Quantum Computation and Parallel Computation

Mata Kuliah : Pengantar Komputasi Modern (Softskill)

Tugas Ke - 4

Dosen : Rina Noviana

Nama : Rachmat Hidayat

NPM : 55411706

Kelas : 4IA22

1.        1. QUANTUM COMPUTATION

Pendahuluan

Quantum Computation adalah alat hitung yang menggunakan sebuah mekanika untuk melakukan operasi data.

Sejarah :

• Pada tahun 1970-an pencetusan atau ide tentang komputer kuantum pertama kali muncul 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).
• Feynman dari California Institute of Technology yang pertama kali mengajukan dan menunjukkan model bahwa sebuah sistem kuantum dapat digunakan untuk melakukan komputasi. Feynman juga menunjukkan bagaimana sistem tersebut dapat menjadi simulator bagi fisika 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.
• Pada tahun 1995, Peter Shor merumuskan sebuah algoritma yang memungkinkan penggunaan komputer kuantum untuk memecahkan masalah faktorisasi dalam teori bilangan.
• Sampai saat ini, riset dan eksperimen pada bidang komputer kuantum masih terus dilakukan di seluruh dunia. 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).

Entanglement

Entanglement adalah efek mekanik kuantum yang mengaburkan jarak antara partikel individual sehingga sulit menggambarkan partikel tersebut terpisah meski anda berusaha memindahkan mereka.

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.

Quantum Gates

Mode sirkuit komputer adalah abstraksi paling berguna dari proses komputasi dan secara luas digunakan dalam industri komputer desain dan konstruksi hardware komputasi praktis. Ilmuwan komputer menganggap perhitungan apapun setara dengan aksi dari sirkuit yang dibangun dari beberapa jenis gerbang logika Boolean bekerja pada beberapa biner (yaitu, bit string) masukan. Setiap gerbang logika mengubah bit masukan ke dalam satu atau lebih bit keluaran dalam beberapa mode deterministik menurut definisi dari gerbang, dengan menyusun gerbang dalam grafik sedemikian rupa sehingga output dari gerbang awal akan menjadi input gerbang kemudian, ilmuwan komputer dapat membuktikan bahwa setiap perhitungan layak dapat dilakukan.

2.  PARALLEL COMPUTATION

Parallelism Concept

Komputasi paralel merupakan salah satu teknik komputasi, dimana proses komputasinya dilakukan oleh beberapa resources ( komputer ) yang independen, secara bersamaan. Komputasi paralel biasanya diperlukan pada saat terjadinya pengolahan data dalam jumlah besar ( di industri keuangan, bioinformatika, dll ) atau dalam memenuhi proses komputasi yang sangat banyak. Selanjutnya, komputasi paralel ini juga dapat ditemui dalam kasus kalkulasi numerik dalam penyelesaian persamaan matematis di bidang fisika ( fisika komputasi ), kimia ( kimia komputasi ), dll. Dalam menyelesaikan suatu masalah, komputasi paralel memerlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel.

Distributed Processing

Pemrosesan paralel adalah pendekatan komputasi untuk meningkatkan tingkat di mana satu set data diolah dengan pengolahan bagian yang berbeda dari data pada waktu yang sama secara simultan atau bersamaan pada sebuah komputer dan berfungsi memecah beban besar menjadi beberapa beban kecil untuk mempercepat proses penyelesaian masalah. 

Didistribusikan pengolahan paralel 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 beberapa data set yang diberikan kepada mereka oleh server. Ketika ribuan pengguna mendaftar untuk ini, banyak data dapat diproses dalam jumlah yang sangat singkat.

Architectural Parallel Computer

Dalam taksonomi arsitektur paralel ada dua keluarga arsitektur paralel yang banyak diterapkan adalah: SIMD dan MIMD, dimana untuk mesin yang murni MISD tidak ada.

SISD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya digunakan 1 processor saja.

SIMD
Yang merupakan singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang berbeda.

MISD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD.

MIMD
Yang merupakan singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.

http://djuneardy.blogspot.com/2015/04/quantum-computing-entanglement.html

http://flashintata.blogspot.com/2013/05/parallel-computation.html

Read More

Cloud Computing

Mata Kuliah : Pengantar Komputasi Modern (Softskill)

Tugas Ke - 3

Dosen : Rina Noviana

Nama : Rachmat Hidayat

NPM : 55411706

Kelas : 4IA22

 

 

Cloud Computing

Cloud Computing adalah kombinasi dari pemanfaatan teknologi komputer komputasi dan pengembangan yang berbasis Internet.

