Architectural Parallel Computer

Komputer (dengan arsitektur) paralel adalah sekumpulan elemen pemroses (Processing Elements) yang bekerjasama dalam menyelesaikan sebuah masalah besar.



Arsitektur paralel komputer menurut Klasifikasi Flynn’s:


        SISD (Single Instruction – Single Data)

        Komputer ini adalah tipe komputer konvensional, komputer ini memiliki hanya satu prosesor dan satu instruksi yang dieksekusi secara serial. Menurut mereka tipe komputer ini tidak ada dalam praktik komputer paralel karena bahkan mainframe pun tidak lagi menggunakan satu prosesor. Klasifikasi ini sekedar untuk melengkapi definisi komputer paralel. 

Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SISD yaitu seperti : UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.

        SIMD (Single Instruction – Multiple Data)
 
        Komputer ini memiliki lebih dari satu prosesor, tetapi hanya mengeksekusi satu instruksi secara paralel pada data yang berbeda pada level lock-step. Komputer vektor adalah salah satu komputer paralel yang menggunakan arsitektur ini. 

Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SIMD yaitu seperti : ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU).

       MISD (Multiple Instructions – Single Data)
 
        Teorinya komputer ini memiliki satu prosesor dan mengeksekusi beberapa instruksi secara paralel tetapi praktiknya tidak ada komputer yang dibangun dengan arsitektur ini karena sistemnya tidak mudah dipahami. Sampai saat ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD. 

       MIMD (Multiple Instructions – Multiple Data)

        Komputer ini memiliki lebih dari satu prosesor dan mengeksekusi lebih dari satu instruksi secara paralel. Tipe komputer ini yang paling banyak digunakan untuk membangun komputer paralel, bahkan banyak supercomputer yang menerapkan arsitektur ini. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD yaitu seperti : IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.



 Sumber :

http://seto.citravision.com/berita-48-parallel-computation%E2%80%93architectural-parallel-computer.html

 

Distributed Processing

Distributed processing adalah aktivitas memproses informasi dalam suatu organisasi yang di jalankan oleh jaringan komputer yang tersambung oleh saluran telekomnikasi yang terpusat pada fasilitas induk komputer.

Distributed processing merupakan suatu teknik dalam komputasi paralel, dimana sebuah (master komputer) yang sedang menangani sebuah atau beberapa masalah (dalam hal ini pemrosesan data yang besar) , membagi tugas ke beberapa komputer yang lainnya. Hal ini bertujuan agar proses tersebut dapat dikerjakan dengan cepat sehingga mengurangi waktu pengerjaan dan meringankan beban kerja komputer master. Berikut perbedaan antara komputasi paralel dengan komputasi terdistribusi :

•  Pada komputasi paralel , semua prosesor memiliki akses memori yang sama untuk bertukar informasi antar prosessor.
• Pada komputasi terdistribusi , setiap prosesor memiliki memori sendiri (distributed memory), pertukan informasi dilakukan dengan cara mengirimkan pesan antara prosesor.

Pemrosesan komputasi terdistribusi yaitu pengolahan paralel dalam pemrosesan paralel menggunakan beberapa mesin. Seperti kemampuan dari suatu komputer-komputer yang di jalankan secara bersamaan untuk memecahkan suatu masalah dengan proses yang cepat. 

Contoh :
 
Proses transaksi yang terjadi pada mesin ATM sebuah bank. Ketika ribuan nasabah menggunakan mesin ATM pada saat waktu yang bersamaan , bayangkan berapa banyak proses yang harus dikerjakan jika hanya terdapat 1 komputer sever. Oleh karena itu menggunakan Distributed Processing , beban pemrosesan yang besar dapat di kerjakan oleh beberapa komputer yang terhubung oleh jaringan dalam waktu yang bersamaan secara simultan. Beban pemrosesan yang besar itu di pecah menjadi beberapa beban kecil guna mempercepat proses. 

Sumber :

http://crows-haikal.blogspot.co.id/2015/08/quantum-computing-entanglement.html  
https://krustybrain.wordpress.com/2013/05/25/tugas-4-softskill-pengantar-komputasi-modern-sem-8/

Parallelism Concept

Pada dasarnya, konsep parallel system merupakan suatu bentuk penawaran solusi dari proses computing yang terlalu berat, sehingga dapat dipecah sedemikian hingga tidak memberatkan system kerja komputer itu sendiri. Konsep program parallel :

 

-  Memerintahkan set instruksi (pandangan programmer).

