ILMU KOMPUTASI

Komputasi

Komputasi sebetulnya bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut denganteori komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, ataukapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakankomputer.

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.

Kelahiran

Ilmu atau sains berdasarkan obyek kajiannya dibedakan antara Fisika, Kimia, Biologi dan Geologi. Ilmu dapat pula digolongkan berdasarkan metodologi dominan yang digunakannya, yaitu ilmu pengamatan/percobaan (observational/experimental science), ilmu teori (theoretical science) dan ilmu komputasi (computational science). Yang terakhir ini bisa dianggap bentuk yang paling baru yang muncul bersamaan dengan perkembangan kekuatan pemrosesan dalam komputer dan perkembangan teknik-teknik metode numerik dan metode komputasi lainnya.

Dalam ilmu (sains) tradisional seperti Fisika, Kimia dan Biologi, penggolongan ilmu berdasarkan metodologi dominannya juga mewujud, yang ditunjukkan dengan munculnya bidang-bidang khusus berdasarkan penggolongan tsb. lengkap dengan jurnal-jurnal yang relevan untuk melaporkan hasil-hasil penelitiannya. Sebagai contoh dalam kimia, melengkapi kimia percobaan (experimental chemistry) dan kimia teori (theoretical chemistry), berkembang pula kimia komputasi (computational chemistry), seperti juga di bidang Biologi dikenal Biologi Teori (theoretical biology) serta Biologi Komputasi (computational biology), lengkap dengan jurnalnya seperti Journal of Computational Chemistry dan Journal of Computational Biology. Cara penggolongan yang digunakan berbeda dengan cara penggolongan lain berdasarkan obyek kajian, seperti penggolongan kimia atas Kimia Organik, Kimia Anorganik, dan Biokimia.

Walaupun dengan titik pandang yang berbeda, ilmu komputasi sebagai bentuk ketiga dari ilmu (sains) telah banyak disampaikan oleh berbagai pihak, antara lain Stephen Wolfram dengan bukunya yang terkenal: A New Kind of Science, dan Jürgen Schmidhuber.

PADA tanggal 18 lalu sebuah mesin pencari baru telah lahir. Mesin pencari ini bernama Wolfram Alpha yang bisa diakses di http://www.Wolfram Alpha.com/. Tidak seperti mesin pencari lain yang berusaha mencari jawaban dengan menampilkan daftar halaman web yang cocok, Wolfram Alpha langsung memberikan jawaban pertanyaan kita. Misal kita memasukkan input “Yogyakarta” (tanpa petik). Kita tidak akan disodori jawaban yang berisi sekian ribu halaman web yang berisi tentang kata Yogyakarta, namun kita langsung diberi informasi tentang jumlah penduduk, peta, suhu dan waktu saat ini, bahkan diberi jawaban tentang kota-kota yang berdekatan dengan Yogyakarta. Anda bisa mencobanya dengan memberikan input kota lain atau daerah lain dan secara seketika akan mendapatkan informasi geografis daerah itu secara realtime.

Kemampuan mencari dari Wolfram Alpha bahkan lebih dari sekadar mencari informasi geografis, kita bahkan bisa melakukan perhitungan matematika dari yang sederhana sampai yang rumit, misal kita beri input 2000 * 10 maka kita akan mendapat jawaban 20.000. Kita juga bisa menghitung perhitungan yang rumit, misal mencari akar persamaan dari 2x^3+5x^2-3x-5 akan menghasilkan jawaban berupa akar dari persamaan sekaligus grafik fungsinya. Tentunya ini sangat bermanfaat bagi siswa, mahasiswa atau siapa saja yang sedang belajar matematika atau sedang melakukan perhitungan komputasi yang rumit tanpa harus menginstall software seperti matlab.

Apa Saja yang Bisa Dicari

Selain mampu melakukan perhitungan matematika ataupun informasi tentang geografis, kemampuan mesin pencari baru ini digunakan untuk melihat informasi tanggal waktu dan suhu di suatu kota di seluruh dunia, melihat data sosial ekonomi suatu tempat atau negara, melihat informasi tentang konversi nilai mata uang dan masih banyak lagi yang lain secara realtime. Anda bisa mencoba dan melihat puluhan contoh yang ada diwebsitenya, sekadar contoh tambahan, kita bisa melihat berapa nilai tukar rupiah saat ini dengan cara mengetikan “1 USD in rupiah” (tanpa tanda petik). Hasil yang kita dapatkan adalah nilai tukar saat ini beserta grafik tentang perubahan nilai tukar dalam kurun waktu tertentu.