Dalam segala hal yang berhubungan dengan teknologi baru, selain menawarkan keunggulan-keunggulan dan segala kemudahannya, tentunya ada resiko yang harus siap ditanggung. Begitu pula dengan cloud computing. Di samping segala keunggulan dan kemudahannya, teknologi cloud computing tetap memiliki resiko. Beberapa resiko yang mungkin terjadi antara lain:

1. Service Level

2.  Privacy

3.  Compliance

4.  Data Mobility

5. Data Ownership

Perbedaan Dengan Komputasi Grid

Ø Cloud pada dasarnya merupakan sebuah perluasan dengan konsep pemrograman berorientasi objek secara abstraksi, di mana cloud di sini yaitu Internet.

Ø Sistem Grid dirancang untuk berbagi sumber daya secara kolaboratif. Hal ini juga dapat dianggap sebagai komputasi cluster yang didistribusikan dengan skala besar.

Ø  Komputasi awan dapat menghemat biaya investasi awal untuk pembelian sumber daya.

Ø  Bisa menghemat waktu sehingga perusahaan bisa langsung fokus ke profit dan berkembang dengan cepat.

Implementasi Distribusi Komputasi Awan

Ada tiga poin utama yang diperlukan dalam implementasi cloud computing, yaitu :

• Computer front end

Biasanya merupakan computer desktop biasa.

• Computer back end

Computer back end dalam skala besar biasanya berupa server computer yang dilengkapi dengan data center dalam rak-rak besar. Pada umumnya computer back end harus mempunyai kinerja yang tinggi, karena harus melayani mungkin hinggga ribuan permintaan data.

• Penghubung antara keduanya

Penghubung keduanya bisa berupa jaringan LAN atau internet.

Implementasi Cloud Computing dalam pemerintahan (E-Goverment)

Cloud Computing dalam pemerintahan (E-Goverment) dapat mendongkrak kinerja khususnya dalam bidang pemerintahan. E-Goverment dapat membantu para staff di bidang pemerintahan untuk memberikan pelayanan yang lebih baik ke masyarakat. Pemerintah dalam negara Indonesia telah menggunakan cloud computing. Contoh pertama yaitu sebagai penyediaan sumber informasi. Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi (BPPT) telah menyediakan layanan Cloud Computing sebagai layanan jasa alih daya pengelolaan TIK untuk instansi pemerintah. Layanan ini bertujuan untuk dapat mewujudkan percepatan e-government, karena memungkinkan pengguna pemerintah berkonsentrasi dalam memberikan layanan dan tidak dipusingkan dengan konfigurasi maupun pemeliharan perangkat teknologi informasi.

Definisi Map Reduce dan NoSQL dan Implementasinya dalam Cloud Computing

Map Reduce adalah sebuah model pemrograman yang secara khusus dalam mengasosiasikan dan mendistribusian data dalam menangani masalah pengaturan data dalam skala besar.

Contoh dari penerapan MapReduce ini dalam suatu produk adalah yang dilakukan oleh Google. Dengan inspirasi dari functional programming map dan reduce Google bisa menghasilkan filesystem distributed yang sangat scalable, Google Big Table. Dan juga terinspirasi dari Goosle, pada ranah open source terlihat percepatan pemgembangan framework lainnya yang juga bersifat terdistribusi dan menggunakan konsep yang sama, project open source tersebut bernama Apache Hadoop.

Sistem database NoSQL  sangat dioptimalkan untuk pengambilan dan operasi penambahan dan sering menawarkan fungsionalitas sedikit di luar penyimpanan record (misalnya key-value stores). Menurunnya fleksibilitas run-time dibandingkan dengan sistem SQL penuh dikompensasi oleh keuntungan yang nyata pada skalabilitas dan kinerja untuk data model tertentu.

Wikipedia menyatakan NoSQL merupakan sistem manajemen database yang berbeda dari sistem manajemen database relasional yang klasik dalam beberapa hal NoSQL mungkin tidak akan membutuhkan skema table dan umurnya menghindari operasi join dan berkembang secara horizontal. Akademisi menyebut database seperti ini sebagai structured storage, istilah yang di dalamnya mencakup sistem manajemen database relasional.

Studi Kasus

Studi kasus pada makalah ini dalam pembahasan cloud computing adalah penggunaan pada mobile BLACKBERRY dan Amazon Web Services

Blackberry  adalah salah satu dari sekian banyak aplikasi dari mobile computing karena dilihat dari definisinya,mobile computing adalah computer yang dibuat untuk mengatasi masalah perpindahan,atau lebih mudahnya adalah computer yang mudah dibawa kemana-mana dan dapat digunakan untuk berkomunikasi satu sama lain.Salah satu fasilitas yang ada di black berry untuk berkomunikasi antara satu sama lain yaitu blackberry messenger atau yang lebih dikenal BBM.Fasilitas dari blackberry ini menggunakan PIN code dalam berkomunikasi satu sama lain.PIN code ini hanya untuk membedakan antara blackberry satu dengan blackberry yang lain.PIN code ini terdiri dari 8 digit,yang terdiri dari alphabet dan numerik.Blackberry messenger memiliki beberapa kelebihan antara lain:

      1.      Bisa digunakan untuk melakukan komunikasi berupa chatting

      2.      Memerlukan biaya yang lebih murah daripada SMS biasa

      3.      Pesan yang diterima,tidak memenuhi inbox

      4.      Bisa melakukan chatting dengan grup

            Akan tetapi dari beberapa kelebihan tersebut,blackberry messenger memiliki beberapa kekurangan pula,antara lain : Hanya bisa digunakan oleh sesama pengguna blackberry Tidak bisa saling berkomunikasi anatara sesama pengguna apabila tidak mengetahui pin code nya.