-  File executable (pandangan sistem operasi)

Komputasi paralel didefinisikan sebagai penggunaan sekumpulan sumberdaya komputer secara simultan untuk menyelesaikan permasalahan komputasi. Secara prinsip komputer paralel membagi permasalahan sehingga menjadi lebih kecil untuk dikerjakan oleh setiap prosesor / CPU dalam waktu yang bersamaan/simultan / concurrent dan prinsip ini disebut paralelisme.

Sebenarnya prinsip paralelisme juga sudah diterapkan dalam komputer serial misal dengan pipelining dan superscalar-nya namun demikian tidak memberikan solusi terbaik dalam hal meningkatkan performansi dikarenakan terbatasnya kemampuan untuk menambah kecepatan prosesor dan fenomena memory bottleneck.  Tingkat paralelisme dalam komputasi khususnya pada prosesor di antaranya :

-  Paralelisme bit-level. Contoh : prosesor 32 bit dan prosesor 64 bit.

-  Paralelisme instruction set-level. Contoh : CISC dan RISC.

-  Paralelisme thread-level. Contoh : Intel hyperthreading.

Paralelisme lain yang juga berkembang dalam komputasi paralel adalah paralelisme data dan paralelisme fungsi. Perkembangan teknologi prosesor : prosesor singlecore superscalar, chip multiprocessor, prosesor multicore, hingga prosesor cell memberikan kontribusi terhadap peningkatan performansi komputer parallel.

 Sumber :

http://seto.citravision.com/berita-46-parallel-computation--parallelism-concept.html

Algoritma Shor

Algoritma Shor, dinamai matematikawan Peter Shor , adalah algoritma kuantum (suatu algoritma yang berjalan pada komputer kuantum ) untuk faktorisasi bilangan bulat dirumuskan pada tahun 1994.

Sebagai contoh  Algoritma Shor yang paling sederhana adalah menemukan faktor-faktor untuk  bilangan  15,  di mana membutuhkan sebuah komputer kuantum dengan tujuh qubit.  Para  ahli  kimia mendesain dan menciptakan sebuah molekul yang memiliki tujuh putaran nukleus. Nukleus dari lima atom fluorin dan dua atom karbon yang dapat berinteraksi satu dengan yang lain sebagai qubit, dapat diprogram dengan menggunakan denyut-denyut  frekuensi radio dan dapat dideteksi melalui peralatan resonansi  magnetis nuklir (nuclear magnetic resonance, atau NMR) yang mirip dengan yang banyak digunakan di rumah-rumah sakit dan laboratorium-laboratorium kimia.

Sumber :

http://mynewsworthy99.blogspot.co.id/2013/05/pengantar-quantum-computation.html

Quantum Gates

Dalam komputasi kuantum dan khususnya sirkuit kuantum model perhitungan, sebuah gerbang kuantum (quantum atau gerbang logika) adalah dasar kuantum sirkuit operasi pada sejumlah kecil qubit. Mereka adalah analog untuk komputer kuantum untuk gerbang logika klasik untuk komputer digital konvensional. Quantum gerbang logika yang reversibel, tidak seperti banyak gerbang logika klasik. Beberapa yang universal gerbang logika klasik, seperti Toffoli gerbang, memberikan reversibilitas dan dapat langsung dipetakan ke logika kuantum gerbang. Quantum gerbang logika yang diwakili oleh matriks kesatuan. Gerbang kuantum yang paling umum beroperasi pada ruang satu atau dua qubit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, gerbang kuantum dapat dijelaskan oleh 2 x 2 atau 4 x 4 matriks dengan baris ortonormal. Penyelidikan logika kuantum gerbang tidak berhubungan dengan logika kuantum, yang merupakan formalisme dasar untuk mekanika kuantum didasarkan pada modifikasi beberapa aturan logika proposisional. 

Sumber :

http://mynewsworthy99.blogspot.co.id/2013/05/pengantar-quantum-computation.html

Pengoperasian Data Qubit

Bit digambarkan oleh statusnya, 0 atau 1. Begitu pula, qubit digambarkan oleh status quantumnya. Dua status quantum potensial untuk qubit ekuivalen dengan 0 dan 1 bit klasik. Namun dalam mekanika quantum, objek apapun yang memiliki dua status berbeda pasti memiliki rangkaian status potensial lain, disebut superposisi, yang menjerat kedua status hingga derajat bermacam-macam.

Sumber :

http://mynewsworthy99.blogspot.co.id/2013/05/pengantar-quantum-computation.html