Parallel Processing - Komputasi Parallel

 

Pengertian

 

Pemrosesan Paralel adalah penggunaan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan. Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yang digunakan. Tetapi pada prakteknya, seringkali sulit membagi program sehingga dapat dieksekusi oleh CPU yang berbeda-beda tanpa berkaitan diantaranya.

Komputasi parallel adalah salah satu teknik untuk 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 (industri keuangan, bio informatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi) dan kimia (kimia komputasi). (Wikipedia : https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_paralel)

Parallel computation adalah salah satu pemrograman komputer yang memungkinkan untuk melakukan komputasi secara bersamaan baik dalam satu ataupun banyak prosesor di dalam sebuah CPU. Parallel Computation, berguna untuk meningkatkan performa komputer karena semakin banyak proses yang bisa dikerjaka secara bersamaan maka akan semakin cepat.

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Komputasi paralel diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. 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. 

Konsep dari paralel adalah sebuah kemampuan prosesor untuk melakukan sebuah tugas ataupun banyak tugas secara simultan ataupun bersamaan, dengan kata lain prosesor mampu melakukan satu atau banyak tugas dalam satu waktu.

Pemorgraman Paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin parallel) CPU. Tujuan utama dari pemrograman parallel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.

Dilihat dari beberapa pengertian mengenai Parallel Compuation atau Komputasi Paralel diatas, maka dapat diambil kesimpulan jika Komputasi Paralel merupakan sebuah teknik pemrograman untuk melakukan komputasi secara simultan atau bersamaan dengan memanfaatkan komputer independen baik dalam satu ataupun banyak prosesor di dalam sebuah CPU. Paralel komputasi diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar dan membutuhkan waktu yang sangat singkat untuk melakukan proses tersebut.

Komputasi Parallel membutuhkan :

1. Algoritma

2. Bahasa Pemrograman

3. Compiler

Sebagian besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu. Bahkan ada juga komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapat melakukan parallel processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun, prallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut Distributed Processing Software.

Perlu di tekankan jika Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekuasi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel computing

Contoh struktur dari parallel processing sebagai berikut :

Distributed Processing?

Pada paragrap diatas dijelaskan jika komputer dengan satu CPU dapat melakukan komputasi parallel dengan menggunakan sebuah software yang bernama Distributed Processing. Lalu apa itu distributed processing?

Distributed Processing atau Pemrosesan terditribusi merupakan proses pendistribusian pengolahan parallel dalam pemrosesan parallel menggunakan beberapa mesin. Bisa dikatakan kemampuan dari suatu komputer-komputer yang dijalankan secara bersamaan untuk memecahkan suatu masalah dengan proses yang cepat.

Menurut Gustafson, proses terdistribusi adalah sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atau lebih mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan faktor eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan tiap-tiap mesin yang digunakan.

Di distribusikan pengolahan paralel dengan menggunakan pemrosesan paralel pada beberapa mesin. Salah satu contoh dari hal ini adalah bagaimana beberapa komunitas memungkinkan pengguna untuk mendaftar dan mendedikasikan komputer mereka sendiri untuk memproses data set yang diberikan kepada mereka oleh server. Ketika ribuan pengguna mendaftar untuk ini, banyak data dapat diproses dalam jumlah yang sangat singkat.

Contoh dari proses terdistribusi ini adalah ketika terdapat macam masalah diberikan pada satu master, maka dengan menggunakan komputer paralel, masalah tersebut akan terpecah menjadi beberapa bagian secara terdistribusi.

Architectural Parallel Computer

 

 

Menurut seorang Designer Processor, Taksonomi Flynn, Arsitektur Komputer dibagi menjadi 4 bagian, yaitu :

• SISD (Single Instruction, Single Data) merupakan satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 prosesor saja. Oleh karena itu model ini bisa dikatakan sebagai model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan komputasi paralel yang menggunakan beberapa prosesor. Pada komputer jenis ini semua instruksi dikerjakan terurut satu demi satu, tetapi juga dimungkinkan adanya overlapping dalam eksekusi setiap bagian instruksi (pipelining). Pada umumnya komputer SISD berupa komputer yang terdiri atas satu buah pemroses (single processor), namun komputer SISD juga mungkin memiliki lebih dari satu unit fungsional (modul memori, unit pemroses, dll). Selama seluruh unit fungsional tersebut berada dalam kendali sebuah unit pengendali.

• SIMD (Single Instruction, Multiple Data) Komputer dengan model ini memiliki lebih dari satu processor, tetapi hanya mengekseusi satu instruksi yang sama pada data yang berbeda. Komputer vector adalah salah satu contoh komputer yang menggunakan model ini. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data uang berbeda. Sebagai contoh ketika ingin mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100 angka dengan menggunakan 5 buah processor. Pada setiap processor menggunakan algpritma atau perintah yang sama namun data yang diproses berbeda. Misalnya processor 1 mengolah data dari deretan/urutan pertama hingga urutan ke 20, processor ke 2 mengolah data dari urutan 21 sampai urutan 40, dst. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU).

• MISD (Multiple Instruction, Single Data) Teorinya komputer ini memiliki satu processor 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 ini. Contoh, ambil kasus seperti pada model SIMD namun cara penyelesaiannya yang berbeda. Pada MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga, keempat, dan kelima sama-sama mengolah data dari urutan 1-100, namun algoritma yang digunakan untuk teknik pencariannya berbeda disetiap processor.

• MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) Komputer ini memiliki lebih dari satu processor 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 MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L

Sumber :

1. https://dikky12.wordpress.com/2011/04/01/parallel-processing/

2. http://herlinahan.blogspot.co.id/2015/03/paradigma-parallel-computing-oleh.html

3. http://syahrin-alf.blogspot.co.id/2016/05/apa-itu-parallel-computation.html

4. https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_paralel

Read More

Membangun Aplikasi Client - Server

Pada postingan kali ini akan membahas mengenai aplikasi Client-Server dengan menggunakan satu buah komputer sebagai client maupun server. Dibawah ini terdapat dua buah listing program yang akan digunakan sebagai Server dan sebagai Client.

Listingan InfoServer

import java.net.*; 
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.util.*;
public class InfoServer {
private final int INFO_PORT=50000;
private String datafromClient;
public InfoServer() {
BufferedReader inFromClient;
DataOutputStream outToClient;
Socket serverSocket;
try {
ServerSocket infoServer =new ServerSocket(INFO_PORT);
System.out.println("Server telah siap");
while (true) {
serverSocket = infoServer.accept();
System.out.println("Ada client " +"yang terkoneksi!");
inFromClient =new BufferedReader(new InputStreamReader(serverSocket.getInputStream()));
outToClient =new DataOutputStream(serverSocket.getOutputStream());
outToClient.writeBytes("InfoServer versi 0.1\n"+"hanya untuk testing..\n"+"Silahkan berikan perintah TIME | NET | QUIT\n");
boolean isQUIT = false;
while (!isQUIT) {
datafromClient = inFromClient.readLine();
if (datafromClient.startsWith("TIM")) {
outToClient.writeBytes(new Date().toString() + "\n");
} else if (datafromClient.startsWith("NET")) {
outToClient.writeBytes(InetAddress.getByName("localhost").toString() +"\n");
} else if (datafromClient.startsWith("QUIT"))
{
isQUIT = true;
}
}
outToClient.close();
inFromClient.close();
serverSocket.close();
System.out.println("Koneksi client tertutup..");
}
}
catch (IOException ioe) {
System.out.print("error: " + ioe);
}
catch (Exception e) {
System.out.print("error: " + e);
}
}
public static void main(String[] args) {
new InfoServer();
}
}

Listing diatas merupakan listing program yang digunakan sebagai server yang akan dihidupkan untuk dapat melakukan komunikasi antar client dengan server. Pada sisi server ketika listing program diatas dijalankan maka akan menampilkan info "Server telah siap" dan ketika ada client yang masuk maka akan ada pemberitahuan "Ada client yang terkoneksi". Pada sisi client akan muncul tampilan pilihan yang dimiliki oleh server yaitu TIME | NET | QUIT ketika client memilih NET maka dari sisi server akan memanggil IP dari komputer dan di tampilkan pada sisi client, berlaku untuk TIME, sedangkan untuk QUIT, ketika pada sisi Client memilih QUIT maka pada sisi server akan berhenti atau server mati. Output nya akan terlihat seperti pada gambar dibawah ini

Listing InfoClient

import java.net.*; 
import java.net.*;
import java.io.*;
import java.util.*;
public class InfoClient {
private final int INFO_PORT=50000;
private final String TargetHost = "localhost";
private final String QUIT = "QUIT";
public InfoClient() {
try {
BufferedReader inFromUser = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
Socket clientSocket = new Socket(TargetHost,INFO_PORT);
DataOutputStream outToServer =new DataOutputStream(clientSocket.getOutputStream());
BufferedReader inFromServer =new BufferedReader(new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
System.out.println(inFromServer.readLine());
System.out.println(inFromServer.readLine());
System.out.println(inFromServer.readLine());
System.out.println("");
boolean isQuit = false;
while (!isQuit) {
System.out.print("Perintah Anda : ");
String cmd = inFromUser.readLine();
cmd = cmd.toUpperCase();
if (cmd.equals(QUIT)) {
isQuit = true;
}
outToServer.writeBytes(cmd + "\n");
String result = inFromServer.readLine();
System.out.println("Dari Server: " + result);
}
outToServer.close();
inFromServer.close();
clientSocket.close();
}
catch (IOException ioe) {
System.out.println("Error:" + ioe);
}
catch (Exception e) {
System.out.println("Error:" + e);
}
}
public static void main(String[] args) {
new InfoClient();
}
}

Lisring diatas merupakan listing program yang digunakan untuk sisi client. Client dapat berjalan ketika server telah hidup, client akan diberitahu ketika server telah hidup dan akan meminta client untuk memilih TIME untuk menunjukkan waktu, NET untuk melihat host dari komputer dan QUIT untuk berhenti dari program dan mematikan server. Maka akan tampil output seperti gambar dibawah ini 

Read More

Latihan NsLookup

import java.net.*; 
public class NsLookup { 
public static void main(String args[]) { 
if (args.length == 0) { 
System.out.println("Pemakaian: java NsLookup <hostname>"); 
System.exit(0); 
} 
String host = args[0]; 
InetAddress address = null; 
try { 
address = InetAddress.getByName(host); 
} catch(UnknownHostException e) { 
System.out.println("Unknown host"); 
System.exit(0); 
} 
byte[] ip = address.getAddress(); 
for (int i=0; i<ip.length; i++) { 
if (i > 0) System.out.print("."); 
System.out.print((ip[i]) & 0xff); 
} 
System.out.println(); 
} 
} 

Pada post kali ini akan membahas secara singkat mengenai cara mendapatkan alamat IP suatu komputer dengan menggunakan nama dari komputernya (hostname) yang terhubung ke dalam suatu jaringan.  Seperti postingan sebelumnya, bahasa pemrograman yang digunakan adalah java. 

