Pendahuluan Quantum Computation | Komputasi Modern

 MAKALAH

KOMPUTASI MODERN

(Teknik Informatika)

NAMA KELOMPOK :

ALFHARIZKY FAUZI : 50417462

FARHAN MEDITAMA GUNAWAN : 52417187

FADHIIL HABIB ISPAN : 52417026

RICKY WIDIANTO : 55417145

UNIVERSITAS GUNADARMA

2021

Quantum Computation

Merupakan Komputer atau alat hitung yang menggunakan mekanika kuantum seperti superposisi dan entanglement (keterkaitan), yang digunakan untuk peng-operasi-an data. Perhitungan jumlah data pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.

Dalam bahasa Indonesia yaitu komputer kuantum, merupakan komputer yang memanfaatkan fenomena-fenomena dari mekanika kuantum, seperti quantum superposition dan quantum entanglement, yang digunakan untuk pengoperasian data. Quantum Computation itu sendiri adalah suatu bidang studi yang memfokuskan kepada teknologi komputer yang sedang berkembang berdasarkan prinsip-prinsip dari teori kuantum. Dimana dijelaskan mulai dari sifat serta perilaku energi dan materi pada kuantum (atom dan subatom) tingkat. Quantum Computing adalah alat hitung yang menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum, misalnya superposisi dan keterkaitan untuk melakukan operasi data. Dalam komputasi klasik, jumlah data dihitung dengan bit. Dalam komputer kuantum, hal ini dilakukan dengan qubit. 

Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum. Walaupun komputer kuantum masih dalam pengembangan, telah dilakukan eksperimen dimana operasi komputasi kuantum dilakukan atas sejumlah kecil Qubit. Riset baik secara teoritis maupun praktik terus berlanjut dalam laju yang cepat, banyak pemerintah nasional dan agensi pendanaan militer mendukung riset komputer kuantum untuk pengembangannya, baik untuk keperluan rakyat maupun masalah keamanan nasional seperti kriptanalisis. Perhitungan jumlah data pada komputasi klasik dihitung dengan bit, sedangkan perhitungan jumlah data pada komputer kuantum dilakukan dengan qubit. Prinsip dasar komputer kuantum adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data, dan bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi dengan data ini. Dalam hal ini untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan suatu logika baru yang sesuai dengan prinsip kuantum.

Komputer kuantum dapat jauh lebih cepat dari komputer konvensional pada banyak

masalah, salah satunya yaitu masalah yang memiliki sifat berikut :

1) Satu-satunya cara adalah menebak dan mengecek jawabannya berkali-kali

2) Terdapat n jumlah jawaban yang mungkin

3) Setiap kemungkinan jawaban membutuhkan waktu yang sama untuk mengeceknya

4) Tidak ada petunjuk jawaban mana yang kemungkinan benarnya lebih besar: memberi

jawaban dengan asal tidak berbeda dengan mengeceknya dengan urutan tertentu.

Teknologi komputer pada zaman globalisasi saat ini telah berkembang pesat, sehingga komputer dengan teknologi lama mulai tergantikan dengan teknologi yang baru yang pastinya sudah lebih canggih. Kita bisa melihat contohnya pada teknologi pemrosesan Quantum Computing yang merupakan alat hitung menggunakan sebuah fenomena mekanika kuantum. Dapat diambil contohnya seperti penggunaan superposisi dan keterkaitan (entanglement) untuk proses operasi data. Dalam komputer klasik jumlah data dihitung dengan bit, sedangkan dalam komputer kuantum jumlah data dihitung dengan qubit. Adapun prinsip dasar komputer kuantum yang perlu kita tahu adalah bahwa sifat kuantum dari partikel dapat digunakan untuk mewakili data dan struktur data. Selain itu prinsip lainnya adalah bahwa mekanika kuantum dapat digunakan untuk melakukan operasi pada data tersebut. Oleh karena itu, untuk mengembangkan komputer dengan sistem kuantum diperlukan logika baru yang tentunya sesuai dengan prinsip quantum ini.

“Quantum computing adalah cara melakukan komputasi dengan memanfaatkan fenomena pada fisika yang disebut superposition (superposisi) dan entanglement (keterkaitan kuantum) yang berdampak pada proses perhitungan yang jauh lebih cepat dibanding komputer biasa untuk beberapa permasalahan tertentu seperti masalah pencarian kunci pada kriptografi, simulasi dunia fisik dan machine learning,” kata Amril Syalim selaku dosen dan peneliti bidang cyber security, cryptography, dan cloud computing di Fakultas Ilmu Komputer Universitas Indonesia (UI).

komputer kuantum juga tidak akan digunakan untuk menggantikan komputer yang dipakai saat ini, karena tidak semua masalah komputasi bisa dihitung oleh komputer kuantum lebih cepat dibanding komputer biasa.

Sebagai contoh, komputer kuantum bisa dimanfaatkan untuk memperbaiki dan mempercepat perhitungan seperti simulasi cuaca, pemecahan kode enkripsi, dan proses pembelajaran mesin. Namun, untuk pekerjaan office seperti Microsoft Word, Excel, bahkan juga aplikasi web, aplikasi mobile akan tetap menggunakan komputer biasa.

Dalam skala kecil, komputer kuantum sudah terbukti bisa diimplementasikan. Namun, untuk skala besar supaya dapat menghitung dengan data dalam jumlah besar, masih banyak masalah yang perlu diselesaikan sehingga untuk sekarang ini belum ada komputer kuantum yang bisa digunakan untuk menyelesaikan masalah dalam skala besar di dunia nyata.

Sejarah singkat

• 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 memiliki 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

Quantum entanglement adalah salah satu fenomena paling unik di dunia Quantum Fisika. Fenomena ini memungkinkan dua atom untuk mempunyai properti yang sama atau berlawanan satu sama lain, tanpa adanya interaksi diantara keduanya. Jadi meskipun jarak memisahkan dua atom itu, keduanya akan tetap terhubung seketika seolah ada sinyal yang mampu mempengaruhi keadaan mereka yang bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya. Agak sulit untuk membayangkan fenomena ini di dalam kejadian sehari-hari. Namun kita dapat membuat perumpamaan sebagai berikut.

