Grid Computing

Latar belakang
Perkembangan kecepatan prosesor 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.


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.

Definisi
Menurut tulisan singka oleh Ian Foster ada check-list yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi bahwa suatu sistem melakukan komputasi grid yaitu :

1. 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.
2. 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.
3. Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.

Cara Kerja Grid Computing
Menurut tulisan singkat oleh Ian Foster ada check-list yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi bahwa suatu sistem melakukan komputasi grid yaitu :

1. 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.
2. 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.
3. Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.

Kelebihan dan Kekurangan Grid Computing
Penggunaan Grid Computing System untuk perusahaan-perusahaan akan banyak memberikan manfaat, baik manfaat secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa manfaat tersebut antara lain :

1. Grid computing menjanjikan peningkatan utilitas, dan fleksibilitas yang lebih besar untuk sumberdaya infrastruktur, aplikasi dan informasi. Dan juga menjanjikan peningkatan produktivitas kerja perusahaan.
2. Grid computing bisa memberi penghematan uang, baik dari sisi investasi modal maupun operating cost–nya.Dan beberapa hambatan yang dialami oleh masyarakat Indonesia dalam mengaplikasikan teknologi grid computing adalah sebagai berikut :

Dan beberapa hambatan yang dialami oleh masyarakat Indonesia dalam mengaplikasikan teknologi grid computing adalah sebagai berikut :

1. Manajemen institusi yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yan lebih besar bagi masyarakat luas.
2. Masih sedikitnya Sumber Daya Manusia yang kompeten dalam mengelola grid computing. Contonhya kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari grid computing itu sendiri.

Sumber
http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_grid
http://nasyasora.blogspot.com/

Quantum Computing

Definisi Komputasi Kuantum
Komputasi kuantum adalah bidang studi yang berfokus pada pengembangan teknologi komputer berdasarkan prinsip-prinsip teori kuantum , yang menjelaskan sifat dan perilaku energi dan materi pada tingkat kuantum ( atom dan subatom )  . jika komputasi kuantum ini terus dikembangkan , komputasi ini akan menandai suatu kemajuan pesat dalam kemampuan komputasi yang jauh lebih besar daripada yang dari sempoa ke superkomputer modern , dengan kemampuan kinerja mencapai miliar kali lipat dan seterusnya . Pada dasarnya Komputer kuantum , mengikuti hukum fisika kuantum , akan mendapatkan kekuatan pemrosesan yang sangat besar melalui kemampuan untuk berada di beberapa keadaan komputasi , dan untuk melakukan tugas-tugas dengan menggunakan semua permutasi yang mungkin secara bersamaan . Pusat penelitian komputasi kuantum saat ini termasuk MIT , IBM , Oxford University , dan Los Alamos National Laboratory .

Unsur-unsur penting dari komputasi kuantum berasal dari Paul Benioff , bekerja di Argonne National Labs , pada tahun 1981 . Dia berteori komputer klasik beroperasi dengan beberapa prinsip kuantum mekanik . Tapi secara umum dapat diterima bahwa David Deutsch dari Universitas Oxford memberikan dorongan penting untuk penelitian komputasi kuantum . Pada tahun 1984 , ia berada di sebuah konferensi teori komputasi dan mulai bertanya-tanya tentang kemungkinan merancang sebuah komputer yang secara eksklusif berbasis pada aturan kuantum , kemudian menerbitkan makalah terobosan beberapa bulan kemudian .

Teori Kuantum
Pengembangan teori kuantum dimulai tahun 1900 dengan presentasi oleh Max Planck untuk Physical Society Jerman, di mana ia memperkenalkan gagasan bahwa energi ada di masing-masing unit (yang ia sebut "kuanta"). dan penelitian dilakukan lebih lanjut oleh sejumlah ilmuwan selama tiga puluh tahun berikutnya menyebabkan pemahaman modern teori kuantum.

Elemen penting dari teori kuantum

• Energi, seperti materi, terdiri dari unit diskrit, bukan semata-mata sebagai gelombang kontinu.
• partikel dasar dari kedua energi dan materi, tergantung pada kondisi, dapat berlaku seperti partikel atau gelombang.
• Pergerakan partikel dasar secara inheren acak, dan, dengan demikian, tidak dapat diprediksi.
• Pengukuran simultan dari dua nilai yang saling melengkapi, seperti posisi dan momentum dari partikel elementer, adalah lebih tepatnya satu

Pemrograman Kuantum

Mungkin bahkan lebih menarik daripada kekuatan semata-mata komputasi kuantum adalah kemampuan yang menawarkan untuk menulis program dalam cara yang sama sekali baru . Sebagai contoh, sebuah komputer kuantum bisa menggabungkan urutan pemrograman seperti " ambil semua superposisi dari semua perhitungan sebelumnya " - sesuatu yang tidak berarti dengan komputer klasik - yang akan memungkinkan cara yang sangat cepat untuk memecahkan masalah matematika tertentu , seperti faktorisasi jumlah besar .