Batasan Wolfram Alpha

Wolfram Alpha dengan slogan “Computational Knowledge engine” juga mempunyai batasan, di antaranya, Wolfarm Alpha tidak bisa mencari informasi tentang website tertentu atau informasi yang tidak bersifat publik. Mesin pencari ini juga tidak bisa digunakan untuk mencari blog, gambar, video atau informasi lain yang biasa kita lakukan di mesin pencari umum seperti Google. Selain itu Wolfram Alpha hanya menerima input dalam bahasa Inggris. Sebagai contoh jika anda ingin mencari jumlah penduduk Indonesia, anda harus mengetikan “Indonesia population” bukan “jumlah penduduk Indonesia”. Intinya, mesin pencari ini cocok untuk mencari informasi yang eksak dan matematis serta informasi lainnya yang berhubungan dengan data angka. Sebagai catatan, hasil pencarian dari komputasi yang dilakukan Wolfram Alpha hanya boleh di pakai untuk keperluan pribadi dan bukan untuk kepentingan komersial.

Sumber : Kedaulatan Rakyat (25 Mei 2009)

Data dalam jumlah besar memerlukan tenaga komputasi yang besar juga, untuk mengolahnya menjadi informasi yang berguna. Contoh pengolahan data super kritis adalah pada keuangan/bank, bioinformatika, dan militer.

Berdasarkan data tahun 2005, Linux berada di posisi teratas (Catatan Penerjemah: Data tahun 2008 justru menunjukkan trend bahwa linux semakin mendominasi pasar komputer super). Dalam daftar top500, yang dirilis pada konferensi komputer super di Seattle, Blue Gene/L berbasis Linux berada di posisi teratas. Blue Gene/L tidak sendirian, sebab tujuh dari sistim top 10 menjalankan Linux. Aix, UNICOS, dan Super-UX juga hadir di top 10.

Daftar top500 (top500.org) telah menunjukkan bahwa Linux adalah sistim operasi de facto dan de jure pada komputer super, dan pada daftar tahun 2005 menunjukkan bahwa popularitas Linux di platform komputer super adalah 78�ari seluruh komputer yang paling cepat didunia tersebut (catatan penerjemah: data tahun 2008 menunjukkan, bahwa presentasenya naik menjadi 87� 391 dari semua sistim ini menggunakan berbagai distro Linux, jauh lebih banyak dibandingkan Unix (Dahulu kala Unix mendominasi pasar komputer super), Mac OS X, Solaris, ataupun Windows.

Erich Strohmaier, editor dari daftar, mengatakan, walaupun prosesor 64 bit dan multi-core memainkan peran sangat penting dalam evolusi sistim super, tidak ada tanda bahwa Linux akan mengalami penurunan pada daftar. ‘ Linux telah mendominasi sistim operasi pada komunitas komputer super, dan akan tetap demikian’, demikian kata dia. ‘ Jika ada perubahan, maka justru akan menjadikan Linux semakin dominan.

Efektivitas

Strohmaier memuji efektivitas kluster linux untuk mencapai kekuatan komputasi yang lebih besar, dan menggaris bawahi bahwa sistim operasi open source juga dapat memenuhi apapun yang dilakukan berbagai organisasi di server mereka.

Walaupun sukar menentukan apakah distro Linux yang digunakan secara tepat, situs database top500 sekarang juga memasukkan sistim operasi yang digunakan oleh komputer super. Database tersebut juga memasukkan variabel seperti geografi, vendor sistim, teknologi interconnect, dan keluarga komputer/prosesor.

Distro Linux yang dapat terdeteksi pada daftar adalah Red Hat Linux, Red Hat Enterprise, SUSE Enterprise Server, UNICOS/Linux, dan CNK/Linux. Menurut Strohmaier, distro Linux yang populer adalah Linux standar, bukan yang telah terkostumisasi atau yang terkombinasi, yang biasanya populer pada sistim besar.

Kostumisasi sistim operasi sering dilakukan komunitas riset, namun industri dan bisnis lebih tertarik pada solusi tertentu yang sudah didukung oleh sistim operasi tersebut’. Kata dia. Strohmaier menambahkan, bahwa pertumbuhan industri komputer super telah tumbuh secara cepat dan akan terus demikian. Dia juga melaporkan, bahwa terjadi penggantian sistim dengan cepat, karena 4 dari top 10 sistim telah diganti oleh instalasi baru.