Pengoperasian Data Qubit

Sebuah qubit adalah unit dasar informasi dalam sebuah komputer kuantum. Sementara sedikit dapat mewakili hanya satu dari dua kemungkinan seperti 0 / 1, ya / tidak, qubit dapat mewakili lebih: 0 / 1, 1 dan 0, probabilitas terjadinya setiap saat dikombinasikan dengan qubit lebih, dan semua yang secara bersamaan. Secara umum komputer kuantum dengan qubit n bisa dalam superposisi sewenang-wenang hingga 2n negara bagian yang berbeda secara bersamaan (ini dibandingkan dengan komputer normal yang hanya dapat di salah satu negara n 2 pada satu waktu).

Untuk memanipulasi sebuah qubit, maka menggunakan Quantum Gates (Gerbang Kuantum). Cara kerjanya yaitu sebuah gerbang kuantum bekerja mirip dengan gerbang logika klasik. Gerbang logika klasik mengambil bit sebagai input, mengevaluasi dan memproses input dan menghasilkan bit baru sebagai output.

Quantum Gates

Quantum Gates / Gerbang Quantum merupakan sebuah aturan logika / gerbang logika yang berlaku pada quantum computing. Prinsip kerja dari quantum gates hampir sama dengan gerbang logika pada komputer digital. Jika pada komputer digital terdapat beberapa operasi logika seperti AND, OR, NOT, pada quantum computing gerbang quantum terdiri dari beberapa bilangan qubits, sehingga quantum gates lebih susah untuk dihitung daripada gerang logika pada komputer digital.

Algoritma 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 Shor bergantung pada hasil dari teori bilangan. Hasil ini adalah: fungsi periodik. Dalam konteks algoritma Shor, n akan menjadi bilangan yang akan difaktorkan. Jika dua bilangan tersebut adalah coprime itu berarti bahwa pembagi umumnya adalah 1. Perhitungan fungsi ini untuk jumlah eksponensial, dari itu akan mengambil waktu eksponensial pada komputer klasik. Algoritma Shor memanfaatkan paralelisme kuantum untuk melakukan jumlah eksponensial operasi dalam satu langkah.

Implementasi Quantum Computing

1. 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 heuristic. 

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 heuristic 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.

2. Pada tahun 2000, IBM sudah membuat quantum computer dengan 5 qubits dengan atom sebagai prosesornya. dan D-Wave perusahaan komputer asal Vancouver, Canada merilis kabar bahwa pihaknya telah mampu untuk beroperasi dengan prinsip quantum yang jauh lebih cepat dari komputer yang ada saat ini. 

Komputer yang diberi nama ―Orion‖ ini, menggunakan teknik cetakan rata yang sistematis, dipadukan dengan sebuah chip niobium superkonduksi dan suhu ultra rendah, 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 2007 merupakan komputer tipe bisnis yang pertama di dunia, di dalamnya ditanami chip kuantum yang dapat mengoperasikan 16 qubit.

3. Beberapa waktu lalu para ilmuwan di pusat penelitian di Almaden telah berhasil menjalankan kalkulasi komputer kuantum yang paling rumit hingga saat ini. Mereka berhasil membuat seribu triliun molekul yang didesain khusus dalam sebuah tabung menjadi sebuah komputer kuantum 7-Qubit yang mampu memecahkan sebuah versi sederhana perhitungan matematika yang merupakan inti dari banyak diantara system kriptografis pengamanan data (data security cryptographic system). Keberhasilan ini memperkuat keyakinan bahwa suatu saat komputer - komputer kuantum akan mampu memecahkan problem yang demikian kompleks yang selama ini tidak mungkin dapat dipecahkan oleh super komputer - super komputer yang paling hebat meski dalam tempo jutaan tahun sekalipun.

4. Dalam edisi jurnal ilmiah nature yang terbit beberapa waktu lalu, sebuah tim bersama sama mahasiswa tingkat graduate dari universitas stanford melaporkan demonstrasi pertama dari "Algoritma Shor" sebuah metode yang dikembangkan tahun 1994 oleh ilmuwan AT & T Peter Shor untuk menggunakan komputer kuantum yang futuristik untuk menemukan faktor-faktor dari sebuah bilangan. Bilangan-bilangan yang diperkalikan satu dengan yang lain untuk memperoleh bilangan asli. Saat ini, pemfaktoran (factoring) sebuah bilangan besar masih terlalu sulit bagi komputer konvensional meskipun begitu mudah untuk diverifikasi. Itulah sebabnya pemfaktoran bilangan besar ini banyak digunakan dalam metode kriptografi untuk melindungi data.

5. Beberapa waktu lalu para ilmuwan di pusat penelitian di Almaden telah berhasil menjalankan kalkulasi komputer kuantum yang paling rumit hingga saat ini. Mereka berhasil membuat seribu triliun molekul yang didesain khusus dalam sebuah tabung menjadi sebuah komputer kuantum 7-Qubit yang mampu memecahkan sebuah versi sederhana perhitungan matematika yang merupakan inti dari banyak diantara system kriptografis pengamanan data (data security cryptographic system). Keberhasilan ini memperkuat keyakinan bahwa suatu saat komputer - komputer kuantum akan mampu memecahkan problem yang demikian kompleks yang selama ini tidak mungkin dapat

dipecahkan oleh super komputer - super komputer yang paling hebat meski dalam tempo jutaan tahun sekalipun.

6. AI 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 heuristic 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.

Read More

KOMPUTASI MODERN | Komputasi Modern

 MAKALAH

KOMPUTASI MODERN

(Teknik Informatika)

NAMA KELOMPOK :

ALFHARIZKY FAUZI : 50417462

FARHAN MEDITAMA GUNAWAN : 52417187

FADHIIL HABIB ISPAN : 52417026

RICKY WIDIANTO : 55417145

UNIVERSITAS GUNADARMA

                        2021

KOMPUTASI MODERN

Komputasi diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Selama ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental, kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Pada zaman sekarang ini, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer.

Secara umum ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.

Bidang ini berbeda dengan ilmu komputer (computer science), yang mengkaji komputasi, komputer dan pemrosesan informasi. Bidang ini juga berbeda dengan teori dan percobaan sebagai bentuk tradisional dari ilmu dan kerja keilmuan. Dalam ilmu alam, 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.

Pengertian Komputasi Modern

Komputasi modern adalah sebuah konsep sistem yang menerima intruksi-intruksi dan menyimpannya dalam sebuah memory, memory disini bisa juga dari memory komputer. Oleh karena pada saat ini kita melakukan komputasi menggunakan komputer maka bisa dibilang komputer merupakan sebuah komputasi modern. Konsep ini pertama kali digagasi oleh John Von Neumann (1903-1957). Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang disalurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kejeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.

