GRID COMPUTING

• Latar Belakang 

Seiring perkembangan jaman, dimana teknologi komputer sangat dibutuhkan untuk memecahkan suatu masalah baik dalam skala besar maupun skala kecil. Misalnya dalam penyelesaian masalah besar seperti perhitungan intensif perkiraan cuaca dan lainnya dibutuhkan sumber daya komputasi yang berkinerja tinggi (atau juga dikenal dengan sebutan high performance computing). Contohnya seperti Supercomputer dan  Multicomputer. Pada super computer yang memiliki spesifikasi yang bekinerja tinggi, namun untuk memenuhi komputer yang berspesifikasi seperti itu dibutuhkan komponen-komponen yang sesuai dengan kinerja komputer tersebut. Padahal komponen-komponen yang seperti itu hanya bisa didapatkan dengan harga yang relatif tinggi, sehingga hanya sedikit dari peneliti yang dapat memilikinya / menggunakannya. Dalam perkembangannya sistem komputasi dari sisi perangkat lunak maupun perangkat keras yang berkinerja tinggi sangat dibutuhkan oleh user atau  pengguna. Pengguna tidak lagi harus menggunakan super computer dengan harga yang mahal tetapi cukup dengan gridcomputing, semua layanan yang ada pada superkomputer dapat dipenuhi pada gridcomputing, apalagi dengan adanya sumber informasi yang saling terhubung maka akan meningkatkan kinerja gridcomputing.

Sedangkan untuk multi komputer di mana merupakan suatu sistem komputer yang terkoneksi dalam suatu jaringan. Multi komputer lebih terjangkau dibandingkan dengan super komputer. Tetapi banyak kelemahan dibandingkan super komputer maupun gridcomputing yaitu dalam hal pemakaiannya yang tebatas .Selain itu sistem komputer ini, masih menggunakan sisten jaringan umum yaitu lokal jaringan(LAN). Seperti yang telah kita ketahui dalam sistem jaringan LAN banyak kelemahan yang terdapat di dalamnya. Salah satunya kelemahan utamanya adalah dalam jaminan keamanan jaringan. Selain itu kelemahan dari sistem multikomputer adalah perangkat  lunak yang terdapat di multi komputer yang memungkinkan komputer bekerja dalam satu kesatuan yang memilikmi spesifikasi rumit , sehingga user atau pengguna harus mempunyai suatu keahlian khusus dalam  pemanfaatan sistem komputer tersebut.

Dari permasalahan diatas , maka perlu dicarikan suatu solusi dimana suatu sistem komputer yang memenuhi kriteria seperti harga yang terjangkau , keamanan terjamin, mudah digunakan dan tentu dengan sistem kinerja yang tinggi .Salah satu yang ditawarkan adalah gridcomputing.