Titik Teratas

Supaya tetap pada titik teratas, IBM BlueGene/L pada Lawrence Livermore National Lab (LLNL) telah menggandakan kekuatannya, dan sekarang telah memiliki rekor performas linpack 280,6 teraflops ( Biliun kalkulasi perdetik). Pada urutan kedua, adalah sistim Linux eServer Blue Gene, BGW, pada Pusat riset IBM Thomas Watson, yang memiliki performans 91,2 teraflops. Urutan ketiga adalah ASCI Purple milik departemen energi Amerika Serikat, sistim berbasis AIX yang memiliki performans 63,4 teraflop pada LLNL juga. Urutan keempat dan kelima dipegang oleh SGI Columbia, komputer super berbasis Linux yang memiliki performans 51,87 teraflops, dan Thunderbird, sistim Dell PowerEdge Sandia National Lab yang menjalankan Linux dan memiliki performans 36,10 teraflops.

Stromaier juga menekankan, bahwa prosesor AMD juga hadir semakin kuat pada daftar. Walaupun masih kalah dibanding sistim intel, namun perusahaan tersebut telah menempatkan 55 sistim pada daftar, dan pasarnya berkembang. Strohmaier juga mengatakan bahwa 64 bit dan teknologi multicore juga berperan.

Strohmaeir mengindikasikan bahwa walau Unix masih memiliki pasar, tidak ada sistim operasi lain yang akan digunakan sebanyak Linux kedepannya di top500 .

Variasi Unix yang lebih tua, seperti AIX akan tetap digunakan, namun karena sistim berbasis server akan digantikan oleh kluster, Linux akan menjadi semakin dominan,’ Kata dia. ‘ Linux telah menjadi standar industri pada komunitas ini, dan sistim operasi lain (MacOSX, Windows, dll) yang ingin memasuki pasar ini harus berjuang sangat keras.’

Sumber : KIKIL (25 Mei 2009)

Kanker saraf pada anak atau neuroblastma belum ditemukan penyebabnya. Karena itu, para relawan yang tergabung dalam Program IBM World Community Grid-Help Fight Childhood Cancer mengindentifikasi tiga juta penderita neuroblastma. Mereka mencoba menganalisis tiga jenis protein yang pertumbuhannya terhambat dan ditengarai sebagai penyebab tumbuhnya kanker.

Demikian diungkap County Manager Marketing IBM Indonesia Hartini Harris saat jumpa pers IBM World Community Grid-Help Fight Childhood Cancer di RS Pusat Kanker Nasional Dharmais, Jakarta, Selasa (12/5). "IBM telah melakukan penelitian dalam bidang kesehatan selama 60 tahun," katanya.

Terkait dengan neuroblastma, IBM bekerja sama dengan Lembaga Penelitian Pusat Kanker Chiba dan Universitas Chiba, Jepang, untuk menemukan obat neuroblastma. Dari hasil penelitian, ternyata peneliti belum mengetahui penyebab neuroblastma. Dalam kasus neuroblastma, sel tumbuh secara tidak sengaja selama perkembangan sympathetic ganglia dan kelenjar adrenal.

Penyakit ini kerap terjadi pada dua tahun pertama usia anak dan berisiko kambuh kembali dengan tingkat kelangsungan hidup kurang dari 40 persen.

Menurutnya, program ini adalah program komputasi paralel kolektif dengan memanfaatkan power komputasi yang sedang tidak terpakai. Tercatat 430.000 anggota yang berasal lebih dari 200 negara dengan koneksi ke lebih dari 1,2 juta komputer. Di indonesia, IBM bekerja sama dengan Yayasan Onkologi Anak Indonesia (YOAI) dan RS Dharmais.

Ketua YOIA Rahmi Adi Putra Tahir mengungkapkan harapannya, "Kami berharap dengan program ini akan memperpanjang harapan hidup anak-anak penderita kanker neuroblastma, khususnya yang berada di Indonesia."

Sumber : Kompas, 12 Mei 2009

Beberapa ilmuwan dari 'University of Trento', Italia utara, Selasa (18/8), mengkonfirmasi bahwa mereka telah melakukan langkah besar ke arah pengembangan komputer kuantum super-cepat.

Semua komputer kuantum mengandalkan properti partikel sub-atom guna menyiar-pancarkan keterangan dan melakukan penghitungan dengan menggunakan berbagai unit informasi yang disebut qubit. Tidak seperti bit yang digunakan di dalam operasi komputer konvensional, yang hanya dapat mewakili satu dari dua nilai yang mungkin, qubit dapat mewakili sampai empat, sehingga memungkinkan pemakai untuk mengurangi banyak waktu di depan komputer.