Dalam kerjanya komputasi modern menghitung dan mencari solusi dari masalah yang ada, dan perhitungan yang dilakukan itu meliputi:

• Akurasi (big, Floating point)

• Kecepatan (dalam satuan Hz)

• Problem Volume Besar (Downsizing atau paralel)

• Modeling (NN & GA)

• Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

Sejarah Komputasi Modern

John von Neumann (1903-1957) adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern. Dalam hidupnya yang singkat, Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann meningkatkan karya-karyanya dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer. Beliau juga merupakan salah seorang ilmuwan yang sangat berpengaruh dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu.

Von Neumann melahirkan di Budapest, Hungária pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga diletakkan 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. Setelah bergelar doktor dalam ilmu hukum, dia menjadi pengacara untuk sebuah bank. Pada tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.

Von Neumann juga belajar di Berlin dan Zurich dan mendapatkan diploma pada bidang teknik kimia pada tahun 1926. Pada tahun yang sama dia mendapatkan gelar doktor pada bidang matematika dari Universitas Budapest. Keahlian Von Neumann terletak pada bidang teori game yang melahirkan konsep seluler automata, teknologi bom atom, dan komputasi modern yang kemudian melahirkan komputer. Kejeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.

Setelah mengajar di Berlin dan Hamburg, Von Neumann pindah ke Amerika pada tahun 1930 dan bekerja di Universitas Princeton serta menjadi salah satu pendiri Institute for Advanced Studies.

Dipicu ketertarikannya pada hidrodinamika dan kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan, Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Sebagai konsultan pada pengembangan ENIAC, dia merancang konsep arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Neumann adalah komputer dengan program yang tersimpan (program dan data disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.

Masalah yang dipecahkan pada Komputasi Modern:

1. Akurasi (Floating Point)

Tipe data floating point memiliki range penyimpanan numerik yang besar, sehingga dapat digunakan oleh komputer untuk melakukan komputasi yang akurat.

2. Kecepatan (Hz)

Komputasi harus dapat dilakukan dalam waktu yang cepat ketika mengolah suatu data. Sehingga perlu metode kecepatan untuk mengolah perhitungan dalam waktu singkat.

3. Problem Volume Besar (Downsizing/Parallel)

Data yang besar dapat menjadi masalah jika ada yang terlewatkan. Digunakan metode Downsizing atau paralel pada komputasi modern untuk menangani masalah volume yang besar

4. Modelling (NN & GA)

Perlu memodelkan algoritma tertentu untuk menyelesaikan masalah yang komplek. Seperti: Neural Network (Jaringan Syaraf Tiruan) / Genetic Algorithm) model, dan lainnya

5. Kompleksitas

Kompleksitas komputasi adalah cabang dari teori komputasi dalam ilmu komputer yang berfokus pada mengklasifikasikan masalah komputasi sesuai dengan kesulitan inheren mereka

Karakteristik Komputasi Modern

Karakteristik dari komputasi modern diantaranya :

• Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogeneous karena terdiri dari berbagai jenis perangkat keras, sistem operasi, serta aplikasi yang terpasang.

• Komputer-komputer terhubung ke jaringan yang luas dengan kapasitas bandwidth yang beragam.

• Komputer maupun jaringan tidak terdedikasi, bisa hidup atau mati sewaktu-waktu tanpa jadwal yang jelas.

 

Jenis Komputasi Modern

Jenis-jenis komputasi modern ada 3 , yaitu :

 

1. Mobile Computing  

Mobile computing merupakan salah satu kemajuan teknologi komputer yang membuatnya mampu berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa kabel sehingga mudah dibawa ataupun berpindah tempat (bukan komputasi nirkabel). Contoh perangkatnya adalah GPS, tipenya semisal smartphone, dan lain sebagainya.

2. Grid Computing

Pada Grid Computing, komputasinya menggunakan komputer yang terpisah oleh geografis, lalu didistribusikan dan terhubung dengan jaringan untuk menyelesaikan masalah komputasi yang berskala besar.  Contohnya :

• E-Learning (contohnya Access Grid)

• Visualization

• Medical Images (contohnya e DiaMoND project)

• Computer-Aided Drug Discovery (contohnya Molecular Modeling Laboratory di University of North Carolina)

3. Cloud Computing

Cloud computing merupakan gabungan dari pemanfaatan komputasi dan pengembangan berbasis Internet. Cloud Computing adalah suatu metode komputasi dimana kapabilitas terkait teknologi informasi disajikan sebagai suatu layanan, sehingga pengguna dapat mengaksesnya lewat Internet tanpa mengetahui apa yang ada didalamnya, ahli dengannya, atau memiliki kendali terhadap infrastruktur teknologi yang membantunya. Contohnya : Google Drive, iCloud, Windows Azure.

 

Yang membedakan ketiganya yaitu :

1. Dari segi teknologi yang digunakan, komputasi grid dan cloud menggunakan komputer sedangkan Komputasi mobile menggunakan handphone .

2. Dari segi biaya untuk tenaga komputasi, komputasi grid dan cloud lebih murah dibandingkan dengan komputasi mobile  .

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

4. Dari segi proses, untuk komputasi cloud prosesnya membutuhkan jaringan internet sebagai penghubungnya, komputasi grid proses tergantung pengguna mendapatkan server atau tidak, dan komputasi mobile proses tergantung si pengguna.

 

 

Model Komputasi

Komputasi modern memiliki tiga model dasar komputasional yaitu fungsional, logika, dan imperatif. Sebagai tambahan terhadap satuan nilai-nilai dan operasi yang berhubungan, masing-masing model komputasional mempunyai satu set operasi yang digunakan untuk menggambarkan komputasi.

1. Model Fungsionalitas
   Model fungsionalitas terdiri dari satu set nilai-nilai, fungsi-fungsi dan operasi aplikasi fungsi dan komposisi fungsi. Fungsi dapat mengambil fungsi lain sebagai argumentasi dan mengembalikan fungsi sebagai hasil (higher-order function). Suatu program adalah koleksi definisi fungsi-fungsi dan suatu komputasi adalah aplikasi fungsi.

2. Model Logika
   Model logika terdiri dari satu set nilai-nilai, definisi hubungan dan kesimpulan logis. Program terdiri dari definisi hubungan dan suatu komputasi adalah suatu bukti(suatu urutan kesimpulan).

3. Model Imperative
   Model imperatif terdiri dari satu set nilai-nilai yang mencakup suatu keadaan dan operasi tugas untuk memodifikasi pernyataan. Pernyataan adalah set pasangan nilai-nama dari konstanta dan variabel. Program terdiri dari urutan tugas dan suatu komputasi terdiri dari urutan pernyataan.

