat berbeda dengan multitasking, karena multitasking adalah satu CPU mengangani atau mengeksekusi beberapa program sekaligus. Sedangkan parallel processing benar menggabungkan beberapa CPU (secara fisik, tidak secara virtual) yang digunakan untuk menjalankan aplikasi agar mendapatkan penyelesaian yang lebih cepat.

Komputasi Moderen

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, atau yang biasa disebut juga sebagai komputasi modern.

Secara umum iIlmu 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.

Van Neumann, Bapak Komputasi Moderen?

JIKA berbicara siapakah tokoh yang paling berpengaruh terhadap perkembangan ilmu komputer dan komputasi modern, John Von Neumann-lah orangnya. John Von Neumann adalah salah satu ahli matematika terbesar abad ini. Beliaulah yang pertama kali menggagas konsep sebuah sistem yang menerima instruksi-instruksi dan menyimpannya dalam sebuah memori. Konsep inilah yang menjadi dasar arsitektur komputer hingga saat ini. Beliau juga salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu.

Kepiawaian Von Neumann terletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan komputasi modern yang melahirkan komputer. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.

Sebagai anak yang terlahir genius, Von Neumann memiliki minat yang besar di berbagai bidang terutama matematika. Dia selalu menjadi yang terbaik pada semua bidang tersebut di sekolahnya. Dia tidak hanya tertarik pada matematika dan logika, namun juga pada sejarah. Pada umur delapan tahun dia sudah mambaca 40 volume sejarah dunia dari buku-buku di perpustakaan keluarganya.

Bisa dikatakan, pada umur yang masih belia, Von Neumann mampu menyeimbangkan kemampuan logika analitisnya dengan kemampuan sosial. Pada usia 17 tahun, Von Neumann sudah mempublikasikan papernya sendiri untuk Journal of the German Mathematical Society, pada tahun 1922.

Pada tahun 1921, Von Neumann disekolahkan ayahnya ke Universitas Berlin untuk menjadi insinyur teknik kimia. Berselang dua tahun kemudian ia melanjutkan pendidikan ke Zurich. Pada waktu itu teknik kimia sedang populer dan menjanjikan karier yang cerah bagi para insinyurnya. Von Neumann mengikuti pendidikan kimia tanpa gelar selama dua tahun di Berlin, lalu melanjutkan di Eidgennossische Technische Hochschule (ETH) Zurich pada bidang yang sama. Ujian masuk ETH terkenal sulit, bahkan Albert Einstein pernah gagal dalam ujian masuk di tahun 1895 dan berhasil lulus pada ujian tahun berikutnya.

Keinginan Von Neumann untuk mempelajari matematika dilakukannya pada musim panas setelah studinya di Berlin dan sebelum masuk ETH Zurich. Dia menjadi mahasiswa program doktor pada Universitas Budapest. Tesis doktornya bertemakan aksiomasisai teori himpunan (set theory) yang dikembangkan George Cantor. Pada masa itu, set theory merupakan salah satu topik 'menantang' di dunia matematika.

Akhirnya pada tahun 1926, dia lulus dengan dua gelar yaitu gelar S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar doktor (Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest. Semua itu diraihnya pada usia 22 tahun!

Hasil dari komputasi modern

Berikut ini adalah beberapa contoh komputasi modern sampai dengan lahirnya ENIAC :

• Berikutnya Non-programmable Atanasoff-Berry Computer yang di temukan pada tahun 1941 alat ini menggunakan tabung hampa berdasarkan perhitungan, angka biner, dan regeneratif memori kapasitor.Penggunaan memori regeneratif diperbolehkan untuk menjadi jauh lebih seragam (berukuran meja besar atau meja kerja).

• Selanjutnya komputer Colossus ditemukan pada tahun 1943, berkemampuan untuk membatasi kemampuan program pada alat ini menunjukkan bahwa perangkat menggunakan ribuan tabung dapat digunakan lebih baik dan elektronik reprogrammable.Komputer ini digunakan untuk memecahkan kode perang Jerman.

• The Harvard Mark I ditemukan pada 1944, mempunyai skala besar, merupakan komputer elektromekanis dengan programmability terbatas.

• Lalu lahirlah US Army’s Ballistic Research Laboratory ENIAC ditemukan pada tahun 1946, komputer ini digunakan unutk menghitung desimal aritmatika dan biasanya disebut sebagai tujuan umum pertama komputer elektronik (ENIAC merupaka generasi yang sudah sangat berkembang di zamannya sejak komputer pertama Konrad Zuse ’s Z3 yang ditemukan padatahun 1941).