Pada source code diatas merupakan gabungan dari postingan sebelumnya yang digunakan untuk mengetahui alamat IP suatu komputer. Jika pada postingan sebelumnya, user menggunakan IP untuk mengetahu hostname komputer maka pada source code dalam postingan ini menggunakan hostname dari komputer maka akan muncul IP yang dimiliki komputer tersebut. Dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Read More

Pemorgraman Jaringan - Latihan IP to Name

import java.net.*;

public class IPtoName {
public static void main(String args[]) {
if (args.length == 0) {
System.out.println("Pemakaian: java IPtoName ");
System.exit(0);
}
String host = args[0];
InetAddress address = null;
try {
address = InetAddress.getByName(host);
} catch (UnknownHostException e) {
System.out.println("invalid IP - malformed IP");
System.exit(0);
}
System.out.println(address.getHostName());
}
} 

Source code diatas merupakan source code yang digunakan untuk mengetahui nama pc yang digunakan dengan menggunakan alaman IP. Pertama pada program akan mengecek parameter yang diberikan oleh user, jika tidak ada maka akan muncul pesan cara penggunaannya yaitu "Pemakaian: Java IPtoName" yaitu user memberikan IP dari PC yang digunakan. Jika alamat IP yang diberikan salah maka akan masuk ke dalam try - catch dan menampilkan pesan "invalid IP - malformed IP" namun jika IP yang diberikan sesuai dengan PC yang digunakan maka akan memunculkan nama dari PC yang memiliki IP tersebut seperti terlihat pada gambar dibawah ini

Read More

Pemrograman Jaringan - Latihan Get Name

Postingan kali ini akan menjelaskan source code yang digunakan untuk mengambil nama PC/Laptop yang kita miliki dengan menggunakan program java. Source code dapat di lihat di bawah ini :

import java.net.*;

public class getName {
public static void main(String args[]) throws Exception {
InetAddress host = null;
host = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println("Nama komputer Anda: " +
host.getHostName());
}
}

Penjelasan :

Pada source code diatas menggunakan class dengan nama getName yang di lengkapi dengan library java.net.*
kemudian dengan menggunakan InetAddress yang terdapat pada libabry java.net, maka di buat sebuah variabel dengan nama host yang memiliki nilai null. Variabel host ini akan digunakan untuk memanggil fungsi getLocalHost(), dan akan menampilkan getHostName atau nama dari host yang terdapat pada PC/Laptop yang kita gunakan. Dan akan muncul output seperti gambar di bawah ini :

Read More

Quantum Computation

Definisi Quantum Computation

Komputer kuantum adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan, untuk melakukan operasi data. Dalam komputer klasik, jumalah data dihitung dengan bit, dalam komputer kuantum, hal ini dilakukan dengan qubit. Jika dikatakan, komputer kuantum hanya butuh waktu 20 menit untuk mengerjakan sebuah proses yang membutuhkan waktu 1025 tahun pada komputer saat ini. Meskipun hingga saat ini belum tercipata sebuah komputer kuantum yang dibayangkan oleh para ilmuwan, kemajuan ke arah 'sana' terus berlangsung. Yang menarik adalah, ternyata perkembangan komputer kuantum juga mengikuti apa yang dikatakan oleh Gordan Moore "Kemampuan prosesor akan meningkat 2 kali lipat dalam jangka waktu 18 bulan". Jika hal yang dikatakan Gordan Moore benar, maka para ilmuwan akn dapat membangun sebuah komputer kuantum hanya dalam waktu 5 tahun kedepan. Setidaknya begitulah yang dikatakan oleh Raymond Laflamme, ilmuwan dari Massachussets Institute of Technology (MIT), Amerika Serikat. 

Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari pratikel dapat digunakan untuk mewakili data dan strukur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini dan teknologi ini adalah salah satu hasil dari "Applied Physic" (Fisika Terapan).

Selama ini, sebuah komputer bekerja didasarkan hukum-hukum fisika klasik. Informasi didefinisikan secara positif, direpresentasikan secara material dan di proses berdasarkan hukum-hukum fisika klasik. Ketika para fisikawan masuk ke dalam teori kuantum dalam pemrosesan informasi, mereka diharuskan untuk mengubah pandangan mereka mengenai pemrosesan informasi. Lebih jauh lagi, mereka harus mengembangkan sebuah sistem logika baru yang mengikuti hukum-hukum fisika kuantum. Sistem logika baru ini disebut dengan logika kuantum. Sistem logika kuantum berbeda sama sekali dengan sistem logika yang selama ini dipakai, yaitu sistem logika yang dikembangkan oleh Aristoteles.

Dengan sistem logika yang baru, para ilmuwan harus memikirkan sebuah algoritma yang berbeda untuk memproses informasi. Inilah yang sebenarnya merupakan inti dari komputer kuantum. Beberapa algoritma telah dikembangkan dan yang di antaranya telah berhasil ditemukan adalah algoritma Shor yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Lewat algoritma Shor ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode ini disebut kode RSA. Jika disandikan melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah efektif.

Sebagai contoh, seorang pemecah kode akan membutuhkan waktu 8 bulan dan 1.600 pengguna internet jika ia akan memecahkan kode RSA yang disandikan dalam 129 digit. Jika hal ini mungkin, pengirim data hanya perlu menambahkan digit pada kode RSA-nya agar para pemecah kode membutuhkan waktu yang lebih lama lagi untuk memecahkan kuncinya. Sebagai gambaran, pemecahan kode RSA 140 (140 digit) akan membutuhkan waktu yang lebih lama dari umur alam semesta (15 miliar tahun). Namun, jika pemecah kode menggunakan komputer kuantum, mereka dapat memecahkan kode RSA 140 hanya dalam waktu beberapa detik. Hal inilah yang membuat waswas para pengguna channel komunikasi rahasia saat ini untuk melakukan pengiriman data secara aman.