Contoh Implementasi :

• Bidang Fisika

Implementasi pada bidang Fisika ada Computational Physics yang mempelajari suatu gabungan antara Fisika, Komputer Sains dan Matematika Terapan untuk memberikan solusi pada kejadian dan masalah yang kompleks pada dunia nyata, baik dengan menggunakan simulasi juga penggunaan algoritma yang tepat.

Contoh : sebagai pemecahan masalah di bidang fisika seperti projectile parabola dan simulasi gerak

• Bidang Matematika

Pada bidang Matematika terdapat Numerical Analysis yaitu sebuah algoritma dipakai untuk menganalisa masalah – masalah matematika.

Contoh : Algoritma yang sering kita pakai pada saat membuat Program atau Aplikasi.

• Bidang Kimia

Pada bidang kimia ada Computational Chemistry yaitu penggunaan ilmu komputer untuk  membantu menyelesaikan masalah kimia, contohnya penggunaan super komputer untuk menghitung struktur dan sifat molekul.

contoh : Website “Expanding the limits of computational chemistry” Website ini contoh penerapan dan pengembangan dari komputasi kimia dimana terdapat info tentang apa yang mereka kerjakan pada bidang tersebut dan juga menyediakan software pembantu bagi mereka yang ingin memperdalam ilmu di bidang Komputasi kimia.

• Bidang Ekonomi

Pada bidang Ekonomi terdapat Computational Economics yang mempelajari titik pertemuan antara ilmu ekonomi dan ilmu komputer mencakup komputasi keuangan, statistika, pemrograman yang didesain khusus untuk komputasi ekonomi dan pengembangan alat bantu untuk pendidikan ekonomi.

Contoh : Paypal dan Ovo merupakan implementasi dari computational Economic yang memegang peran pada bidang keuangan

• Bidang Geologi

Pada bidang geologi teori komputasi biasanya digunakan untuk pertambangan, sebuah sistem komputer digunakan untuk menganalisa bahan-bahan mineral dan barang tambang yang terdapat di dalam tanah.

Contoh : ArcGIS  adalah  salah  satu  software  yang  dikembangkan  oleh  ESRI  (Environment  Science & Research Institute) yang merupakan kompilasi fungsi- fungsi dari berbagai macam software GIS yang berbeda seperti GIS desktop, server, dan GIS berbasis web.

• Bidang Geografi

Pada bidang Geografi biasanya digunakan untuk peramalan cuaca, di Indonesia khususnya ada salah satu instansi Negara dengan nama BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) yakni instansi negara yang meneliti mengamati tentang Meteorologi, Klimatologi kualitas udara dan Geofisika supaya tetap sesuai dengan perundang undangan yang berlaku di Indonesia.

Read More

Cloud Computing, Grid Computing, Virtualisasi | Komputasi Modern

                                                                     MAKALAH

KOMPUTASI MODERN

(Teknik Informatika)

NAMA KELOMPOK :

        Alfharizky Fauzi         (50417462)

        Farhan Meditama Gunawan (52417187)

        Fadhil Ispan Habib (52417026)

        Ricky Widianto         (55417145)

UNIVERSITAS GUNADARMA

Fakultas Teknologi Industri

Teknik Informatika

2021

Cloud Computing

Komputasi Awan (cloud computing) merupakan suatu teknologi yang memberikan layanan yang bisa dimanfaatkan atau diakses oleh pelanggannya melalui jaringan internet. Istilah "Cloud" merujuk pada simbol awan yang di dunia teknologi informasi digunakan untuk menggambarkan jaringan internet. Komputasi awan memungkinkan pengguna untuk menggunakan aplikasi tanpa instalasi dan mengakses file pribadi mereka di setiap device dengan akses Internet. 

Contoh cloud computing:

• 1. Software as a Service (SaaS)

Layanan yang sudah tersedia platform dan infrastrukturnya. Pengguna dapat langsung menggunakannya tanpa perlu memikirkan lisensi. Pengguna dapat menggunakannya kapanpun dan dimanapun. Contoh SaaS adalah Google Mail, Linkedin, Twitter, Facebook, dan lain-lain.

• 2. Platform as a Service (PaaS)

Layanan yang sudah tersedia platformnya. Pengguna dapat mengontrol pengoperasian aplikasinya dan berfokus pada pengembangan aplikasinya tanpa harus memikirkan sistem operasi, database, jaringan. Contoh dari PaaS adalah Microsoft Azure Investment,Google AP Engine, dan lain-lain.

• 3. Infrastructure as a Service (IaaS)

Layanan yang sudah tersedia infrastrukturnya seperti storage dan jaringan. Pengguna memiliki akses untuk konfigurasi  secara virtual sehingga memiliki kontrol terhadap sistem dan aplikasinya. Contoh dari IaaS adalah TelkomCloud,  Amazon Web Service, Simple Storage Service, dan lain-lain.

Cara Kerja Cloud Computing 

Sistem Cloud bekerja menggunakan internet sebagai server dalam mengolah data.Sistem pengguna untuk login ke internet yang tersambung ke program untuk menjalankan aplikasi yang dibutuhkan tanpa melakukan instalasi.Infrastuktur seperti media penyimpanan data dan juga instruksi/perintah dari pengguna disimpan secara virtual melalui jaringan internet kemudian perintah – perintah tersebut dilanjutkan ke server aplikasi. Setelah perintah diterima di server aplikasi kemudian data diproses dan pada proses final pengguna akan disajikan dengan halaman yang telah di perbaharui sesuai dengan instruksi yang diterima sebelumnya sehingga konsumen dapat meraskan manfaatnya. Contohnya lewat penggunaan email seperti yahoo ataupun gmail.Data dibeberapa server diintegrasikan secara global tanpa harus mendownload software untuk menggunakannya.Pengguna hanya memerlukan koneksi internet dan semua data dikelola langdung oleh yahoo dan juga google. Software dan juga memori atas data pengguna tidak berada di computer tetapi integrasi secara langsung melalui system cloud menggunakan yang terhubung ke internet. 

Struktur komputasi awan

Selanjutnya, masuk pada materi pembahasan mengenai struktur apa saja yang dimiliki oleh komputasi awan.

1. Computer front end

Computer front end merupakan komputer desktop yang muncul pada halaman depan interface (antarmuka). Yang mana, dalam hal ini merupakan sisi dari client dan sistem cloud computing. Yang kemudian akan disesuaikan dengan kebutuhan fungsi dari setiap interface -nya.