• Metode Grid Computing

Globus  Toolkit  adalah  sebuah  toolkit  perangkat  lunak  yang  dikembangkan  oleh  The  Globus  Allianceyang dapat digunakan untuk membangun sistem grid computing. Versi terbaru Globus Toolkit saat ini adalah versi 6.0  (GT6). Globus Toolkit bersifat service oriented  architecture, dan memanfaatkan banyak komponen Web Services yang meliputi  XML  (Extensible  Markup Language), SOAP (Simple Object  Access  Protocol), dan WSDL (Web Services Definition Language) [4]. Komponen utama Globus Toolkit terdiri dari empat bagian yaitu  1) Execution  Management:  Komponen  ini  bertanggung  jawab  dalam  mengatur  bagaimana  eksekusidilakukan  di  atas  sumberdaya-sumberdaya  komputasi  yang  tersedia  di  dalam  sistem  grid  computing.Pengelolaan  ini  mencakup  eksekusi  program,  mulai  dari  inisiasi,  monitoring,  sampai  penjadwalan  dankoordinasi antar-proses.2) Data  Management:  Komponen  ini  bertanggungjawab  menyediakan  mekanisme  akses  bagi  penggunauntuk  mengakses  data  berukuran besar  dari  sumberdaya komputasi  di  dalam sistem  grid  computing secaraefisien dan reliable.3) Monitoring  and Discovery:  Komponen  ini bertanggungjawab  menyediakan  mekanisme  bagi  penggunasistem agar dapat melakukan monitoring terhadap proses komputasi yang sedang dijalankan, sehingga apabilaada masalah  yang timbul dapat segera diketahui dan dicari solusinya. Komponen ini juga bertanggung jawabmenyediakan mekanisme agar pengguna dapat dengan mudah menemukan serta mengidentifikasi keberadaansuatu  sumberdaya  komputasi berikut  karakteristiknya,  secara  otomatis  dan  real time.  Apabila  ditambahkansumberdaya  baru  ke  dalam  sebuah  sistem  grid,  sumberdaya  itu  harus  dapat  segera  diidentifikasi  denganmudah oleh para pengguna sistem.4)Security: GSI (Grid Security Infrastructure): Komponen ini bertanggung jawab atas keamanan sistem gridcomputing  secara keseluruhan.  Komponen  ini  pula  yang  merupakan  salah  satu  ciri  khas  teknologi  GlobusToolkit,  yang  membedakannya  dengan  teknologi-teknologi  pendahulunya  seperti  PVM  atau  MPI.  Denganditerapkannya mekanisme keamanan yang terintegrasi dengan komponen-komponen grid computing  lainnya,maka  Globus  Toolkit  dapat  diterapkan  di  lingkungan  jaringan  publik  (Wide  Area  Network  atau  Internet)tanpa menurunkan tingkat keamanannya .C. HTCondorCondor adalah sistem atau tools untuk mengatur beban kerja di lingkungan cluster yang bersifat compute-intensive.  Condor  dikembangkan  oleh  Departemen Ilmu  Komputer  di  Wisconsin-Madison  University pada tahun 1988. Berkebalikan dengan model umum saat itu yaitu dominant-centralized control model, pada model Ind. Journal on Computing Vol. 2, Issue. 1, Maret 2017 9

Condor para partisipan (penyedia sumberdaya) di dalam sebuah sistem  grid  dibebaskan  untuk  berkontribusi sebanyak atau sesedikit yang mereka kehendaki .  Condor berubah nama menjadi  HTCondor pada tahun 2012. HTCondor adalah software yang digunakan untuk  membangun  sebuah  lingkungan  high  throughput  computing  (HTC).  Perbedaan  high  throughput computing  (HTC)  dengan  high  performance  computing  (HPC)  adalah  sebagai  berikut.  Lingkungan  HPC bertujuan  menyediakan  sumberdaya  komputasi  yang  sangat  tinggi  untuk  digunakan  dalam  waktu  yang singkat, dan ukuran  yang  digunakan untuk mengukur kinerja HPC  adalah FLOPS (floating  point operations per  second).  Akan  tetapi,  untuk  komunitas  pengguna  yang  lebih  luas,  seringkali  yang  menjadi  perhatian bukanlah operasi per detik, melainkan operasi per bulan atau bahkan per tahun. Banyak program paralel yang ketika  dijalankan  di atas  sistem  paralel membutuhkan  waktu  berbulan-bulan.  Oleh  karena  itu  ukuran  yang lebih  cocok  digunakan untuk  mengukur  sistem paralel  seperti  ini bukanlah  berapa  banyak operasi  floating point  yang  bisa  diselesaikan  per  detiknya  (FLOPS),  tapi  berapa  banyak  pekerjaan  skala  besar  yang  bisa ditangani  per  bulannya atau  bahkan  per tahunnya.  Sistem  HPC  yang  lebih  berorientasi  jangka  panjang  ini disebut high throughput computing (HTC). Pengguna mensubmit job  ke HTCondor. Lalu  HTCondor akan mencarikan  mesin yang tersedia  di sistem melalui  jaringan,  dan  kemudian  mendelegasikan  job  itu ke  mesin  tersebut.  HTCondor  mampu  mendeteksi apabila sebuah mesin tidak lagi available