Qubit

Pengertian

Qubit adalah sebuah bit kuantum, mitra dalam komputasi kuantum dengan digit biner atau bit dari komputasi klasik. Sama seperti bit unit dasar informasi dalam komputer klasik, qubit adalah unit dasar informasi dalam sebuah komputer kuantum.

Dalam komputer kuantum, sejumlah partikel elemental seperti elektron atau foton dapat digunakan (dalam praktek, keberhasilan juga telah dicapai dengan ion), dengan baik biaya atau polarisasi mereka bertindak sebagai representasi dari 0 dan / atau 1. Setiap partikel ini dikenal sebagai qubit;. sifat dan perilaku partikel-partikel ini (seperti yang diungkapkan dalam teori kuantum) membentuk dasar kuantum komputasi dua aspek yang paling relevan fisika kuantum adalah prinsip-prinsip superposition dan engtalement.

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.

Entanglement

Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski Anda berusaha memindahkan mereka. Contoh dari quantum entanglement: kaitan antara penentuan jam sholat dan quantum entanglement. Mohon maaf bagi yang beragama lain saya hanya bermaksud memberi contoh saja. Mengapa jam sholat dibuat seragam? Karena dengan demikian secara massal banyak manusia di beberapa wilayah secara serentak masuk ke zona entanglement bersamaan.

Sejarah Singkat Quantum Computation

• Ide mengenai komputer kuantum pertama kali muncul pada tahun 1970-an oleh para fisikawan dan ilmuwan komputer, seperti Charles H. Bennett dari IBM, Paul A. Benioff dari Argonne National Laboratory, Illinois, David Deutsch dari University of Oxford, dan Richard P. Feynman dari California Institute of Technology (Caltech).
• Di antara para ilmuwan tersebut, Feynmanlah yang pertama kali mengajukan model yang menunjukkan bahwa sebuah sistem kuantum dapat digunakan untuk melakukan komputasi. Lebih jauh, Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem tersebut dapat menjadi simulator bagi fisika kuantum. Dengan kata lain, fisikawan dapat melakukan eksperimen fisika kuantum melalui komputer kuantum.
• Pada tahun 1985, Deutsch menyadari esensi dari komputasi oleh sebuah komputer kuantum dan menunjukkan bahwa semua proses fisika, secara prinsipil, dapat dimodelkan melalui komputer kuantum. Dengan demikian, komputer kuantum memiliki kemampuan yang melebihi komputer klasik.
• Setelah Deutsch mengeluarkan tulisannya mengenai komputer kuantum, para ilmuwan mulai melakukan riset di bidang ini. Mereka mulai mencari kemungkinan penggunaan dari sebuah komputer kuantum. Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
• Hingga saat ini, riset di bidang komputer kuantum terus dijalankan di seluruh dunia. Beberapa kendala terus dicari pernyelesaiannya. Berbagai metode dikembangkan untuk memungkinkan terwujudnya sebuah komputer yang memilki kemampuan yang luar biasa ini. Sejauh ini, sebuah komputer kuantum yang telah dibangun hanya dapat mencapai kemampuan untuk memfaktorkan dua digit bilangan. Komputer kuantum ini dibangun pada tahun 1998 di Los Alamos, Amerika Serikat, menggunakan NMR (Nuclear Magnetic Resonance).
  Laflamme, ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology (MIT), Amerika Serikat.

Kuantum Komputer saat ini

Pada pertengahan Februari lalu, sebuah perusahaan yang baru berdiri di Kanada menyatakan telah meluncurkan komputer kuantum versi bisnis yang pertama di dunia, menimbulkan komentar dan kesangsian para sarjana maupun ahli terkait. Dan tak bisa tidak membuat kita berimajinasi, apakah era komputer kuantum telah tiba lebih awal? Komputer kuantum dioperasikan menurut karakteristik mekanika kuantum, menggunakan ilmu informasi kuantum, berdasarkan komputer yang dilandasi sepenuhnya dengan satuan kuantum (qubit). Perusahaan D-Wave yang berada di Vancover, Kanada mengatakan, bahwa komputer yang dikembangkan dengan prinsip mekanika kuantum perusahaan tersebut lebih cepat berkali-kali lipat dibanding sistem operasional komputer yang paling berkualitas di dunia saat ini. Komputer yang diberi nama “Orion” ini, menggunakan teknik cetakan rata yang sistematis, dipadukan dengan sebuah chip niobium superkonduksi dan suhu ultrarendah, dapat mengerjakan 16 qubit. Chip inti harus dingin hingga mendekati titik nol absolut (-125.15ºC), agar supaya dalam proses perhitungannya tetap dalam kondisi kuantum.

Perusahaan D-Wave menuturkan, bahwa komputer kuantum ini bisa mengoperasikan 64 ribu hitungan secara bersamaan, dan prototipe komputer kuantum yang diperlihatkannya pada 13 Februari lalu merupakan komputer tipe bisnis yang pertama di dunia, di dalamnya ditanami chip kuantum yang dapat mengoperasikan 16 qubit. Perusahaan tersebut berencana dalam waktu 18 bulan ke depan, kecepatannya akan dinaikkan hingga 32 qubits pada akhir tahun 2007 ini, dan pada 2008 mendatang kecepatannya akan dinaikkan 512 qubits hingga 1024 qubits, dan akan disewakan bagi perdagangan.