2. Computer back end

Computer back end adalah komputer untuk melayani kebutuhan penyimpanan data dalam jumlah yang besar, contohnya adalah komputer server dan data center. Biasanya, computer back end menangani kinerja dan kebutuhan pengelolaan basis data berkapasitas tinggi.

3. Computer front and back end (Hybrid)

Struktur yang ketiga ini berfungsi untuk menghubungkan antara dua komputer diatas. Dimana, memungkinkan untuk dapat bertukar informasi dan data secara cepat dan akurat. Contoh dari device ini adalah LAN (Local Area Network) dan Internet.

Fungsi dari cloud computing

Terdapat banyak sekali fungsi yang dimiliki oleh komputasi awan, berikut ini kami merangkum menjadi tiga fungsi utama dari penggunaan cloud computing untuk membantu aktivitas pengguna.

1. Meningkatkan kapasitas penyimpanan data

Dengan menggunakan komputasi awan, maka kapasitas penyimpanan menjadi lebih lebih besar daripada anda menggunakan penyimpanan dalam sebuah perangkat misalnya flashdisk, hardisk, dan lain sebagainya. Teknologi cloud dapat menyimpan berbagai informasi anda dengan bantuan media internet. 

Jadi informasi anda akan tersimpan di dalam database internet yang menggunakan teknologi big data. Contoh dari penggunaan penyimpanan berbasis cloud, adalah Google Cloud.

2. Meningkatkan kinerja stakeholder

Fungsi yang kedua, dengan menggunakan penyimpanan berbasis cloud, maka kinerja dari setiap pemangku kepentingan sebuah bisnis akan menjadi lebih produktif dan optimal. Dimana, setiap tim atau departemen dapat saling terhubung dalam waktu yang bersamaan dan dapat menghemat resource yang ada. 

3. Mendapatkan pembaharuan sistem secara berkala (up to date)

Fungsi yang ketiga ini merupakan keunggulan dan ciri khas dari cloud computing. Dimana, untuk mengatasi berbagai kekurangan yang ada dan mengikuti perkembangan trend di era teknologi berbasis digital, maka sistem akan terus melakukan pembaharuan basis data secara berkala. 

Update tersebut memiliki tujuan untuk meningkatkan keamanan, kemudian meningkatkan fitur untuk memberikan pengalaman yang lebih baik kepada pengguna internet di seluruh dunia. Sehingga, setiap proses penyimpanan menjadi lebih aman, efektif, dan mempunyai kredibilitas yang tinggi.

Jenis – jenis dari teknologi cloud computing

Setelah mengetahui pengertian dan fungsi dari cloud computing, selanjutnya masuk pada jenis atau tipe – tipe dari teknologi cloud computing. Jika dilihat dari sistem penggunaan atau hak aksesnya, komputasi awan terbagi menjadi empat jenis, berikut merupakan penjelasannya.

1. Public cloud

Public cloud computing adalah penyimpanan setiap data dan informasi pada media internet dengan model layanan yang menggunakan hak akses secara publik. Yang berarti, anda dapat menggunakan setiap fitur dan layanan secara gratis dan tidak memerlukan biaya.

Contoh dari public cloud computing sendiri adalah media sosial, seperti Facebook, Twitter, Instagram, Youtube, dan lain – lain. Kemudian, pada layanan berbasis email, adalah Gmail, Yahoo, dan Hotmail. Akan tetapi, public cloud juga memiliki kelemahan, yaitu sistem keamanan yang mudah diretas dan mengambil data personal user untuk diperjualbelikan.

2. Private cloud

Private cloud merupakan pemakaian teknologi cloud untuk kepentingan suatu organisasi atau perusahaan saja yang bersifat private. Biasanya, digunakan untuk kebutuhan bisnis agar lebih mudah dan cepat dalam menghubungkan komunikasi antar tim.

Untuk penerapannya sendiri hanya dapat digunakan oleh stakeholder dalam perusahaan atau organisasi yang sama. Maka dari itu, private cloud computing memiliki sistem keamanan yang lebih baik daripada public cloud computing.

3. Community cloud

Community cloud merupakan sistem penyimpanan berbasis awan yang digunakan untuk kepentingan sebuah komunitas atau institusi. Community cloud dapat dikelola secara internal maupun menggunakan bantuan pihak ketiga, sehingga dapat meminimalisir biaya yang dikeluarkan dan dapat ditanggung oleh kedua belah pihak.

4. Hybrid cloud

Hybrid cloud adalah gabungan dari private dan public cloud computing, yang mana layanan ini biasanya diterapkan pada sebuah institusi. Layanan ini juga termasuk ke dalam Business to Business (B2B) dan Business to Consumer (B2C).

Manfaat Cloud Computing

 a. Semua Data Tersimpan Di Server Secara Terpusat

 Memungkinkan pengguna pengguna untuk menyimpan data secara terpusat disatu server

berdasarkan layanan yang disediakan oleh penyedia layanan cloud computing itu sendiri.

Selain itu, pengguna juga tak perlu repot repot lagi menyediakan infrastruktur seperti data

center, media penyimpanan/storage karena semua telah tersedia secara virtual.

 b. Keamanan Data

Keamanan data pengguna dapat disimpan dengan aman lewat server yang yang disediakan

oleh penyedia layanan cloud computing seperti jaminan platform teknologi, jaminan ISO,

data pribadi dll.

c. Fleksibilitas Dan Skabilitas Yang Tinggi

Teknologi cloud menawarkan fleksibilitas dengan kemudahan data kases, kapan dan dimana

pun kita berada dengan catatan bahwa pengguna (user) terkoneksi dengan internet. Selain itu pengguna dapat dengan mudah meningkatkan atau mengurangi kapasitas penyimpanan data tanpa perlu membeli peralatan tambahan seperti hardisk.Bahkan salah satu praktisi IT

kenamaan dunia, mendiang Steve Jobs mengatakn bahwa membeli memori fidik untuk

menyimpan data.

d. Investasi Jangka Panjang

Penghematan biaya akan pembelian inventaris seperti infrastruktur, hardisk, dll akan

berkurang dikarenakan pengguna akan dikenakan biaya per bulan sesuai dengan paket

layanan yang tersedia yang disepakati dengan penyedia layanan cloud computing. Biaya

royalti atas lisensi software juga bisa dikurangi karena semua telah dijalankan lewat

komputasi berbasis cloud.