• Analisis

Perancangan  dan  implementasi  sistem  grid  computing  dilakukan  di  lingkungan  Lab  High Performance Computing,  Program  Studi Ilmu  Komputasi,  Universitas  Telkom.  Pada penelitian  ini  digunakan  satu  buah cluster (Celebes Cluster) sebagai  sumber daya grid computing. Celebes cluster  merupakan  dedicated  cluster yang  terdiri  dari  3  buah  node  dan  1  headnode. Terdapat  pula  1 buah  server  sebagai portal  dan  certificate authority manager dari sistem grid computing ini.

Alur perancangan sistem grid  computing  pada  penelitian ini dapat dilihat  pada  Gambar  . Langkah pertama  yaitu  instalasi  cluster,  kemudian  lakukan  konfigurasi job scheduler (Condor) pada  cluster  tersebut. Berikutnya yaitu install dan konfigurasi Globus Toolkit pada node yang berbeda. Konfigurasi tambahan perlu dilakukan untuk mensinkronkan Globus Toolkit  dengan Condor. Setelah sistem selesai  dibangun, dilakukan ujicoba dan analisis hasil percobaan. Persiapan HardwareInstalasi ClusterKonfigurasi Job Scheduler/condorInstalasi dan konfigurasi Globus Toolkit Konfigurasi globus toolkit dengan condorApakah globus toolkit perlu konfigurasi dengan local resource manager ?Uji Coba Sistem/submit jobAnalisis hasil percobaanKesimpulan dan laporanya tidak

• Kesimpulan

1) Sistem  grid  computing  dengan  memanfaatkan  cluster  dapat  dibangun  dengan  melakukan  konfigurasiCondor  sebagai  local resource  manager  pada  cluster,  dan konfigurasi  Globus  Toolkit  sebagai  pengalokasisumber daya sistem grid computing.

2) Pada  penelitian  ini, konfigurasi  Globus  Toolkit  dengan  Condor  telah  berhasil  dan  sudah  berjalan  denganbaik  sehingga  lingkungan  grid  computing  yang  dibangun  telah  menyediakan  sumberdaya  berbasis  clusteryang  dapat  diakses  oleh  pengguna.  Performansi  sistem  grid  computing  juga  telah  diujicoba  menggunakanstudi  kasus  perkalian  matriks  secara  parallel,  dengan metode  strong scaling  di  mana  ukuran  problem/datadibuat tetap dan jumlah prosesor diperbanyak.

3) Sistem  grid  computing  yang  dibangun  menunjukkan  bahwa  eksekusi  program  dapat  dipercepat  denganmenambah  jumlah  prosesor,  namun  tidak  berbanding  lurus  dengan  jumlah  penambahan  tersebut  karenaadanya communication overhead

Penerapan Komputasi Modern

Secara Umum Komputasi bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma. Komputasi merupakan suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. 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. Namun sekarang, kebanyakan komputasi telah dilakukan dengan menggunakan komputer. Komputasi yang menggunakan komputer inilah yang disebut dengan Komputasi Modern. 

Sejarah Komputasi Modern

Sejarah Komputasi Modern Awal mula dari komputasi adalah adanya perhitungan-perhitungan angka yang dilakukan manusia. Manusia telah mengenal angka dan perhitungan sejak berabad-abad yang lalu. Bangsa romawi pun telah dapat menghitung sistem kalender dan rasi bintang. Seiring dengan perkembangan zaman manusia pun melakukan perhitungan-perhitungan yang lebih kompleks. Otak manusia juga mengalami keterbatasan dalam menghitung angka yang jumlahnya bisa berdigit-digit, kemudian diciptakan alat sempoa untuk menghitung, kemudian dekembangkan menjadi kalkulator, Karena semakin berkembangnya alat dan kebutuhan semakin banyak pula data-data yang ingin dihitung, dan mulailah ide pembuatan untuk membuat komputer sebagai alat hitung dengan konsep komputasi modern. Tidak hanya itu, komputer yang diciptakan hingga sekarang ini bukan menjadi sebuah alat yang digunakan untuk menghitung, tapi juga bisa menyimpan,mengedit dan mengolah kata serta masih banyak lagi kegunaan dan kelebihan yang dimiliki oleh komputer.

