Tgs Inf lanjutan tgl 28 Mei 2021 (Zahra Nur Rahmawati 8f/30)

Tugas Informatika Lanjutan : Prosedur Standar dalam Menyelesaikan Persoalan Komputasi 1.Prosedur dan Kinerja Komputasi Kinerja Komputasi dengan Parallel Processing adalah teknik melakukan komputasi (cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma) secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Komputasi paralel membutuhkan: · algoritma · bahasa pemrograman · compiler Sebagai besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu. Bahkan juga ada komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapat melakukan parallel processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun, parallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut distributed processing software. Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel computing. 2.Paralel Computing 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. Di dalam komputasi parallel ada yang dinamakan dengan pemrograman parallel. Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah atau 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 digunakanadalah sistem terdistribusi (distributed computing). Perlu diingat adalah komputasi paralel berbeda dengan multitasking. Pengertian multitasking adalah komputer dengan processor tunggal mengeksekusi beberapa tugas secara bersamaan. Walaupun beberapa orang yang bergelut di bidang sistem operasi beranggapan bahwa komputer tunggal tidak bisa melakukan beberapa pekerjaan sekaligus, melainkan proses penjadwalan yang berlakukan pada sistem operasi membuat komputer seperti mengerjakan tugas secara bersamaan. Sedangkan komputasi paralel sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa komputasi paralel menggunakan beberapa processor atau komputer.Selain itu komputasi paralel tidak menggunakan arsitektur Von Neumann. Konsep Paralel Paralel Processing adalah kemampuan menjalankan tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan secara simultan atau bersamaan pada sebuah komputer. Secara umum, Paralel Processingadalah sebuah teknik dimana sebuah masalah dibagi dalam beberapa masalah kecil untuk mempercepat proses penyelesaian masalah. Hukum Paralel Processing Hukum Amdahl. “Peningkatan kecepatan secara paralel akan menjadi linear, melipatgandakan kemampuan proses sebuah komputer dan mengurangi separuh dari waktu proses yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah masalah.” Hukum Gustafson“. Sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atau lebih mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan faktor eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan proses tiap-tiap mesin yang digunakan" 3.Protocol Komputasi Network File System (NFS) NFS (Network File System) adalah sebuah protokol berbagi pakai berkas melalui jaringan. NFS ini meng-share file ataupun resource melalui network atau jaringan tanpa peduli sistem operasi yang digunakan apa. Sederhananya NFS (Network File System) Merupakan komputer/host yang menyediakan sistem file(via direktori) yang dapat diakses oleh komputer lain. Langkah server adalah menyiapkan direktori yang akan di-share, kemudian melakukan konfigurasi sharing direktori yang sudah disiapkan. NFS merupakan sebuah sistem berkas terdistribusi yang dikembangkan oleh Sun Microsystems Inc. pada awal dekade 1980-an yang menjadi standar de facto dalam urusan sistem berkas terdistribusi. NFS didesain sedemikian rupa untuk mengizinkan pengeksporan sistem berkas terhadap jaringan yang heterogen (yang terdiri dari sistem-sistem operasi yang berbeda dan platform yang juga berbeda). Teknologi NFS ini dilisensikan kepada lebih dari 200 vendor komputer dan jaringan, dan telah dibuat implementasinya pada banyak platform dan sistem operasi, termasuk di antaranya adalah UNIX, GNU/Linux, Microsoft Windows, dan lingkungan mainframe. 4.Standar MPI (Message Passing Interface) MPI (Message Passing Interface) adalah spesifikasi API (Application Programming Interface) yang memungkinkan terjadinya komunikasi antar komputer pada network dalam usaha untuk menyelesaikan suatu tugas. Paradigma Message - Passing dengan implementasi MPI memberikan suatu pendekatan yang unik dalam membangun suatu software dalam domain fungsi tertentu, yang dalam hal ini pada lingkungan sistem terdistribusi, sehingga memberikan kemampuan pada produk software yang dibangun diatas middleware tersebut untuk dapat mengeksploitasi kemampuan jaringan komputer dan komputasi secara paralel. Tujuan MPI MPI merupakan sebuah protokol komunikasi yang sifatnya language-independent, portable dalam mensupport berbagai platform, dan memiliki spesifikasi semantic yang mengatur bagaimana perilaku setiap impelementasinya. MPI mendukukung komunikasi baik dengan tipe point-to-point maupun yang bersifat kolektif. Secara umum MPI memliki tujuan sebagai berikut : MPI akan menjadi sebuah library untuk membangun program aplikasi dan bukan distributed operating system. MPI akan mendukung thread-safe yang penting dalam symmetric multiprocessor pada lingkungan jaringan komputer yang heterogen. MPI akan mampu untuk men-deliver high-performance computing. MPI akan bersifat modular, untuk mengakselerasi development pustaka paralel yang portable. MPI akan bersifat extensible, sehingga dapat terus dikembangkan dan memenuhi kebutuhan komputasi masa akan datang. MPI akan mendukung heterogeneos komputasi. MPI akan memiliki semantic behavior yang telah terspesifikasi dengan jelas, sehingga dapat menghindari beberapa permasalahan kritis seperti race-conditions, dead-lock dsb. Tipe Komunikasi MPI a. Point-to-Point Communication Pada implementasi program berbasis message-passing, point-to-point communication adalah komunikasi yang paling sederhana dimana akan melibatkan sepasang proses yang saling bekerjasama. Pada API dari MPI, secara sederhana dapat digunakan MPI_Send atau MPI_Recv, dimana akan mengizinkan terjadinya sebuah proses spesifik yang satu dapat mengirimkan data pesan ke sebuah proses spesifik yang lain. Operasi point-to-point communication secara khusus berguna dalam komunikasi yang irregular ataupun yang berpola. Contoh: sebuah arsitektur data paralel dimana setiap prosessor secara rutin melakukan pertukaran region data dengan sebuah prosessor spesifik lainnya pada setiap langkah kalkulasi, atau pada arsitektur master-salve dimana sang master akan mengirim task data baru ke proses slave pada saat task data sebelummnya telah selesai. b. Collective Communication Berbeda dengan point-to-point communication, collective communication pada MPI API melibatkan komunikasi antara semua proses dalam sebuah group proses (dalam artian keseluruhan pool Proses atau sebuah subset terdefinisi pada program). Fungsi interface yang sederhana dapat berupa MPI_Bcast (broadcast) yang melakukan pengiriman data dari sebuah proses ke semua proses lainnya pada group, dan fungsi MPI_Reduce untuk melakukan kebalikannya. Tipe komunikasi memberikan dua keuntungan, yaitu pertama, operasi komunikasi tersebut mengizinkan programmer untuk mengekspresikan operasi yang kompleks dengan menggunakan semantik yang sederhana, kedua, implementasi dapat melakukan pengoptimasian operasi melalui cara yang tidak disediakan oleh tipe operasi point-to-point communication.