Ada 3  model pengiriman (delivery) dalam komputasi awan: (1) Software as a Service (SaaS), (2) Platform as a Service (PaaS), dan (3) Infrastructure as a Service (IaaS). SaaS merupakan layanan untuk menggunakan aplikasi yang telah disediakan – penyedia layanan mengelola platform dan infrastruktur yang menjalankan aplikasi tersebut. PaaS merupakan layanan untuk menggunakan platform yang telah disediakan – pengembang fokus pada aplikasi yang dibuat tanpa memikirkan tentang pemeliharaan platform. IaaS merupakan layanan untuk menggunakan infrastruktur yang telah disediakan.

 

Perusahaan Yang Menggunakan AWS

ADOBE

Founded: 1982 Headquarters: San Jose, California, Pendapatan: $11 milyar

Dikenal dengan perangkat lunak kreatif mereka, Adobe terintegrasi erat dengan AWS. Produk mereka termasuk Photoshop, Illustrator dan InDesign - penting untuk seniman digital - di samping Acrobat PDF-viewer. AWS membantu Adobe menawarkan lingkungan operasi multi-terabyte untuk pengguna.

AIRBNB

Founded: 2008 Headquarters: San Francisco, California, Pendapatan: $2 milyar

Merevolusi pasar liburan, Airbnb mengizinkan siapa pun menawarkan akomodasi di rumah mereka. Digunakan di lebih dari 191 negara, dengan 150 juta pengguna, Airbnb membutuhkan layanan cloud yang meningkat dengan cepat. Perusahaan mulai menggunakan AWS setahun setelah peluncuran, karena kemudahan dan fleksibilitasnya.

DISNEY

Founded: 1923 Headquarters: Burbank, California, Pendapatan: $69 milyar

Seperti yang bisa Anda bayangkan, House of Mouse berurusan dengan banyak data. Dari streaming film dan televisi baru, hingga mengatur konten selama hampir satu abad, hingga menjalankan taman dan resornya, integrasi Disney dengan AWS telah memungkinkannya untuk memahami dunia informasi.

EPIC GAMES

Founded: 1991 Headquarters: Cary, North Carolina, Pendapatan: $4.2 milyar

Pembuat video game populer Fortnite adalah pelanggan besar AWS. Untuk mengatasi skala dan popularitas Fortnite, AWS secara efektif harus membangun pusat data baru. Ini membantu jutaan gamer, yang terhubung di seluruh dunia, menikmati pengalaman bermain game secepat kilat.

MCDONALD’S

Founded: 1955 Headquarters: San Bernardino, California, Pendapatan: $21 milyar

Raksasa makanan cepat saji Amerika ini telah mengalami transformasi digital, memasang kios, papan menu digital, dan aplikasi seluler. Dari membagi personalisasi pelanggan, hingga memastikan keamanan data, perusahaan menggunakan AWS untuk membantunya menjadi perusahaan yang lebih progresif dan menguntungkan.

NASA

Founded: 1958 Headquarters: Washington, D. C., Pendapatan: $22 milyar

Jika Anda memerlukan bukti apa pun bahwa AWS adalah yang paling mutakhir, lihat penggunaannya oleh NASA. Badan antariksa Amerika menggunakan AWS untuk membantu menyatukan citra, rekaman audio, dan video selama puluhan tahun. Pustaka Gambar dan Video mereka diluncurkan pada tahun 2017, membuat semua media dapat diakses dari satu lokasi yang aman.

NETFLIX

Founded: 1997 Headquarters: Los Gatos, California, Pendapatan: $20 milyar

Hampir 200 juta orang memiliki Netflix, dan pada 2016 perusahaan menyelesaikan migrasi total ke cloud. Netflix menggunakan AWS untuk hampir semua hal - transcoding video, mesin rekomendasi, dan analitik. Ini membantu mereka menanggapi masalah lebih cepat, untuk pengalaman pengguna yang lebih baik.

PINTEREST

Founded: 2010 Headquarters: San Francisco, California, Pendapatan: $1.45 milyar

Salah satu situs media sosial paling populer di dunia, Pinterest membantu 300 juta pengguna mengatur ide pada pinboard virtual. Pinterest memiliki kesepakatan dengan AWS - mereka harus membelanjakan setidaknya $ 750 juta dengan mereka - untuk membantu pertumbuhan besar-besaran dalam kebutuhan pengguna, penyimpanan, dan komputasi.

REDDIT

Founded: 2005 Headquarters: San Francisco, California, Pendapatan: $119 juta

Meskipun salah satu perusahaan kecil (berdasarkan pendapatan) yang menggunakan AWS, Reddit tetap merupakan salah satu nama terbesar di internet. AWS membantu perusahaan menjadi tuan rumah dan mengatur ribuan kategori diskusi, memungkinkannya meningkatkan penggunaan cloud untuk memenuhi pertumbuhan yang belum pernah terjadi sebelumnya.

SAMSUNG

Founded: 1938 Headquarters: Seoul, Pendapatan: $211 milyar

Selalu di garis depan teknologi, Samsung adalah salah satu produsen perangkat elektronik terbesar di dunia. Sebelumnya pada tahun 2020, Samsung mendemonstrasikan teknologi komunikasi mutakhir baru untuk penanggap pertama dalam keadaan darurat, yang didukung oleh platform cloud AWS.

UNILEVER

Founded: 1929 Headquarters: London, Pendapatan: €51.980 milyar

Mencakup 400+ merek, termasuk Lynx, Dove, dan Marmite, Unilever adalah raksasa produk kecantikan, makanan, dan rumah tangga. Bermigrasi ke cloud AWS membantu Unilever menstandarkan proses mereka - banyak dari properti web mereka sebelumnya dihosting secara internal, semuanya pada platform yang berbeda.

pengantar komputasi GRID

1. Pengertian Grid Computing

Komputasi Grid adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar. Grid computing merupakan cabang dari distributed computing.Grid komputer memiliki perbedaan yang lebih menonjol dan di terapakan pada sisi infrastruktur dari penyelesaian suatu proses. Grid computing adalah suatu bentuk cluster (gabungan) komputer-komputer yang cenderung tak terikat batasan geografi. Di sisi lain, cluster selalu diimplementasikan dalam satu tempat dengan menggabungkan banyak komputer lewat jaringan.

Grid Computing erat kaitannya dengan metode komputasi paralel. Metode ini dapat membagi kerja komputer menjadi beberapa bagian sehingga, tidak memberatkan kerja komputer itu sendiri dan mempercepat kerja komputer.