Gelombang elektron yang digunakan untuk menyampaikan informasi di dalam komputer kuantum bergerak di dalam partikel yang disebut bit kuantum yang, bagaimanapun, dengan mudah dipengaruhi oleh campur-tangan dari luar. Profesor Iacopo Carusotto, seorang ahli ilmu fisika di pusat Bec-Infm yang juga mengajar di University of Trento, mengatakan, penyelesaian bagi campur tangan bit kuantum ialah mempolarisasikannya sehingga semua bit kuantum berputar pada arah yang sama.

Carusotto membandingkan teknik tersebut dengan penghapusan suara latar yang menjengkelkan yang menghalangi seseorang memusatkan perhatian. "Itu seperti memberikan irama reguler yang terus-menerus kepada sepasang maraca yang berguncang tak terkendali. Dengan cara ini, 'suara' itu menjadi dapat diterima bagi elektron, yang tidak menjadi bingung dan dapat bekerja lebih efisiensi," katanya.

Maraca, yang kadangkala disebut rumba shaker, adalah alat musik asli Puerto Rico, Kuba, Venezuela dan beberapa negara Karibia serta Amerika Latin. Maraca adalah alat perkusi sederhana, biasanya dimainkan secara berpasangan. Teknik tersebut dikembangkan oleh para peneliti di Bec-Infm Research and Development Center, laboratorium fisika di University of Trento, yang bekerja sama dengan satu tim ahli fisika internasional dari seluruh dunia. Temuan mereka disiarkan di dalam Nature Physics, jurnal ilmiah kenamaan yang memusatkan perhatian pada fisika terapan, terbitan 15 Agustus.

Sumber : Media Indonesia (19 Agustus 2009)

Globalisasi semakin lama semakin menuntut kemajuan dalam bidang teknologi, tak terkecuali dalam hal komputasi (computing). Perkembangan ilmu pengetahuan menuntut teknologi komputer untuk meningkatkan performanya dalam berbagai hal seperti dari kinerja(performance), penyimpanan (storage) dan ketersediaan yang tinggi (high availability). Salah satu jawabannya adalah komputasi dengan performa tinggi (High Performance Computing/HPC).

“Komputer dengan performa tinggi dapat memecahkan banyak masalah lebih cepat, lebih akurat dan lebih murah. Hal ini tidak hanya berlaku untuk bidang ilmu pengetahuan saja, tetapi juga berlaku untuk bidang industri dan pemerintahan,� jelas dosen Jurusan Fisika FMIPA Unpad, Dr. Irwan Ary Dharmawan M.Si., saat menjadi pembicara pada Workshop on High Performance Computing: From Design to Application. Acara ini diselenggarakan oleh Jurusan Fisika FMIPA Unpad bekerja sama dengan University of Kaiserslautern Jerman di Ruang Jurusan Fisika FMIPA Unpad di Jatinangor, Senin (7/12).

Menurut Ketua Jurusan Fisika FMIPA Unpad Dr. rer. nat. Ayi Bahtiar, workshop ini diselenggarakan sebagai bentuk implementasi MoU antara Unpad dengan University of Kaiserslautern dalam bidang ilmu murni, matematika dan teknologi. “Workshop ini juga diselenggarakan untuk menjalin komunikasi serta berbagi ilmu dan pengalaman dalam bidang komputasi ini dengan sesama peneliti,� jelas Dr. Ayi. Workshop diikuti tidak hanya peneliti dari Unpad saja, tapi tercatat juga dari UGM, ITB, BATAN, LIPI, Unika Atmajaya, Unibraw, Universitas Negeri Jember, Unsri, Institut Teknologi Telkom dan Utrecht University.

Dr. Irwan menyampaikan bahwa HPC ini telah banyak diaplikasikan di berbagai bidang, antara lain dalam hal perkiraan cuaca, desain industri, model astronomi, sumber data, dan lain-lain. “Saat ini, pengembangan HPC masih didominasi oleh negara Amerika Serikat, Jerman, Cina, Jepang, dan negara-negara maju lainnya. Di Indonesia baru beberapa institusi yang mengembangkan HPC ini, tapi keberadaannya masih tersebar di berbagai bagian, tidak terpusat,� jelas Dr. Irwan.

Menurut fisikawan dari University of Kaiserslautern Jerman, Gerolf Ziegenhain Dr. rer. nat, Dipl. Phys., yang hadir sebagai pembicara, HPC sangat dibutuhkan dalam hal akurasi. “Pada perhitungan-perhitungan dengan skala kecil, mungkin kita masih dapat menggunakan komputer biasa. Tapi, apabila sudah melibatkan algoritma yang rumit dan dalam skala besar, kita membutuhkan super computing untuk melakukannya,� jelas Gerolf.