Ada dua keberhasilan penting sejauh ini dengan pemrograman kuantum . Yang pertama terjadi pada tahun 1994 oleh Peter Shor , ( sekarang di AT & T Labs ) yang mengembangkan algoritma kuantum yang bisa memfaktorisasi bilangan besar . Ini berpusat pada sebuah sistem yang menggunakan teori bilangan untuk memperkirakan periodisitas dari urutan nomor besar . Terobosan besar lainnya terjadi dengan Lov Grover dari Bell Labs pada tahun 1996 , dengan algoritma yang sangat cepat yang terbukti menjadi yang tercepat untuk mencari melalui database yang tidak terstruktur . Algoritma ini sangat efisien yang hanya membutuhkan , rata-rata , sekitar N akar kuadrat ( di mana N adalah jumlah elemen ) pencarian untuk menemukan hasil yang diinginkan , sebagai lawan pencarian dalam komputasi klasik, yang pada kebutuhan rata-rata N / 2 pencarian .

Implementasi Komputasi Kuantum
D-wave System, Inc adalah perusahaan yang bergerak di bidang komputasi kuantum. 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 komputasi kuantum untuk memecahkan masalah optimasi.

contohnya :

• Optimalisasi radiotherapy
• Deteksi objek
• Kompresi Video
• Machine learning
• Analisis Keuangan
• Verifikasi Software / Hardware dan Validasi

 

Sumber

http://whatis.techtarget.com/definition/quantum-computing

http://www.dwavesys.com/quantum-computing

Perkembangan Komputasi Modern Dan Implementasi Pada Beberapa Bidang Ilmu Pengetahuan

Sejarah Komputasi Modern

Sebelum kita mengetahui apa itu komputasi Modern tentu saja kita semua harus tau darimana sejarah komputasi itu berasal. John Von Neuman adalah seorang ilmuwan yang pertama kali mencetuskan dasar – dasar komputasi modern. Beliau lahir di Budapest, ibukota Hungaria pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos.Beliau merupakan anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga di letakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya menjadi Max Neumann. Pada saat Max Neumann memperoleh gelar, maka namanya berubah menjadi Von Neumann. Kegeniusannya dalam Matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya. Pada usia 17 tahun, Von Neumann sudah mempublikasikan paper-nya sendiri untuk Journal of the German Mathematical Society. Pada tahun 1926, Von Neumann lulus dengan dua gelar yaitu gelas S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar doktor (Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest. Semua itu di peroleh pada usia 23 tahun. Semasa hidupnya Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21 dengan meningkatkan karya – karyanya tidak hanya dalam bidang matematika, teori kuantum dan game theory, namun juga fisika nuklir dan ilmu komputer. Beliau juga salah seorang ilmuwan yang berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada perang Dunia II.

Berikut ini beberapa contoh komputasi modern sampai dengan lahirnya ENIAC :

· Konrad Zuse’s electromechanical “Z mesin”.Z3 (1941) sebuah mesin pertama menampilkan biner       aritmatika, termasuk aritmatika floating point dan ukuran programmability. Pada tahun 1998, Z3 operasional pertama di dunia komputer itu di anggap sebagai Turing lengkap.

·  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).

·  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.

·  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 pada tahun 1941).

Perkembangan komputasi modern

Komputasi modern secara harafiah dapat diartikan dari dua kata yaitu komputasi dan modern untuk Komputasi dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Dan disebut modern karena menggunakan alat canggih saat menyelesaian masalah. Maka Komputasi modern adalah perhitungan yang menggunakan computer canggih dimana pada komputer tersebut tersimpan sejumlah algoritma untuk menyelesaikan masalah perhitungan secara efektif dan efisien. Komputasi modern ini antara lain digunakan untuk memecahkan masalah menghitung:

Akurasi (big, Floating point)

Dalam mencari solusi dari beberapa masalah yang kompleks, akurasi tentu merupakan masalah yang paling penting dalam memecahkan masalah. Karena itu pada komputasi modern dilakukan perhitungan bagaimana bisa menghasilkan suatu jawaban yang akurat dari sebuah masalah. Apalagi kita pasti pernah mendengar istilah data bertipe float atau dapat disebut juga data yang menyimpan nilai pecahan didalamnya. Tipe data tersebut memiliki range penyimpanan numerik yang besar, sehingga dapat digunakan oleh komputer untuk melakukan komputasi yang akurat.