Dengan EC2, pelanggan membuat mereka sendiri Amazon Machine Images (AMIs) yang berisi sistem operasi, aplikasi, dan data, dan mereka mengontrol berapa banyak contoh masing-masing berjalan AMI pada waktu tertentu. Pelanggan membayar jam misalnya-(dan bandwidth) yang mereka gunakan, menambahkan sumber daya komputasi pada waktu puncak dan menghapus mereka ketika mereka tidak lagi diperlukan. EC2 ini, Simple Storage Service (S3), dan lainnya korban Amazon skala untuk memberikan layanan melalui internet dalam kapasitas besar untuk jutaan pengguna.

Amazon menyediakan lima jenis server yang berbeda mulai dari yang sederhana-core server x86 delapan-core untuk server x86_64. Anda tidak perlu untuk mengetahui server yang sedang digunakan untuk memberikan contoh layanan.Anda dapat menempatkan contoh-contoh di lokasi geografis yang berbeda atau zona ketersediaan.Amazon memungkinkan elastis alamat IP yang dapat dialokasikan secara dinamis terhadap kasus. 

Sumber :

http://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_awan

http://saputraandhika660.blogspot.com/2014/05/map-reduce-dan-nosql.html

http://mad-berbagi-ilmu.blogspot.com/2013/11/makalah-cloud-computing.html

Read More

Implementasi Komputasi di Bidang Ekonomi

Mata Kuliah: Pengantar Komputasi Modern (Softskill)

Tugas ke-2

Nama : Rachmat Hidayat

NPM : 55411706

Kelas : 4IA22

Dosen : Rina Noviana

Implementasi Komputasi di Bidang Ekonomi

Komputasi adalah algoritma yang digunakan untuk menemukan sebuah cara dalam memecahkan suatu masalah dari sebuah masukan dari luar lingkungan sistem. Dalam ilmu ini, 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.

Ilmu ekonomi merupakan cabang ilmu yang mempelajari mengenai perilaku manusia dalam memilih dan menciptakan kemakmuran di dalamnya, inti dalam dasar ekonomi adalah tentang bagaimana ketidak seimbangan antara kebutuhan manusia yang tidak terbatas, dan alat pemuas kebutuhan manusia yang jumlahnya terbatas.

Komputasi dalam bidang ekonomi secara garis besar yakni tentang bagaimana menyelesaikan masalah keseimbangan kenbutuhan manusia yang tidak terbatas dan jumlah alat pemuas kebutuhan manusia yang terbatas dengan menggunakan komputer.

Pemrograman yang didesain khusus untuk komputasi ekonomi, dan pengembangan alat bantu dalam pendidikan komputasi ekonomi. Karena dibidang ekonomi pasti memiliki permasalahan yang harus dipecahkan oleh algoritma contohnya adalah memecahkan teori statistika untuk memecahkan permasalahan keuangan.

Salah satu contoh komputasi di bidang ekonomi adalah komputasi statistik. Komputasi statistik adalah jurusan yang mempelajari teknik pengolahan data, membuat program, dan analisis data serta teknik penyusunan sistem informasi statistik seperti penyusunan basis data, komunikasi data, sistem jaringan, dan diseminasi data statistik.

Komputasi dapat digunakan untuk memecahkan masalah ekonomi, contohnya seperti : Data Mining, dengan data mining sebuah perusahaan dapat memecahkan masalah dengan cara yang seefektif mungkin.

Kesimpulannya :

Ilmu ekonomi adalah suatu ilmu dasar ekonomi yang menjelaskan ketidakseimbangan antara kebutuhan manusia yang selalu kurang dan menginginkan hal lebih, serta alat pemuas kebutuhan manusia yang jumlahnya terbatas. Manfaat yang terjadi dengan adanya komputasi ini yaitu, perhitungan – perhitungan kompleks yang bisa mencapai ribuan data dapat dengan mudah dikerjakan manusia dengan bantuan komputer. Hal ini tentunya dapat mengurangi waktu, biaya dan lain sebagainya.

 
sumber : https://dhozkiii24.wordpress.com/2015/03/31/implementasi-komputasi/
               http://cintiia-refleksi.blogspot.com/2013/04/mengenal-apa-itu-komputasi-modern.html

Read More