Selasa, 17 Juni 2014

Grid Computing


PENGERTIAN
Kali ini saya akan membahas tentang apa itu Grid Computing/Komputasi Grid. Secara singkat Komputasi Grid adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. 
Menurut tulisan singkat oleh Ian Foster ada check-list yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi bahwa suatu sistem melakukan komputasi grid yaitu :
  • Sistem tersebut melakukan koordinasi terhadap sumberdaya komputasi yang tidak berada dibawah suatu kendali terpusat. Seandainya sumber daya yang digunakan berada dalam satu cakupan domain administratif, maka komputasi tersebut belum dapat dikatakan komputasi grid.
  • Sistem tersebut menggunakan standard dan protokol yang bersifat terbuka (tidak terpaut pada suatu implementasi atau produk tertentu). Komputasi grid disusun dari kesepakatan-kesepakatan terhadap masalah yang fundamental, dibutuhkan untuk mewujudkan komputasi bersama dalam skala besar. Kesepakatan dan standar yang dibutuhkan adalah dalam bidang autentikasi, otorisasi, pencarian sumberdaya, dan akses terhadap sumber daya.
  • Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.

LATAR BELAKANG

Atas dasar apa Grid Computing dibuat? diawali dengan perkembangan kecepatan prosesor yang berkembang sesuai dengan Hukum Moore, meskipun demikian bandwith jaringan komputer berkembang jauh lebih pesat. Semakin cepatnya jalur komunikasi ini membuka peluang untuk menggabungkan kekuatan komputasi dari sumber-sumber komputasi yang terpisah. Perkembangan ini memungkinkan skala komputasi terdistribusi ditingkatkan lebih jauh lagi secara geografis, melintasi batas-batas domain administrasi yang sudah ada.
Dengan semakin pesatnya perkembangan teknologi komputer di negara-negara maju, membuat para penelitinya semakin haus akan tenaga komputasi yang dapat menjawab tantangan dan permasalahan yang mereka hadapi. Walaupun sudah memiliki supercomputer dengan kapasitas yang sangat tinggi , apa yang sudah ada ini pun dirasa tetap kurang, karena mereka berusaha memecahkan permasalahan yang lebih besar lagi. Setelah semua komputer yg dimiliki seorang "peneliti haus tenaga komputasi" dipergunakan habis-habisan untuk memecahkan masalahnya, setelah berbagai cara untuk memecahkan masalah dicoba, dan dipilih yang paling efisien, tapi tetap masalahnya belum bisa dipecahkan juga, apa yang harus dia lakukan? Komputasi grid adalah salah satu jawaban dari pertanyaan ini.

KONSEP KERJA GRID COMPUTING
Komputasi Grid bekerja dengan menyatukan seluruh sumberdaya TI ke dalam sekumpulan layanan yang bisa digunakan secara bersama-sama untuk memenuhi kebutuhan komputing perusahaan. Infrastruktur grid computing secara kontinyu menganalisa permintaan terhadap sumberdaya dan mengatur suplai untuk disesuaikan terhadap permintaan tersebut. Dimana data disimpan atau computer mana yang memproses permintaan tidak perlu dipikirkan. Sebagaimana arus listrik; untuk memanfaatkannya, tempat pembangkit atau bagaimana pengabelan jaringan listrik tidak perlu diketahui. Dalam menyelesaikan masalah system monolitik dan sumberdaya yang terfragmentasi, grid computing bertujuan menciptakan keseimbangan antara pengaturan suplai sumberdaya dan kontrol yang fleksibel. 

Sumberdaya TI yang dikelola dalam grid mencakup:

a. Sumberdaya Infrastruktur
Meliputi hardware seperti penyimpan, prosesor, memori, dan jaringan; juga software yang didisain untuk mengelola hardware ini, seperti database, manajemen penyimpan, manajemen sistem, server aplikasi dan sistem operasi.
b. Sumberdaya Aplikasi
Adalah perwujudan logika bisnis dan arus proses dalam software aplikasi. Sumberdaya yang dimaksud bisa berupa aplikasi paket atau aplikasi buatan, ditulis dalam bahasa pemrograman, dan merefleksikan tingkat kompleksitas. Sebagai contoh, software yang mengambil pesanan dari seorang pelanggan dan mengirimkan balasan, proses yang mencetak slip gaji, dan logika yang menghubungkan telepon dari pelanggan tertentu kepada pihak tertentu pula.
c. Sumberdaya Informasi
Saat ini, informasi cenderung terfragmentasi dalam perusahaan, sehingga sulit untuk memandang bisnis sebagai satu kesatuan. Sebaliknya, grid computing menganggap informasi adalah sumberdaya, mencakup keseluruhan data pada perusahaan dan metadata yang menjadikan data bisa bermakna. Data bias berbentuk terstruktur, semi-terstruktur, atau tidak terstruktur, tersimpan di lokasi manapun, seperti dalam database, sistem file lokal