Kecepatan (dalam satuan Hz)

Sebagai sifat alami, manusia pasti menginginkan solusi didapat dengan cepat karena seperti pepatah mengatakan "time is money". Karena itu dalam sebuah perhitungan, masalah kecepeatan adalah suatu hal yang penting. Komputasi harus dapat dilakukan dalam waktu yang cepat ketika mengolah suatu data. Sehingga perlu algoritma yang tepat agar data yang diolah dapat dihitung dalam waktu singkat.

Problem Volume Besar (Down Sizzing atau paralel)

Volume data yang besar untuk dihitung tentu membutuhkan suatu penyelesaian yang khusus. Karena ukuran data yang besar dapat menjadi masalah ketika ada suatu data yang terlewatkan. Oleh karena itu digunakan metode Down Sizzing atau paralel pada komputasi modern untuk menangani masalah volume yang besar. Dengan metode ini data yang besar diparalelkan dalam pengolahannya sehigga dapat diorganisir dengan baik.

Modeling (NN & GA)

Modeling merupakan suatu hal yang penting dalam melakukan 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 seperti yang diinginkan. Maka dari itu komputasi modern membutuhkan modeling sebelum melakukan perhitungan.

Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

Komputasi modern dirancang untuk menangani suatu masalah yang kompleks, sehingga diterapkan pada komputer. Dengan menggunakan teori Big O, maka komputasi modern dapat melakukan perhitungan untuk memecahkan masalah kompleksitas yang kerap ditemui.

Macam-macam Komputasi Modern

Komputasi modern terbagi menjadi tiga macam yaitu :

1. Mobile computing

Mobile computing (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. Contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain sebagainya.

2. Grid computing

Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan masalah komputasi skala besar. Ada beberapa daftar yang dapat dugunakan untuk mengenali sistem komputasi grid, adalah :

-        Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak dibawah kendali pusat.

-        Sistem menggunakan standard dan protocol yang terbuka.

-        Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen           individu pelayanan komputasi grid.

3. 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.

Adapun perbedaan antara komputasi mobile, komputasi grid dan komputasi cloud, dapat dilihat penjelasannya dibawah ini :

-        Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan                 komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.

-        Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.

-        Komputasi mobile tidak membutuhkan tempat dan mudah dibawa kemana-mana, sedangkan grid dan           cloud membutuhkan tempat yang khusus.

-        Untuk komputasi mobile proses tergantung si pengguna, komputasi grid proses tergantung pengguna               mendapatkan server atau tidak, dan komputasi cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya.

Implementasi komputasi modern pada beberapa bidang, seperti :

• Bidang Fisika : Computational Physics (Fisika) – Mempelajari implementasi algoritma numerik untuk memecahkan permasalahan teori kuantitatif fisika yang sudah ada.
• Bidang Kimia : Computational Chemistry (Kimia) – Merupakan salah satu cabang kimia yang menggunakan ilmu komputer untuk membantu menyelesaikan masalah kimia.
• Bidang Ekonomi : Computational Economics (Ekonomi) – Mempelajari titik pertemuan antara ekonomi dan komputasi.
• Bidang Biologi : Bioinformatics (Biologi) – Merupakan sebuah aplikasi dari teknologi informasi dan ilmu komputer terhadap bidang biologi molekuler.
• Bidang Matematika : conoth penggunaannya adalah program Mapple, dapat menyelesaikan banyak perhitingan yang ada pada bidang matematika,
• Bidang Geologi dan Geografi : dapat mengetahui prakiraan cuaca dan juga mendeteksi gempa yang ada.

Sekian pemaparan tentang komputasi modern dan implementasi nya pada beberapa bidang ilmu pengetahuan yang dapat saya berikan disini semoga menjadi suatu bacaan yang bermanfaat khususnya bagi saya dan umumnya bagi para pembaca sekalian.

Referensi

http://lutfieachmad10.blogspot.com/2013/04/sejarah-komputasi-modern.html

http://safemode.web.id/artikel/teknologi/perkembangan-komputasi-modern

http://tayaa90.wordpress.com/2012/03/16/komputasi-modern-softskill-pertemuan-ke-2/

http://aa-miracle.blogspot.com/2013/06/pendahuluan-teori-komputasi-modern-dan.html