Lalu, apa kegunaan dari komputer kuantum tersebut?

Kepala pelaksana perusahaan tersebut yakni Herb Martin mengatakan, bahwa manusia bisa menggunakan komputer kuantum merancang obat-obatan gen. Perusahaan juga bisa menggunakan komputer kuantum untuk mengelola rantai kebutuhan produk mereka. Martin mengatakan : “Coba bayangkan, jika suatu perusahaan memiliki 40 pabrik dan memproduksi satu juta komponen yang tidak sama, maka hal yang harus dicatat itu bukankah tidak sedikit.”
Komputer kuantum juga dapat digunakan melindungi keamanan. Karena peristiwa 9 September, sejumlah besar pemerintah berbagai negara dan perusahaan banyak yang menaruh perhatian pada ilmu statistik biologi, telah membentuk sejumlah besar tentang gambar obyek, sidik jari yang hendak mereka lacak. Orang yang terdaftar sebagai teroris, di mana meski bisa dengan aman lolos dari pemeriksaan pabean. Dengan adanya komputer kuantum pada dasarnya bisa dengan cepat kembali memeriksa apakah pihak lain itu teroris atau bukan melalui gudang arsip yang telah di input lebih dulu oleh dinas keamanan.

Martin menuturkan, bahwa dengan diluncurkannya produk tersebut membuktikan konsepsi teknologi perdagangan komputer kuantum ini. Customer perusahaan D-Wave adalah kalangan perdagangan. Tokoh dari kalangan perdagangan tidak peduli bagaimana teknologi ini dapat dioperasikan, asalkan bisa menyelesaikan pola perdagangan yang rumit mereka. Sesungguhnya, komputer dari perusahan D-Wave ini adalah sebuah komponen campuran, yang dipadukan dengan chip kuantum sebagai co-processor. Bagian terpenting adalah chip kuantum ini, terbuat dari bahan superkonduksi aluminium niobium. Mengapa komputer kuantum bisa mencapai hitungan cepat, adalah karena satuan data dasarnya adalah qubits, bisa secara bersamaan mengerjakan 0 dan 1 sekaligus dengan cepat mengerjakan semua qubits.

Sebagian besar insinyur berpendapat bahwa teknologi komputer kuantum masih harus di lalui dengan sepotong perjalanan yang panjang. Komputer kuantum yang digunakan sedikitnya masih membutuhkan 10 tahun lebih baru bisa dihadirkan. Perusahaan D-Wave yang mempublikasikan prototipe komputer kuantum pada 13 Februari lalu melaui situs net, dan yang lebih membuat sangsi para ahli maupun sarjana terkait adalah kebenarannya. Pada 7 Maret lalu, insinyur NASA dari Laboratorium Jet Propulsion yang terletak di Pasadena California, secara terbuka mengumumkan bahwa mereka memang pernah membuat sebuah chip kuantum khusus untuk perusahaan D-Wave. Bagi insinyur di Laboratorium Microdevices, NASA, membuat sirkuit superkonduksi untuk customer adalah hal yang biasa. Mereka juga penah merancang Chip untuk Hypers Inc di New York, selain itu juga pernah membuat perlengkapan pesawat antariksa untuk misi Herchel-nya ESA (European Space Agency).

Apakah komputer kuantum benar-benar tidak lama lagi akan hadir dalam kehidupan nyata sebagaimana yang dikatakan perusahann D-Wave? Sebagian besar perusahaan komputer terkemuka merasa sangsi atas hal ini. Selain itu ada ilmuwan yang berpendapat, bahwa jika memang benar ada sistem kuantum yang demikian praktis, terutama di saat penambahan atau penguraian sandi pada sistem finansial yang masih sangat lemah ini, maka ini akan menjadi satu terobosan teknologi yang penting. Namun ahli juga berpendapat, bahwa jika memang perusahaan kecil seperti D-Wave ini benar-benar memiliki teknologi demikian pasti akan berkembang positif, dalam 5-8 tahun jika mereka mendapatkan teknologi menyelesaikan rancangannya, maka besar kemungkinan akan dicari dan ditampung oleh perintis teknologi kelas berat seperti Intel dan IBM.

Algoritma pada Quantum Computing

Para ilmuwan mulai melakukan riset mengenai sistem kuantum tersebut, mereka juga berusaha untuk menemukan logika yang sesuai dengan sistem tersebut. Sampai saat ini telah dikemukaan dua algoritma baru yang bisa digunakan dalam sistem kuantum yaitu algoritma shor dan algoritma grover.

Algortima Shor

Algoritma yang ditemukan oleh Peter Shor pada tahun 1995. Dengan menggunakan algoritma ini, sebuah komputer kuantum dapat memecahkan sebuah kode rahasia yang saat ini secara umum digunakan untuk mengamankan pengiriman data. Kode yang disebut kode RSA ini, jika disandikan melalui kode RSA, data yang dikirimkan akan aman karena kode RSA tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang singkat. Selain itu, pemecahan kode RSA membutuhkan kerja ribuan komputer secara paralel sehingga kerja pemecahan ini tidaklah efektif.

Algoritma Grover

Algoritma Grover adalah sebuah algoritma kuantum yang menawarkan percepatan kuadrat dibandingkan pencarian linear klasik untuk list tak terurut. Algoritma Grover menggambarkan bahwa dengan menggunakan pencarian model kuantum, pencarian dapat dilakukan lebih cepat dari model komputasi klasik. Dari banyaknya algoritma kuantum, algoritma grover akan memberikan jawaban yang benar dengan probabilitas yang tinggi. Kemungkinan kegagalan dapat dikurangi dengan mengulangi algoritma. Algoritma Grover juga dapat digunakan untuk memperkirakan rata-rata dan mencari median dari serangkaian angka, dan untuk memecahkan masalah Collision.