Saat ini perusahaan di dunia yang mengaplikasikan HPC ini antara lain Google, IBM, HP, Cray. Menurut Gerolf, selain perusahaan tersebut, banyak kalangan industri yang menggunakannya untuk pengembangan dan riset produk mereka, kolaborasi dengan perusahaan lain dan interaksi dengan konsumennya seperti call center. Sedangkan di kalangan perguruan tinggi, HPC banyak digunakan untuk penelitian-penelitian. Di kalangan pemerintah, HPC digunakan untuk bagian infrastrukturnya.

Pada workshop ini, hadir pula pembicara lain, yaitu Dr. Yudi Rosandi yang mengangkat materi “HPC, Planning, usage and application�. Dalam workshop ini, peserta akan belajar bagaimana merancang dan menggunakan fasilitas komputer yang paralel. Dari mulai desain kluster dasar hingga konfigurasi yang lebih maju. Tidak hanya diberi pemaparan secara teoritis, tapi peserta workshop ini juga akan diberi pelatihan berupa praktek langsung di laboratorium komputer.

Sumber : Unpad, 7 Desember 2009

Adakah kecepatan komputasi memiliki batas? Kebanyakan orang akan menjawab iya, mungkin karena sukar membayangkan sesuatu yang tidak terbatas. Namun kalau ada, berapa jauhkah batas itu?

Baru-baru ini dua ilmuwan dari Universitas Boston, Lev B. Levitin dan Tommaso Toffoli berusaha mencari jawaban tentang batas kecepatan atau kemampuan teknologi komputasi.

Hasilnya cukup mengejutkan, bila kita menerapkannya untuk menghitung batas kecepatan prosesor. Bila kita menganggap Hukum Moore berlaku, batas tersebut akan dicapai hanya dalam waktu 75 tahun lagi.

Tidak seperti perhitungan yang dilakukan Levitin dan Toffoli, Hukum Moore adalah kaidah empiris yang diamati oleh insinyur Intel, Gordon Moore. Hukum ini menyebutkan bahwa kerapatan transistor dalam suatu chip akan berlipat ganda dalam waktu 18 bulan.

Peningkatan kerapatan transistor ini biasanya digunakan untuk mendongkrak kecepatan pemrosesan. Dengan kata lain, kecepatan komputer juga ikut meningkat dua kali lipat dalam waktu yang sama.

Levitin dan Toffoli pada awalnya mencoba menghitung limit fundamental laju operasi pengolahan informasi. Dengan kata lain, batas seberapa cepat sebuah komputer dapat beroperasi. Batas yang dihitung ini berlaku untuk semua jenis komputer. Hasil perhitungan ini dipublikasikan di Physics Review Letters tanggal 16 Oktober la*lu.

Dengan persamaan yang dirumus-kannya, Levitin dan Toffoli kemudian mencoba menghitung kecepatan sebuah komputer kuantum sempurna memiliki lebih dari lO operasi dibandingkan dengan prosesor paling cepat saat ini. Dengan menggunakan Hukum Moore untuk mencari kapan kecepatan ini tercapai, batas tersebut akan diraih pada tahun 2084.

Seperti kebanyakan batas teoretis lainnya, kenyataannya bisa jauh lebih buruk daripada itu. Sebagai contoh, secara teoretis batas tercepat yang bisa dicapai manusia adalah kecepatan cahaya, yaitu kurang dari 83.300 km/jam. Namun, kenyataannya kecepatan tertinggi yang dicapai saat ini hanyalah sekitar 12.140 km/jam.

Tidak heran bila kemudian pihak lain, seperti Scott Aronson dari MIT, berpendapat bahwa ramalan tersebut terlalu optimistis. Menurutnya Iebih realistis untuk mematok jangka waktu yang lebih singkat ketika komputer tidak lagi bertambah cepat. Dia memperkirakan dalam 20tahun lagi kecepatan komputer tidak lagi akan meningkat.

Limit Bremermann

Batas yang dihitung oleh Levitin dan Toffoli ini bukan satu-satunya usaha yang pernah dilakukan untuk mencari limit komputasi berdasarkan batasan fisik.

Sebelum Levitin dan Toffoli menghitung limit tersebut, pada tahun 1962 Hans Bremermann berdasarkan teori relativitas khusus dan mekanika kuantum (seperti yang diakukan juga oleh Levitin dan Toffoli mencoba menghitung seberapa cepat suatu massa komputer dapat memproses informasi. Dia menemukan bahwa 1 gram massa dapat memproses informasi 2X1047 bit per detik.

Bremermann kemudian menanyakan bagaimana bila ada komputer sebesar bumi, yang telah beroperasi untuk memecahkan suatu masalah sejak bumi diciptakan? Berapa banyak bit yang dapat diprosesnya? Angka yang didapatkan ini kemudian dinamakan limit Bremermann, yaitu 1023.