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN
Dengan suatu sistem komputasi seperti Grid yang melibatkan banyak komputer untuk menyelesaikan suatu masalah, tentunya sistem tersebut mempunyai beberapa kelebihan dan juga tidak luput dengan adanya kekurangan.

Kelebihan :
  1. Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle
  2. Lebih cepat dan lebih besar: Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah apat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas
  3. Software dan aplikasi: Pool dari aplikasi dan pustaka standard, Akses terhadap model dan perangkat berbeda, Metodologi penelitian yang lebih baik
  4. Data: Akses terhadap sumber data global, dan Hasil penelitian lebih baik

Kekurangan :

  1. Manajemen institusi yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yang lebih besar bagi masyarakat luas.
  2. Masih sedikitnya sumber daya manusia yang kompeten dalam mengelola grid computing.
  3. Kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari grid computing itu sendiri
Jika diperhatikan sebenarnya Grid computing sangat menguntungkan, hanya saja kekurangannya hanyalah pada SDM yang belum begitu banyak mengetahui dan memahami tentang Grid computing 

Selasa, 20 Mei 2014

Definisi, Implementasi dan Algoritma Quantum Komputing

QUANTUM COMPUTING


Definisi:

Komputer kuantum (atau dikenal juga dengan istilah kuantum superkomputer) adalah alat komputasi yang menggunakan fenomena mekanikal kuantum, seperti superposisi dan keterkaitan untuk melakukan operasi pada data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit; dalam komputer kuantum, hal ini 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.

Ide mengenai komputer kuantum ini berasal dari beberapa fisikawan antara lain Charles H. Bennett dari IBM, Paul A. Benioff dari Argonne National Laboratory, Illinois, David Deutsch dari University of Oxford, dan Richard P. Feynman dari California Institute of Technology (Caltech).

Pada awalnya Feynman mengemukakan idenya mengenai sistem kuantum yang juga dapat melakukan proses penghitungan. Fenyman juga mengemukakan bahwa sistem ini bisa menjadi simulator bagi percobaan fisika kuantum.

Telah dipercaya dengan sangat luas, bahwa apabila komputer kuantum dalam skala besar dapat dibuat, maka komputer tersebut dapat menyelesaikan sejumlah masalah lebih cepat daripada komputer biasa. Komputer kuantum berbeda dengan komputer DNA dan komputer klasik berbasis transistor, walaupun mungkin komputer jenis tersebut menggunakan prinsip kuantum mekanik. Sejumlah arsitektur komputasi seperti komputer optik walaupun menggunakan superposisi klasik dari gelombang elektromagnetik, namun tanpa sejumlah sumber kuantum mekanik yang spesifik seperti keterkaitan, maka tak dapat berpotensi memiliki kecepatan komputasi sebagaimana yang dimiliki oleh komputer kuantum.

Implementasi:

Perusahaan D Wave
D-Wave Systems, Inc adalah perusahaan quantum computing, yang berbasis di Burnaby, British Columbia. Pada tanggal 11 Mei 2011, D-Wave Sistem mengumumkan D-Wave One, berlabel "komputer pertama komersial di dunia yang tersedia quantum computing" yang beroperasi pada 128 qubit chip set menggunakan anil kuantum untuk memecahkan masalah optimasi.
Contoh nya : -Optimalisasi Radiotherapy -Deteksi Objek  -Kompresi Video
-dll
Algoritma:
  1. Algoritma Shor, ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Lewat algoritma Shor ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. 
  2. Algoritma Grover, yaitu sebuah algoritma kuantum yang menawarkan percepatan kuadrat dibandingkan pencarian linear klasik untuk list tak terurut. Sebagian besar algoritma pencarian, seperti pencarian linear, pencarian biner dan pohon pencarian biner yang self-balancing, dapat dikembangkan dengan sedikit tambahan costuntuk menemukan semua nilai yang kurang dari atau lebih dari sebuah kunci, operasi ini disebut pencarian jangkauan (range search). Pengecualian ada pada tabel hash, yang tidak dapat melakukan pencarian tersebut secara efisien.
 Referensi:
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputer_kuantum 
http://bankzbilly.blogspot.com/2014/05/quantum-computing-definisi-implementasi.html#more