Implementasi Quantum Computing

Pada 19 Nov 2013 Lockheed Martin, NASA dan Google semua memiliki satu misi yang sama yaitu mereka semua membuat komputer kuantum sendiri. Komputer kuantum ini adalah superkonduktor chip yang dirancang oleh sistem D – gelombang dan yang dibuat di NASA Jet Propulsion Laboratories.

NASA dan Google berbagi sebuah komputer kuantum untuk digunakan di Quantum Artificial Intelligence Lab menggunakan 512 qubit D -Wave Two yang akan digunakan untuk penelitian pembelajaran mesin yang membantu dalam menggunakan jaringan syaraf tiruan untuk mencari set data astronomi planet ekstrasurya dan untuk meningkatkan efisiensi searchs internet dengan menggunakan AI metaheuristik di search engine heuristical.

A.I. seperti metaheuristik dapat menyerupai masalah optimisasi global mirip dengan masalah klasik seperti pedagang keliling, koloni semut atau optimasi swarm, yang dapat menavigasi melalui database seperti labirin. Menggunakan partikel terjerat sebagai qubit, algoritma ini bisa dinavigasi jauh lebih cepat daripada komputer konvensional dan dengan lebih banyak variabel.

Penggunaan metaheuristik canggih pada fungsi heuristical lebih rendah dapat melihat simulasi komputer yang dapat memilih sub rutinitas tertentu pada komputer sendiri untuk memecahkan masalah dengan cara yang benar-benar cerdas . Dengan cara ini mesin akan jauh lebih mudah beradaptasi terhadap perubahan data indrawi dan akan mampu berfungsi dengan jauh lebih otomatisasi daripada yang mungkin dengan komputer normal.

Sumber :

1. http://quantumstudyclub.blogspot.co.id/2008/03/quantum-computer.html

2. http://flashintata.blogspot.co.id/2013/05/quantum-computation.html

3. https://amoekinspirasi.wordpress.com/2014/05/15/pengertian-quantum-computing-dan-implementasinya/ 

4. http://bayuajitanoyo.blogspot.co.id/2016/04/pengoprasian-data-qubit.html

 

Read More

Mobile Computing

Definisi Mobile Computing

Mobile Computing adalah kemampuan teknologi untuk menghadapi perpindahan / pergerakan manusia dalam penggunaan komputer secara praktis. 

Terdapat beberapa pengertian tentang Mobile Computing, yaitu :

1. Mobile Computing merupakan paradigma baru dari teknologi yang mampu melakukan komunikasi, walaupun user melakukan perpindahan.

2. Merupakan kemajuan teknologi komputer, sering disebut sebagai mobile computer (portable computer) yang dapat berkomunikasi dengan jaringan tanpa kabel.

3. Merupakan sekumpulan peralatan (hardware), data, dan perangkat lunak aplikasi yang bermobilisasi/berpindah lokasi.

4. Merupakan kelas tertentu dari sistem terdistribusi dimana beberaoa node dapat melepaskan diri dari operasi terdistribusi, bergerak bebas, dan melakukan koneksi kembali pada jaringan yang berbeda

5. Tidak sama dengan wireless computing

Dari pengertian diatas dapat disimpulkan jika mobile computing merupakan bukti nyata dari sebuah kemajuan yang mengikuti perkembangan jaman dengan sifat dari user yang dinamis dan berpindah tempat serta membutuhkan komunikasi yang cepat.

Pergerakan Dari User 

• Perpindahan posisi geografis
• Perpindahan jaringan komunikasi
• Perpindahan peralatan komunikasi
• Perpindahan antara aplikas

Pergerakan dari Device

• Perpindahan posisi geografis
• Perpindahan Jaringan Komunkasi  

 

Sejarah  & Perkembangan Mobile Computing

Perkembangan mobile computer hingga kini sangat luar biasa. Hal ini tidak lepas dari perkembangan-perkembangan mobile computer dari waktu ke waktu. Berikut sejarah dari perkembangan mobile computer :

1. Dynabook ( 1968)

Alan Kay mengembangkan sebuah komputer portabel yang nantinya menawarkan sebuah media elektronik yang modern yang diperuntukan untuk anak-anak. Graphical control interace dengan icon pada komputer ini merupakan cikal bakal dari sistem operasi yang ada saat ini.

2. Grid Compass 1100 (1982)

Teknologi ini dirancang dan dikembangkan oleh gird sangat terdepan. Covernya dapat dilipat dan terintegrasi sebuah flatscreen serta casing dari magensium yang ultralight. Namun ini diteruskan dan dikembangkan oleh Bil Moggridge ini terlalu mahal dengan harga mencapai dengan US$ 10.000 dan hanya kalangan militer AS dan NASA saja yang mampu untuk membelinya.

3.  Osborne 1 (1981)

IBM 1311 diperkenalkan pada tanggal 11 oktober 1962, hardisk ini bisa menyimpan sampai 2 juta karakter pada diskpack yang dapat di ganti (1316). Ketebalan hardisk ini mencapai 4 inchi dan berat 4.5 kg serta memiliki 6 disk yang berukuran 14 inchi dan permukaan yang dapat ditulis.

4. Compaq Portable 

Laptop pertama yang kompetibel dengan IBM ini ditawarkan oleh Compaq. Berat dan tanpa baterai lantaran masih menggunakan system opeasi MS DOS dan Laptop ini tidak populer.