Batas memori

Semua pembahasan sejauh ini menyangkut tentang kecepatan pemrosesan informasi. Pada komputeryang biasa kita temukan sehari-hari inidilakukan oleh prosesor. Namun, pada suatu komputer, prosesor bukanlah satu-satunya komponen. Bagian yang juga penting adalah memori, baik yang sementara seperti RAM (random access memory) maupun yang lebih permanen, seperti cakram keras (hard disk) atau flash disk. Adakah batas terhadap banyaknya memori yang disimpan?

Seth LJoyd dari Departemen Teknik Mesin MIT, dalam artikelnya di jurnal Nature edisi tahun 2000 berjudul Ultimate physical limits to computation membahas batas-batas komputasi ini.

Salah satu parameter yang dihitung adalah ruang memori (memory space) sebuah komputer jinjing hipotetis dengan berat 1 kilogram yang memiliki volume 1 liter.

Dia mendapatkan angka 2,5 x 100 byte sebagai batas tertinggi. Tentu saja batas ini juga tidak mudah dicapai. Menurut LJoyd, untuk mencapai batas tersebut komputer jinjing akan berupa plasma, keadaan zat yang ditemukan di dalam inti bintang atau reaksi ter-monuklir.

Penerapan di enkripsi

Semua batas ini kedengarannya tidak punya penerapan langsung dan kedengarannya mengawang-awang. Namun, sebenarnya penghitungan batas kecepatan yang mungkin dicapai oleh suatu sistem komputasi sa-ngat penting dalam keamanan komputasi.

Batas kecepatan misalnya membantu apakah jaminan keamanan bahwa suatu data yang disandikan (dienkripsi) berlaku atau tidak. Suatu sandi pada dasarnya selalu dapat dipecahkan.

Permasalahannya, apakah algorit-ma untuk memecahkannya selalu dapat dilaksanakan dalam waktu yang cukup singkat? Analisis algorit-ma di antara lain menghitung jumlah langkah yang diperlukan untukpelaksanaan ini. Dari sini, dengan mengetahui kecepatan eksekusi pada dasarnya kita bisa menghitung berapa lama waktu yang diperlukan untuk memecahkan suatu sandi. Sandi yang baik haruslah tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang praktis.

Bila kita dapat menentukan bahwa suatu sandi tidak dapat dipecahkan meskipun waktu yang diberikan lebih panjang dari umur teoretis alam semesta, kita bisa menjamin bahwa sandi tersebut aman.

Sumber : Bisnis Indonesia

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.

Mesin paralel

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. Tidak berarti dengan mesin paralel semua program yang dijalankan diatasnya otomatis akan diolah secara paralel !

Salah satu middleware orisinal yang dikembangkan di Indonesia adalah openPC^[1] yang digawangi oleh GFTK LIPI dan telah diimplementasikan dengan di LIPI Public Cluster.

GRID

GRID merupakan pengembangan teknologi mesin paralel dengan memanfaatkan jaringan pita lebar di era dijital. Dengan adanya jaringan pita lebar, paralelisasi tidak hanya dilakukan antar komputer dalam satu jaringan, tetapi juga antar mesin paralel yang terpisah secara geografis.

Pemrograman 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).

Motivasi

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 yg 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.

Peningkatan Kecepatan

Peningkatan kecepatan dapat diformulasikan dalam persamaan berikut ini

Dimana T₁ adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan (program komputer) bila dijalankan dalam satu komputer. Dan T_j adalah waktu yang dibutuhkan jika pekerjaan dikerjakan bersamaan oleh beberapa komputer.

Ada limitasi dalam usaha membuat suatu program komputer berjalan lebih efisien melalui peningkatan kecepatan, hukum yang menetapkan batasan ini dikenal sebagai Hukum Amdahl. Ide dari hukum amdahl ini adalah bahwa anda hanya akan bisa meningkatkan efisiensi program komputer anda, sebatas pada bagian tertentu dari program tersebut yang dapat di paralelkan. Sementara bagian yang memang harus dilaksanakan secara berurutan, akan menjadi penentu performa akhir.

Kembali ke analogi memasak tadi, bila anda harus menggunakan sarung tangan sebelum menyalakan kompor ataupun memotong bawang, maka waktu yang anda butuhkan untuk memakai sarung tangan ini adalah waktu serial, yang tidak dapat dihindari. Sementara waktu untuk memasak dan memotong bawang tadi adalah bagian yang bisa diparalelkan.