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 di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los Alamos pada Perang Dunia II lalu. Kegeniusannya 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:

1. Akurasi (big, Floating point)

2. Kecepatan (dalam satuan Hz)

3. Problem Volume Besar (Down Sizzing atau pararel)

4. Modeling (NN & GA)

5. Kompleksitas (Menggunakan Teori big O)

Karakteristik Komputasi Modern

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

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

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

Jenis-Jenis Komputasi Modern

Jenis-jenis komputasi modern ada 3 macam, yaitu :

1. Mobile Computing atau Komputasi Bergerak Mobile computing (komputasi bergerak) merupakan kemajuan teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa menggunakan kabel serta mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan komputasi nirkabel.

2. Grid Computing Komputasi grid memanfaatkan kekuatan pengolahan idle berbagai unit komputer, dan menggunakan kekuatan proses untuk menghitung satu pekerjaan.

3. Cloud Computing atau Komputasi Awan Cloud computing adalah perluasan dari konsep pemrograman berorientasi objek abstraksi. Abstraksi, sebagaimana dijelaskan sebelumnya, menghapus rincian kerja yang kompleks dari visibilitas.

Adapun perbedaan antara komputasi mobile, komputasi grid dan komputasi cloud, dapat dilihat penjelasannya di bawah ini:

1. Komputasi mobile menggunakan teknologi komputer yang bekerja seperti handphone, sedangkan komputasi grid dan cloud menggunakan komputer.

2. Biaya untuk tenaga komputasi mobile lebih mahal dibandingkan dengan komputasi grid dan cloud.

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

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

Contoh Penerapan Komputasi Modern Pada Bidang Geografi

World Map Havard merupakan website open source yang digunakan untuk melakukan pemetaan peta bentuk bumi atau terrain contour yang ada di seluruh dunia, website ini dapat digunakan untuk membantu mengurangi hambatan bagi para peneliti yang ingin menjelajahi, memvisualisasikan, mengedit, dan mempublikasikan informasi geospasial.

World Map terus melakukan pembaruan dalam proses migrasi ke versi terbaru dari platform GeoNode yang menjadi Basenya. Website ini memungkinkan para peneliti untuk unggah kumpulan data dan hamparkan dengan ribuan lapisan bentuk dan kondisi bumi, berikut tampilan awalnya :

World Map dibangun dengan menggunakan teknologi Django, GeoNode, GeoServer, OpenLayers, ExtJS, GeoNetwork, PostGIS, and GDAL. 

Berikut tampilan map dari World Map:

Dibagian sisi kiri terdapat panel yang dimana kita dapat mengatur kondisi terrain bumi dan mengetahui lokasi sungai dan populasi yang ada pada suatu kota, berikut gambarnya :

Dan berikut merupakan peta yang telah di seleksi oleh panel tadi :

secara garis besar fungsi , website ini masih dalam dan akan terus menerus dalam tahap pengembangan, karena seiring dengan eksplorasi, maka akan menambah juga asset dalam web tersebut, tapi secara tampilan masih kurang menarik karena bersifat opensource dan siapa aja bisa mengembangkan sesuai visualisasinya masing-masing

SUMBER:

https://about.worldmap.harvard.edu/

https://dickaariptian17.blogspot.com/2017/04/definisi-komputasi-modern-dan-sejarah.html

http://adhitjatur.blogspot.com/2015/05/definisi-dan-contoh-komputasi-modern.html