1. Parallel
Concept
Komputasi paralel merupakan salah satu teknik komputasi, dimana
proses komputasinya dilakukan oleh beberapa resources (komputer) yang
independen, secara bersamaan. Komputasi paralel biasanya diperlukan pada
saat terjadinya pengolahan data dalam jumlah besar (di industri keuangan,
bioinformatika, dll) atau dalam memenuhi proses komputasi yang sangat banyak.
Selanjutnya, komputasi paralel ini juga dapat ditemui dalam kasus kalkulasi
numerik dalam penyelesaian persamaan matematis di bidang fisika (fisika
komputasi), kimia (kimia komputasi), dll. Dalam menyelesaikan suatu masalah,
komputasi paralel memerlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari
banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara
paralel.
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. Tidak berarti dengan mesin
paralel semua program yang dijalankan diatasnya otomatis akan diolah secara
paralel. Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang
memungkinkan eksekusi perintah / operasi secara bersamaan (komputasi paralel),
baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor
ganda dengan mesin paralel ) CPU. Bila komputer yang digunakan secara bersamaan
tersebut dilakukan oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam suatu
jaringan komputer lebih sering istilah yang digunakan adalah sistem
terdistribusi (distributed computing). Tujuan utama dari pemrograman paralel
adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa
dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan
yang bisa diselesaikan.
Analogi yang paling gampang adalah, bila anda dapat merebus air
sambil memotong-motong bawang saat anda akan memasak, waktu yang anda butuhkan
akan lebih sedikit dibandingkan bila anda mengerjakan hal tersebut secara
berurutan (serial). Atau waktu yang anda butuhkan memotong bawang akan lebih
sedikit jika anda kerjakan berdua. Performa dalam pemrograman paralel diukur
dari berapa banyak peningkatan kecepatan (speed up) yang diperoleh dalam
menggunakan tehnik paralel. Secara informal, bila anda memotong bawang
sendirian membutuhkan waktu 1 jam dan dengan bantuan teman, berdua anda bisa
melakukannya dalam 1/2 jam maka anda memperoleh peningkatan kecepatan sebanyak
2 kali.
2. Distributed
Processing
Kemampuan 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 maka prosesor yang
lain akan mengambil alih tugasnya.
3. Architectural
Parallel Computer
Embarasingly Parallel adalah pemrograman paralel yang
digunakan pada masalah-masalah yang bisa diparalelkan tanpa membutuhkan
komunikasi satu sama lain. Sebenarnya pemrograman ini bisa dibilang sebagai
pemrograman paralel yang ideal, karena tanpa biaya komunikasi, lebih banyak peningkatan
kecepatan yang bisa dicapai.Michael J. Flynn menciptakan satu diantara
sistem klasifikasi untuk komputer dan program paralel, yang dikenal dengan
sebutan Taksonomi Flynn. Flynn mengelompokkan komputer dan program
berdasarkan banyaknya set instruksi yang dieksekusi dan banyaknya set data yang
digunakan oleh instruksi tersebut. Taksonomi dari model pemrosesan paralel
dibuat berdasarkan alur instruksi dan alur data yang digunakan:
1. SISD
(Single Instruction stream, Single Data stream)
Komputer
tunggal yang mempunyai satu unit kontrol, satu unit prosesor dan satuunit memori
Instruksi dilaksanakan secara berurut tetapi boleh juga overlap dalamtahapan
eksekusi (overlap) Satu alur instruksi didecode untuk alur data tunggal.
2. SIMD
(Single Instruction stream, Multiple Data stream)
Komputer
yang mempunyai beberapa unit prosesor di bawah satu supervisi satu unit common
control. Setiap prosesor menerima instruksi yang sama dari unit kontrol, tetapi
beroperasi pada data yang berbeda.
3. MISD
(Multiple Instruction stream, Single Data stream)
Sampai
saat ini struktur ini masih merupakan struktur teoritis dan belum ada komputer
dengan model ini.
4. MIMD
(Multiple Instruction stream, Multiple Data stream)
Organisasi
komputer yang memiliki kemampuan untuk memproses beberapa program dalam waktu
yang sama. Pada umumnya multiprosesor dan multikomputer termasuk dalam
kategori ini.