5. Gavilan SC (1984)

Touchpad pertama ini ditawarkan oleh laptop Gavilan dan berada di atas keyword. Model komputer ini sudah dilipas dan menyediakan layar LCD serta processor intel 80168 yang kompetibel dengan harga MS DOS.

6. Bondwell 2 (1985)

Walaupun era CP/M yang sudah lewat tetapi kehadiran ini tetap sukses dengan RAM sebesar 64kb floppy drive 3.5 inci dan layar LCD, laptop ini menjadi jawara di eranya

7. COMPAQ SLT 286 (1988)

Laptop pertama yang sudah dilengkapi batrai hardsik dan LCD. Layarnya menawarkan resoluasi VGA penuh. Notebook ini ditujukan untuk kalangan bisnis. Tidak heran harganya mencapai harga mobil pada saat itu. 

8. Sharp Multicolor 386 PC 8041 (1990)

Dengan Spec :

- Processor Intel 80368
- Frekuensi clock 20 MHz
- RAM 2MB
- Harddrive 40 MB
- Harga US$ 23.00

9. USB Interface (1997)

Setelah pengenalan port interface USB hampir semua perangkat terhubung dengan notebook, computer portable mendadak menjadi universal.

10. WLAN Untuk Semua (1999)

Berkat penggunaan WLAN, notebook kini tidak lagi statis hotspot menghubungkan perangkat ini ke internet dan jaringan kantor serta dapat akses dimana saja.

Jenis Mobile Computing

1. Laptop

Laptop merupakan komputer portable, kecil dan dapat dibawa kemana saja dengan sangat mudah yang terintegrasi pada sebuah casing. Berat laptop berkisar 1 sampai 5 kg tergantung ukurannya, bahan dan spesifikasi. Sumber listrik berasal dari baterai atau A/C adaptor yang dapat digunakan untuk mengisi ulang baterai dan untuk menyalakan laptop itu sendiri. Laptop kegunaannya sama dengan komputer desktop, yang membedakannya hanya ukuran sehingga memudahkan pemakai untuk membawanya kemana-mana.

2. Wearable Computer

Wearable Computer atau komputer yang dipakaikan di tubuh manusia. Contohnya adalah Computer Gletser Ridgeline W200. W200 ini terbuat dari paduan magnesium bertulang yang memaksimalkan kekuatan dan meminimalkan berat keseluruhan. Pada hanya 10,2 ons dan dibentuk pada kontur lengan, W200 yang mengkombinasikan fitur yang sama dari sebuah komputer standar dengan sebuah perangkat yang memberikan kenyamanan dan ergonomis pergelangan tangan instrumen aus. W200 ini memiliki sebuah 3.5 “layar warna dengan layar sentuh, keyboard backlit dan baterai hot swappable. Fungsi nirkabel dari W200 memastikan konektivitas berkelanjutan terlepas dari lokasi pengguna dengan plug and play Wi-Fi, Bluetooth dan modul GPS. Menggunakan CE Windows atau sistem operasi Linux, unit cepat dapat dikonfigurasi untuk mengakses sistem host remote melalui kabel terintegrasi atau antarmuka nirkabel. Operasi bebas dari tangan-W200 yang mengatasi keterbatasan fisik yang terkait dengan komputer genggam normal. Hal ini memungkinkan pengguna kebebasan penuh untuk melanjutkan kegiatan sehari-hari dengan menggunakan kedua tangan sedangkan komputer memiliki akses penuh pada setiap saat. Selain kompas elektronik, sistem juga mengintegrasikan fitur terbaru dan paling inovatif, seperti tilt dan perhitungan diam, yang memungkinkan penghematan baterai kritis ketika unit tidak digunakan. Kegunaan tangan-bebas dari W200 membuatnya kepentingan khusus untuk Layanan Darurat, Keamanan, Pertahanan, Gudang, Lapangan Logistik dan setiap wilayah di mana akses ke sejumlah besar informasi yang diperlukan. W200 punggung bukit itu bergabung baris gletser saat komputer kasar dikembangkan untuk pengumpulan data. 

3. PDA (Personal Digital Assistant)

PDA(Personal Digital Assistants) adalah sebuah alat elektronik yang berbasis komputer dan berbentuk kecil serta dapat dibawa kemana-mana.  Menurut  sepengetahuan saya PDA banyak digunakan sebagai pengorganisir pribadi pada awalnya, tetapi karena perkembangannya, kemudian bertambah banyak fungsi kegunaannya, seperti kalkulator, penunjuk jam dan waktu, permainan komputer, pengakses internet, penerima dan pengirim surat elektronik (e-mail), penerima radio, perekam video, dan pencatat memo. Selain dari itu dengan PDA (komputer saku) ini, kita dapat menggunakan buku alamat dan menyimpan alamat, membaca buku-e, menggunakan GPS dan masih banyak lagi fungsi yang lain. Bahkan versi PDA yang lebih canggih dapat digunakan sebagai telepon genggam, akses internet, intranet, atau extranet lewat Wi-Fi atau Jaringan Wireless. Salah satu ciri khas PDA yang paling utama adalah fasilitas layar sentuh

4. Smartphone

SmartPhone adalah ponsel yang menawarkan kemampuan canggih, boleh dikata kemampuannya menyerupai kemampuan PC (komputer). Umumnya suatu ponsel dikatakan sebagai smartphone bila dapat berjalan pada software operating system yang lengkap dan memiliki interface dan platform standar bagi pengembang aplikasi. Sementara itu ada yang mengatakan smartphone adalah ponsel sederhana dengan fitur canggih seperti kemampuan mengirim dan menerima email, menjelajah internet dan membaca e-book, built in full keyboard atau external USB keyboard, atau memiliki konektor VGA. Dengan kata lain, smartphone adalah miniatur komputer dengan kemampuan ponsel.