[sunting] Hukum Amdahl

Telah dijelaskan bahwa dari T₁ (waktu yg dibutuhkan menjalankan pekerjaan dalam satu komputer) tadi, ada sebagian yg tidak bisa diparalelkan. Untuk menyatakan ini kita gunakan notasi α dimana menunjukkan berapa bagian dari T₁ yang tidak bisa dijadikan paralel (atau bagian serial dari program ini).

Maka kita ketahui α * T₁ adalah waktu yg tidak akan terpengaruh oleh bertambahnya komputer yg digunakan (a).

Sisanya (1 − α) * T₁ adalah waktu yang akan berkurang menjadi bila kita menggunakan N komputer tambahan {b) .

Sehingga waktu total yang dibutuhkan untuk menjalankan pekerjaan dalam N komputer adalah (a) + (b) alias :

Peningkatan kecepatan yang kita peroleh dari persamaan ini adalah :

Mungkin anda akan mendapati persamaan speed up yang terlihat berbeda tapi pada dasarnya sama. Persamaan dibawah, bisa didapat dari persamaan diatas, dengan mengeliminasi komponen T₁ (pada bagian atas dan bawah persamaan), lalu mengatur N dan α

Bila anda cermati persamaan di atas, bisa dilihat bahwa jika kita menggunakan komputer yang amat banyak () komponen (b) akan dapat diabaikan, menyisakan persamaan :

Inilah batas maksimum peningkatan kecepatan yang bisa dicapai menurut hukum Amdahl yaitu perbandingan terbalik dari seberapa banyak bagian serial dari suatu pekerjaan.

Dalam sistem terdistribusi dimana anda berusaha menggunakan lebih banyak prosesor untuk menyelesaikan masalah, akan ada imbal balik. Menggunakan komputer tambahan dari lokasi yang berbeda memberikan anda sumber komputasi baru, tapi juga melibatkan biaya komunikasi tambahan, saat anda harus memberikan pekerjaan tersebut pada komputer yg terpisah.

Bahasa populer dalam Pemrograman Paralel

• MPI Message Passing Interface, bahasa pemrograman dengan basis pertukaran pesan.
• PVM Parallel Virtual machine.

[sunting] Istilah-istilah dalam pemrograman paralel

• 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.
• Taksonomi dari model pemrosesan paralel dibuat berdasarkan alur instruksi dan alur data yang digunakan:
  • SISD Single Instruction Single Datapath, ini prosesor tunggal, yang bukan paralel.
  • SIMD Single Instruction Multiple Datapath, alur instruksi yang sama dijalankan terhadap banyak alur data yang berbeda. Alur instruksi di sini kalau tidak salah maksudnya ya program komputer itu. trus datapath itu paling ya inputnya, jadi inputnya lain-lain tapi program yang digunakan sama.
  • MIMD Multiple Instruction Multiple Datapath, alur instruksinya banyak, alur datanya juga banyak, tapi masing-masing bisa berinteraksi.
  • MISD Multiple Instruction Single Datapath, alur instruksinya banyak tapi beroperasi pada data yang sama.

Perkembangan di Indonesia

Di Indonesia, usaha untuk membangun infrastruktur mesin paralel sudah dimulai sejak era 90-an, meski belum pada tahap serius dan permanen. Namun untuk pemrograman paralel sudah sejak awal menjadi satu mata-kuliah wajib di banyak perguruan tinggi terkait. Baru pada tahun 2005 dimulai pembuatan infrastruktur mesin paralel permanen, misalnya yang dikembangkan oleh Grup Fisika Teoritik dan Komputasi di P2 Fisika LIPI. Didorong oleh perkembangan pemrograman paralel yang lambat, terutama terkait dengan sumber daya manusia (SDM) yang menguasainya, mesin paralel LIPI ini kemudian dibuka untuk publik secara cuma-cuma dalam bentuk LIPI Public Cluster (LPC)^[3]. Saat ini LPC telah dikembangkan lebih jauh menjadi gerbang komputasi GRID di Indonesia dengan kerjasama global menjadi IndoGRID.

Pada tahun berikutnya, dengan dukungan dana dari proyek Inherent Dikti, Fasilkom UI juga membangun mesin paralel^[4]. Sementara itu pada tahun 2009, ITB membuat kluster hibrid CPU+GPU yang pertama di Indonesia dengan kemampuan hingga 60 core CPU dan 1920 core GPU

IT TELKOM, SENIN (25/5)-Berubahnya nama Sekolah Tingggi Teknologi Telkom (STT Telkom) menjadi Institut Teknologi Telkom (IT Telkom) menorehkan perkembangan positif pada institusi. Hal itu diwujudkan dengan dibukanya dua program studi (prodi) baru, yaitu Teknik Fisika dan Ilmu Komputasi. Disampaikan Dekan Fakultas Sains Danang Mursita, Drs., MSi,

“Lahirnya prodi baru tersebut merupakan upaya IT Telkom demi memenuhi tuntutan kebutuhan industri . Pasalnya, tenaga ahli di bidang Teknik Fisika dan Ilmu komputasi banyak dibutuhkan, mengingat kedua bidang tersebut cakupannya sangat luas,”.