Senin, 17 Maret 2014

Perkembangan Komputasi Modern dan Implementasi nya

Jika kita mendengar kata Komputasi, pasti yang terlintas pertama kali di pikiran kita adalah segala hal yang ada hubungannya dengan komputer. Namun arti dari kata Komputasi itu sendiri adalah suatu cara untuk memecahkan suatu masalah dengan suatu algoritma/metode tertentu. Seiring perkembangan zaman maka komputasi saat ini umumnya sudah menggunakan komputer sebagai medianya, yang dikenal sebagai komputasi modern.Untuk lebih jelasnya mari kita kaji hal ini lebih dalam.

Ilmu Komputasi ini ditemukan oleh John Von Neumann, seorang matematikawan dari Hungaria-Jerman yang memberikan kontribusi penting di bidang fisika kuantumanalisis fungsionalteori himpunanilmu komputerekonomi dan bidang lainnya yang berkaitan dengan matematika. 



 John Von Neumann (1903-1957)

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.
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.
Komputasi modern ini digunakan untuk memecahkan masalah antara lain untuk menghitung;
  1. Akurasi (big, Floating Point)
  2. Kecepatan (Dalam satuan Hz)
  3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau Paralel)
  4. Modeling (NN & GA)
  5. Kompleksitas (Menggunakan Teori Big O)
Ada beberapa macam komputasi modern yang dipergunakan, antara lain:

Mobile Computingmerupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.

Grid Computingmenggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar memanfaatkan sumber daya komputasi dari berbagai organisasi yang berbeda secara bersama-sama.

Sedangkan pada saat ini yang sedang marak dipergunakan ialah Cloud Computing. Cloud Computing ialah gabungan pemanfaatan teknologi komputer ('komputasi') dan pengembangan berbasis Internet ('awan'). Awan (cloud) adalah metafora dari internet, sebagaimana awan yang sering digambarkan di diagram jaringan komputer. Sebagaimana awan dalam diagram jaringan komputer tersebut, awan (cloud) dalam Cloud Computing juga merupakan abstraksi dari infrastruktur kompleks yang disembunyikannya. Merupakan suatu metode komputasi di mana kapabilitas terkait teknologi informasi disajikan sebagai suatu layanan, sehingga pengguna dapat mengaksesnya lewat Internet ("di dalam awan")  tanpa mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya.



Berikut ini adalah beberapa implementasi komputasi modern di berbagai bidang:

1. Matematika : Penerapan teknik-teknik komputasi matematika meliputi metode numerik, perhitungan matematik yang sangat rumit, dapat diselesaikan dengan cepat. Sehingga bisa cepat mengerjakan pekerjaan yang menggunakan perhitungan matematik yang berskala besar.

2. Fisika : menyelesaikan permasalahan medan magnet dengan menggunakan komputasi fisika, dalam hal ini menentukan besarnya medan magnet dan membandingkan hubungan antara medan magnet dengan panjang kawat.

3. Kimia : algoritma dan program komputer dapat digunakan untuk memungkinkan peramalan sifat-sifat atom dan molekul. Kajian komputasi juga dapat dilakukan untuk menjelajahi mekanisme reaksi dan menjelaskan pengamatan pada reaksi di laboratorium, serta memahami sifat dan perubahan pada sistem makroskopis melalui simulasi yang berlandaskan hukum-hukum interaksi yang ada dalam sistem.

4. Ekonomi : mempelajari titik pertemuan antara ekonomi dan komputasi, meliputi agent-based computational modelling, computational econometrics dan statistika, komputasi keuangan, computational modelling of dynamic macroeconomic systems dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi.

5. Geologi : penganalisaan zat-zat yang terkandung didalam tanah, seperti minyak, mineral, emas dsb.

6. Geografi : dapat digunakan untuk, memetakan sebuah daerah. contohnya GIS (Geographic Information System) dengan teknologi ini muncul perangkat baru seperi GPS, yang memudahkan dalam pencarian rute perjalanan.


Referensi:
http://id.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi
http://bankzbilly.blogspot.com/2014/03/perkembangan-komputasi-modern-dan.html
http://asrynicupacup.blogspot.com/2012/04/perkembangan-komputasi.html