Grid Computing memanfaatkan kekuatan pengolahan berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses untuk menghitung satu pekerjaan. Pekerjaan itu sendiri dikontrol oleh satu komputer utama, dan dipecah menjadi beberapa tugas yang dapat dilaksanakan secara bersamaan pada komputer yang berbeda. Tugas-tugas ini tidak perlu saling eksklusif, sebagai tugas lengkap pada berbagai unit komputasi, hasil dikirim kembali ke unit pengendali, yang kemudian  membentuk keluaran kohesif. Salah satu komponen yang terpenting juga dalam grid computing adalah konektifitas atau jaringan.

Jenis-jenis Grid Computing

Ada beberapa jenis grid yang dapat diketahui, di antaranya:

1. Computational Grid, Komputasi menyediakan paket yang aman ke sumber daya pemrosesan bersama sesuai aplikasi throughput tinggi dan komputasi intensif.

2. Data Grid, Menyediakan infrastruktur untuk mendukung penyimpanan, penanganan, publikasi dan manipulasi data dengan volume yang besar, dimana di simpan dalam database dan sistem file yang heterogen.

3. Collaboration Grid, Kolaborasi dalam penggunaan grid yang memungkinkan Perusahan dengan Perusahaan lainnya dapat mengerjakan komponen dalam satu proyek tanpa mengungkapkan teknologi milik mereka.

4. Network Grid, Jaringan grid menyediakan layanan komunikasi berkinerja tinggi, dimana setiap node berfungsi sebagai Router data antar titik komunikasi, selain itu menyediakan data caching dan fasilitas lainnya.

5. Utility Grid, layanan utama yang disediakan oleh jaringan utilitas adalah perangkat lunak dan khusus.

Konsep Grid Computing

Beberapa konsep dasar dari grid computing :

1. Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal.

2. Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda, mencakup Sumber daya komputasi dikelola oleh sistem batch berbeda, Sistem storage berbeda pada node berbeda, Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user yang sama pada sumber daya berbeda pada Grid.

3. Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah

4. Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik, di internet)

5. Tiga hal yang di-,sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan / layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high throughput computing dibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer.

 

1. 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. Suatu Sistem 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.

Komponen Grid Computing

Komponen-komponen grid computing adalah:

• Gram (Grid Resources Allocation & Management)

Komponen ini dibuat untuk mengatur seluruh sumberdaya komputasi yang tersedia dalam sebuah sistem komputasi grid. Pengaturan ini termasuk eksekusi program pada seluruh komputer yang tergabung dalam sistem komputasi grid, mulai dari inisiasi, monitoring, sampai dengan penjadwalan dan koordinasi antar proses yang terjadi dalam sistem tersebut. Juga dapat berkoordinasi dengan sistem-sistem pengaturan sumber daya yang telah ada sebelumnya. Dengan mekanisme ini program-program yang telah dibuat sebelumnya tidak perlu dibangun ulang atau bila dimodifikasi, modifikasinya minimum.

• RFT/GridFTP (Reliable File Transfer/Grid File Transfer Protocol)

Komponen ini dibuat agar pengguna dapat mengakses data yang berukuran besar dari semua simpul komputasi yang telah tergabung dalam sebuah sistem komputasi secara efisien. Hal ini tentu saja berpengaruh karena kinerja komputasi tidak hanya bergantung pada kecepatan komputer yang tergabung dalam mengeksekusi program, tapi juga seberapa cepat data yang dibutuhkan dapat diakses. Data yang diakses juga tidak selalu ada pada komputer yang mengeksekusi.

• MDS (Monitoring and Discovery Services)

Komponen ini dibuat untuk memonitoring proses komputasi yang sedang dijalankan agar dapat mendeteksi masalah yang timbul dengan segera.  Sedangkan fungsi disovery dibuat agar pengguna mampu mengetahui keberadaan sumber daya komputasi beserta karakteristiknya.

• GSI (Grid Security Infrastructure)

Komponen ini dibuat untuk mengamankan sistem komputasi grid secara keseluruhan. Komponen ini membedakan teknologi GT4 dengan teknologi-teknologi sebelumnya. Dengan menerapkan mekanisme keamanan yang tergabung dengan komponen-komponen komputasi grid lainnya, sistem ini dapat diakses secara luas tanpa sedikitpun mengurangi tingkat keamanannya. Sistem keamanan ini dibangun dengan segala komponen yang telah diuji, mencakup proteksi data, autentikasi, delegasi dan autorisasi.

Syarat membuat Komputasi

Lalu sistem terciptanya komputasi membutuhkan beberapa syarat, di antaranya:

1. Terdapat satu komputer Server, jenis komputer yang menangani permasalahan administratif sebuah sistem, seperti aplikasi dan Server Web.

2. Jaringan komputer sebagai penggerak jaringan komputasi.

3. Middmalware, atau sekumpulan perangkat lunak komputer yang dapat menjalankan proses dan aplikasi di seluruh jaringan terhubung.

Kelemahan Dan Kelebihan Grid Computing

Kelebihan Grid Computing

Beberapa kelebihan dari grid computing adalah:

• Perkalian dari sumber daya: Resource pool dari CPU dan storage tersedia ketika idle.

• Lebih cepat dan lebih besar: Komputasi simulasi dan penyelesaian masalah dapat berjalan lebih cepat dan mencakup domain yang lebih luas.

• Software dan aplikasi: Pool dari aplikasi dan pustaka standard,  akses terhadap model dan perangkat berbeda, metodologi penelitian yang lebih baik.

• Data: Akses terhadap sumber data global dan hasil penelitian lebih baik.

• Ukuran dan kompleksitas dari masalah mengharuskan orang-orang dalam beberapa organisasi berkolaborasi dan berbagi sumber daya komputasi, data dan instrumen sehingga terwujud bentuk organisasi baru yaitu virtual organization.

Kekurangan Grid Computing

Kekurangan pada grid computing yang lebih ditekankan disini adalah mengenai hambatan yang dialami oleh masyarakat Indonesia dalam mengaplikasikan teknologi grid computing. Hambatan-hambatan tersebut adalah sebagai berikut :

• Manajemen institusi  yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yang lebih besar bagi masyarakat luas.

• Masih sedikitnya sumber daya manusia yang  kompeten dalam mengelola grid computing.

• Kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari grid computing itu sendiri.