1 comments
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.
1. Entanglement
Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan
jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut
terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Quantum entanglement adalah
bagian dari fenomena quantum mechanical yang menyatakan bahwa dua atau lebih
objek dapat digambarkan mempunyai hubungan dengan objek lainnya walaupun objek
tersebut berdiri sendiri dan terpisah dengan objek lainnya. Quantum
entanglement merupakan salah satu konsep yang membuat Einstein mengkritisi
teori Quantum mechanical. Einstein menunjukkan kelemahan teori Quantum
Mechanical yang menggunakan entanglement merupakan sesuatu yang “spooky action
at a distance” karena Einstein tidak mempercayai bahwa Quantum particles dapat
mempengaruhi partikel lainnya melebihi kecepatan cahaya. Namun, beberapa tahun
kemudian, ilmuwan John Bell membuktikan bahwa “spooky action at a distance”
dapat dibuktikan bahwa entanglement dapat terjadi pada partikel-partikel yang
sangat kecil.
2. Pengoperasian
Data Qubit
Komputer kuantum memelihara urutan qubit. Sebuah qubit tunggal
dapat mewakili satu, nol, atau, penting, setiap superposisi quantum ini,
apalagi sepasang qubit dapat dalam superposisi kuantum dari 4 negara, dan tiga
qubit dalam superposisi dari 8. Secara umum komputer kuantum dengan qubit n
bisa dalam superposisi sewenang-wenang hingga 2 n negara bagian yang berbeda
secara bersamaan (ini dibandingkan dengan komputer normal yang hanya dapat di
salah satu negara n 2 pada satu waktu). Komputer kuantum yang beroperasi dengan
memanipulasi qubit dengan urutan tetap gerbang logika quantum. Urutan gerbang
untuk diterapkan disebut algoritma quantum.
Sebuah
contoh dari implementasi qubit untuk komputer kuantum bisa mulai dengan
menggunakan partikel dengan dua putaran menyatakan: “down” dan “up”. Namun pada
kenyataannya sistem yang memiliki suatu diamati dalam jumlah yang akan kekal
dalam waktu evolusi dan seperti bahwa A memiliki setidaknya dua diskrit dan
cukup spasi berturut-turut eigen nilai , adalah kandidat yang cocok untuk
menerapkan sebuah qubit. Hal ini benar karena setiap sistem tersebut dapat
dipetakan ke yang efektif spin -1/2 sistem.
3. Quantum
Gates
Quantum Logic Gates, Prosedur berikut menunjukkan bagaimana cara
untuk membuat sirkuit reversibel yang mensimulasikan dan sirkuit ireversibel
sementara untuk membuat penghematan yang besar dalam jumlah ancillae yang
digunakan.
1. Pertama
mensimulasikan gerbang di babak pertama tingkat.
2. Jauhkan
hasil gerbang di tingkat d / 2 secara terpisah.
3. Bersihkan
bit ancillae.
4. Gunakan
mereka untuk mensimulasikan gerbang di babak kedua tingkat.
5. Setelah
menghitung output, membersihkan bit ancillae.
6. Bersihkan
hasil tingkat d / 2.
4. Algoritma
Shor
Algoritma Shor, dinamai matematikawan Peter Shor , adalah algoritma
kuantum yaitu merupakan suatu algoritma yang berjalan pada komputer kuantum
yang berguna untuk faktorisasi bilangan bulat. Algoritma Shor dirumuskan pada
tahun 1994. Inti dari algoritma ini merupakan bagaimana cara
menyelesaikan faktorisasi terhaadap bilanga interger atau bulat yang besar.
Efisiensi algoritma Shor adalah karena efisiensi kuantum
Transformasi Fourier , dan modular eksponensial. Jika sebuah komputer kuantum
dengan jumlah yang memadai qubit dapat beroperasi tanpa mengalah kebisingan dan
fenomena interferensi kuantum lainnya, algoritma Shor dapat digunakan untuk
memecahkan kriptografi kunci publik skema seperti banyak digunakan skema RSA.
My Comunity
Contact Me
Tukar Link