Jelasnya, Teknik Fisika di IT Telkom memiliki kefokusan pada bidang Information Communication Technology (ICT). Inilah yang membedakan Teknik Fisika di IT Telkom dengan di perguruan tinggi lain. Kurikulum yang fokus pada sains terapan sehingga menopang bidang-bidang teknik lainnya seperti teknik elektro, teknik mesin, teknik industry, dan teknik material. Sehingga lulusannya lebih fleksibel dalam bekerja ,” papar Danang. Kefokusannya pada ICT menjadikan keberadaan prodi ini satu-satunya di Indonesia.

Kurikulum Prodi Teknik Fisika memiliki penekanan terhadap, rekayasa instrumentasi dan control, rekyasa Energi, rekayasa fotonika dan aplikasi electromagnet, dan rekayasa material. Alhasil, diyakini peluang karir di bidan ini terbuka luas. Beberapa profesi yang yang kompeten dengan bidang keahlian teknik fisika diantaranya Sistem Integrator Engineer, Instrument and control Engineer, Health, Safety, Enviromental Engineer. Energy Engineer,dan Mechatronic and Robotic Engineer.

Lain halnya Ilmu Komputasi. Di kebanyakan perguruan tinggi, Ilmu komputasi kerap dijumpai di Program Studi Pasca Sarjana. Namun di IT Telkom Ilmu komputasi dijumpai di program studi Sarjana atau S1.

“Ilmu komputasi adalah suatu bidang perpaduan antara teknik informatika, permodelan, dan teknologi jaringan komputer,” ujar Danang. Ia tak memungkiri bahwa kebutuhan industrilah yang menuntut IT Telkom untuk segera membuka prodi Ilmu Komputasi untuk jejang S1.

Jelasnya, Ilmu Komputasi diperlukan untuk untuk menunjang penyelesaian masalah-masalah yang memerlukan komputasi tingkat tinggi, di antaranya desain sistem pada bidang pertelekomunikasian, peramalan harga saham, desain sistem kecerdasan buatan, desain sistem pada industri manufaktur, desain sistem pada perusahaan pertambangan dan sebagainya. Melalui ilmu komputasi, mahasiswa dibekali pengetahuan komputasi pararel yaitu komputasi yang melibatkan teknologi jaringan komputer.

“Tidak heran jika Ilmu Komputasi menjadi trend di beberapa negara maju seperti Amerika Serikat, Inggris, Australia dan Singapura. Pasalnya, peluang profesi dan karir terbuka luas untuk bidang ini,” ujar Danang.

Diungkapkan Danang, beberapa peluang profesi yang kompeten dengan bidang Ilmu Komputasi diantaranya Information Technology Support Engineer, System Analyst Engineer, Software Development Engineer, Database Engineer, dan Modeling and Simulation Engineer.

“Calon mahasiswa Teknik Fisika dan Teknik Komputasi harus memiliki kekuatan nalar dan logika yang kuat. Jadi ia harus memiliki kemampuan yang baik dalam pelajaran Matematika dan Fisika. Karena nantinya mata pelajaran tersebut akan mempermudah mahasiswa dalam pemahaman selama perkuliahan ,” papar Danang.

Prodi Teknik Fisika dan Ilmu Komputasi kini berada di bawah naungan Fakultas Sains IT Telkom. Keduanya dibuka pada tahun ajaran 2009-2010, sedangkan seleksi masuknya dapat diikuti calon mahasiswa pada Ujian Tulis Gelombang (UTG) II yang akan diselenggarakan tanggal 5 Juli 2009. Ujian dilaksanakan serentak di 20 kota di beberapa wilayah Indonesia seperti pulau Jawa, Sumatera dan Sulawesi.

Keberadaan prodi baru menjadi wujud perkembangan positif IT Telkom yang telah mencanangkan World Class University (WCU) di tahun 2017. Selain peningkatan kualitas perkuliahan, perkembangan IT Telkom juga dapat dilihat dari sisi infrastruktur yaitu dibangunnya Learning Center yang direncanakan selesai pada bulan Agustus. Nantinya, Learning Center akan diarahkan menjadi perpustaan tingkat nasional yang focus di bidang ICT.

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.