Virtualisasi

Dalam ilmu komputer, virtualisasi (bahasa Inggris: virtualization) adalah istilah umum yang mengacu kepada abstraksi dari sumber daya komputer. Definisi lainnya adalah “sebuah teknik untuk menyembunyikan karakteristik fisik dari sumber daya komputer dari bagaimana cara sistem lain, aplikasi atau pengguna berinteraksi dengan sumber daya tersebut. Hal ini termasuk membuat sebuah sumber daya tunggal (seperti server, sebuah sistem operasi, sebuah aplikasi, atau peralatan penyimpanan terlihat berfungsi sebagai beberapa sumber daya logikal; atau dapat juga termasuk definisi untuk membuat beberapa sumber daya fisik (seperti beberapa peralatan penyimpanan atau server) terlihat sebagai satu sumber daya logikal.”

1. Fungsi Virtualisasi

Secara umum fungsi virtualisasi data center adalah sebagai berikut.

1. Pengurangan Biaya Investasi Hardware.

2. Kemudahan Backup & Recovery.

3. Kemudahan Deployment.

4. Mengurangi Panas.

5. Mengurangi Biaya Space.

6. Kemudahan Maintenance & Pengelolaan.

7. Standarisasi Hardware.

8. Kemudahan Replacement.

Dalam teknologi virtualisasi sebuah server dipecah kedalam virtual environment , dan setiap virtual environment dapat diinstall sistem operasi yang berbeda dari sistem operasi server fisik atau sistem operasi dari virtual environment lain nya. Ketiaka Virtual environment berjalan dia tidak tau tentang resource yang digunakan sehingga dalam teknologi virtualisasi diperlukan sebuah Hypervisor yang mengkoordinasi komunikasi dan instruksi antara virtual environment dengan resource fisik / psical resource. Hypervisor inilah yang dipegang oleh administrator dari sebuah server yang mengimplementasikan teknologi virtualisasi untuk mengatur virtual environment.

Ada 2 jenis Hypervisor dalam dunia virtualisasi saat ini :

1. Hypervisor Type 1 (Bare Metal Hypervisor)

Dikatakan Bare Metal hypervisor karena hypervisor ini mengakses langsung hardaware fisik tanpa bantuan sistem operasi, dan biasnaya untuk menggunakan hypervisor type 1 kita harus menginstall hypervisor sebagai sistem operasi (Bukan diinstall dalam sistem operasi).

Contoh  Hypervisor Type 1  diantaranya : KVM , Red hat Enterprise Virtualisation (RHEV),XEN/Citrix XenServer,Hyper-V,VMware vSphere/ESX

2. Hypervisor Type 2 (Hosted Hypervisor)

Jenis Hypervisor ini memerlukan sistem operasi untuk berjalan, karena jenis hyper visor ini berjalan diatas sistem operasi.

Contoh Hypervisor Type 2 diantaranya : VMware Work station , VMware Player ,Virtual Box

Jenis dan Tipe Virtualisasi

Pembagian berikut ini  berdasarkan hasil akhir dari penerapan teknologi virtualisasi, walau dalam prakteknya akan sangat komplek dan hampir mirip dalam konfigurasi.Untuk saat ini implementasi virtualisasi dalam dunia komputer  dapat dikategorikan sebagai berikut :

1. Virtualisasi Server

Virtualisasi Server adalah penggunaan teknologi virtualisasi dengan tujuan untuk memecah resource fisik server kedalam beberapa  Virtual server yang nantinya akan diinstall berbagai macam sistem operasi sesuai kebutuhan atau bisa juga virtual server ini dijual /disewakan oleh pihak hosting, kita sering mendengarnya dengan istilah VPS (Virtual Private Server).

2. Virtualisasi Desktop

Virtualisasi desktop merupakan teknologi software yang memisahkan desktop environment dan aplikasi desktop yang terinstall dengan resource fisik ketika desktop diakses oleh user. Virtualisasi desktop biasanya digunakan bebarengan dengan virtualisasi aplikasi dan user provile  management systems atau sekarang lebih dikenal dengan “Virtualisasi User” dimana dalam 1 komputer bisa diakses oleh ratusan user dalam 1 waktu tanpa mengganggu user lain nya. Virtualisasi user atau desktop bisa diakses menggunakan remote desktop atau menggunakan cloud interface /browser sehingga lebih flexible.

3. Virtualisasi Aplikasi

Virtualisasi aplikasi memungkinkan kita untuk menjalankan sebuah aplikasi tanpa harus menginstall aplikasi tersebut bahkan bisa menjalankan nya secara remote dengan menggunakan web interface atau cloud interface. Pada dasarnya aplikasi akan dibungkus kedalam sebuah runtime environment (seperti virtual machine) dan ketika aplikasi dijalankan aplikasi tersebut berjalan diatas virtual environment yang telah di bundle bersamanya yang menjadikan aplikasi menjadi portable. Virtual environment akan berjalan diatas sistem operasi dan aplikasi berjalan diatas virtual environment sehingga aplikasi benar-benar terisolasi dari OS fisik.

Ada beberapa pilihan/metode akses user  ke virtual aplikasi antara lain :

• User mengakses  virtual aplikasi yang telah diintegrasikan dengan webserver melelui web browser atau cloud interface (streaming)

• User mengkopi aplikasi yang sudah dibundle dengan runtime environment (yang menjadikan aplikasi ini portable tanpa perlu install) dan mengekseskusinya langsung di mesin yang dia miliki/pakai tanpa install dan setting apapun
  Ada beberapa produk yang digunakan untuk membuat Virtualisasi aplikasi antara lain : Microsoft App-V, VMware Thinapp,Symantec Workspace Virtualization,Spoon,Cameyo

1. Virtualisasi Network

Virtualisasi network merupakan proses penggabungan network hardware dan software kedalam satu virtual unit(Network Server) yang menyediakan container yang berfungsi seperti halnya perangkat network fisik. virtualisasi network biasanya digunakan oleh developer untuk mengetest sistem dan aplikasi yang sedang dikembangkannya.

 

2. Virtualisasi Storage

Virtualisasi storage menyediakan media penyimpan (storage) yang terisolasi (terpisah dari resource fisik),aman dan mudah dalam fail over dan backup. salah satu contoh implementasi virtualisasi storage yang gampang kita lihat adalah fasilitas cloud storage seperti DropBox dan Google drive yang menyediakan /menyewakan cloud storage bagi pelanggannya dengan menawarkan flexibilitas dimana user bisa mengakses storage kapanpun dan dimanapun.

Pengantar Komputasi Cloud | Be A Smart (wordpress.com)

https://sis.binus.ac.id/2016/12/16/cloud-computing/

https://digitaldimensions.com/blog/big-companies-who-use-aws/

 

 

 

 

 

 

Read More