Kekurangan dan Kelebihan

Dengan menggunakan mobile computing kita mendapatkan banyak sekali kelebihan, diantaranya :

1. Mobilitas

Kita tidak perlu lagi terikat dengan suatu tempat. Kita tetap dapat melakukan pekerjaan dikendaraan seperti mobil dan kereta api. Dapat berkomunikasi dengan orang lain dengan keadaan apa saja dan di mana saja. 

2. Keefektifan

Dengan menggunakan mobile computing, lebih banyak pekerjaan dapat diselesaikan karena   fleksibilitas dalam hal tempat bekerja.

Selain dari manfaat-manfaat yang dimiliki oleh mobile computing, mobile computing juga memiliki kekurang, diantaranya :

1. Rendahnya jaringan bandwith

Pengguna mobile dapat terhubung ke jaringan nirkabel melalui berbagai jaringan komunikasi termasuk radio nirkabel, wireless Local Area Network (LAN), nirkabel selular, satelit, dll Setiap jaringan nirkabel menyediakan kapasitas bandwidth yang berbeda. Namun, bandwidth nirkabel ini terlalu kecil dibandingkan dengan jaringan tetap seperti ATM (Asynchronous Transfer Mode) yang dapat memberikan kecepatan hingga 155Mbps.

2. Biaya Komunikasi Asimetrik

Kapasitas bandwidth yang berbeda antara hilir komunikasi dan komunikasi upstream telah menciptakan sebuah lingkungan baru yang disebut Lingkungan Komunikasi asimetrik. Bahkan, ada dua situasi yang dapat mengakibatkan komunikasi asimetri, Salah satunya adalah karena kemampuan perangkat fisik. Misalnya, server memiliki pemancar siaran kuat, sedangkan klien mobile memiliki kemampuan transmisi kecil. Yang lain adalah karena pola aliran informasi dalam aplikasi. Misalnya, dalam situasi dimana jumlah server jauh lebih sedikit daripada jumlah klien, itu adalah asimetris karena ada tidak kapasitas yang cukup untuk menangani permintaan simultan dari beberapa klien.

3. Koneksi yang lemah

pengguna Mobile sering terputus dari jaringan. Hal ini mungkin terjadi karena beberapa alasan, termasuk kegagalan sinyal, jangkauan sinyal yang kurang luas, area blank spot, dan penghematan daya. Tetapi hal ini juga bisa menguntungkan karena modus aktif membutuhkan seribu kali power lebih besar daripada perangkat dalam kondisi standby atau mode sleep. Sinyal radio nirkabel mungkin juga akan melemah karena jarak yang jauh dari sumber sinyal dimana pengguna bergerak.

4. Konsumsi tenaga

Mobile computing sangat bergantung pada daya tahan baterai.

Tools untuk Mobile Computing

- GPS (Global Positioning System)
- Wireless Access
- GIS (Location)

Hardware dan Software

Dengan dukungan Mobile Computing, seseorang di mana pun berada tetap dapat bekerja dan melakukan aktifitas bisnis dengan konsep Mobile Computing

- Mobile / Migrasi
- Security
- Authentication
- Privacy

Hardware Computing

- Laptop (Computing Unit)
- LCD (Display Unit)
- Wireless (Communication Unit)

Software Computing

- Operating System
- GUI
- Application, Cell Phone Application, Calendar dll
- Java ME, Popular untuk game

Mobile Operating System

- Java Mobile
- Symbian for Nokia
- Android berbasis Linux
- IPhone Mac OSx
- Palm OS (PDA)
- Blackberry Systme
- dll





Sumber :

1. http://worldnews-online-worldpedia.blogspot.co.id/2015/04/normal-0-false-false-false-in-ja-x-none.html
2. https://jalaludinweb.wordpress.com/2016/02/09/mata-kuliah-mobile-computing/
3. http://ariwiyanto83.blogspot.co.id/

 

 

  
  

Read More

Pemrograman Jaringan - Latihan Get IP

Postingan kali ini menjelaskan sebuah source code yang dapat digunakan untuk mengambil/menarik (get) IP Address Laptop atau PC dengan menggunakan bahasa pemrograman Java dan memanfaatkan library .net yang ada di dalam Java tersebut seperti InetAddress.getLocalHost. Berikut source code tersebut :

import java.net.*;

public class getIP {
 public static void main(String args[]) throws Exception {
 InetAddress host = null;
 host = InetAddress.getLocalHost();
 byte ip[] = host.getAddress();
  for (int i=0; i 0) {
   System.out.print(".");
   }
  System.out.print(ip[i] & 0xff);
  }
 System.out.println();
 }
}

Penjelasan :

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya jika pada source code diatas menggunakan library .net yang dimiliki oleh java. Sebelumnya simpan source code dengan nama getIP.java

Pada source code diatas dibuat sebuah objek dari InetAddress yang bernama host digunakan untuk mengambil IP Address yang dimiliki oleh komputer dengan memanggil method getAddress() kemudian IP akan terambil, namun masih dalam bentuk byte lalu akan diubah kedalam bentuk hexa dengan melakukan operasi AND dengan nilai FF, sehingga hasilnya akan terlihat seperti gambar dibawah ini :

Latihan ini banyak dibantu oleh http://yuhendrik.blogspot.co.id/

Read More