Komputasi bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan
pemecahan masalah dari data input dengan menggunakan suatu algoritma.
Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori komputasi, 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.
Secara umum iIlmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada
penyusunan model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta
penggunaan komputer untuk
menganalisis dan memecahkan masalah-masalahilmu (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.
Komputasi modern terdiri dari dua kata yaitu komputasi
dan modern, dimana komputasi dapat diartikan sebagai cara untuk menemukan
pemecahan permasalahan dari data input dengan suatu algoritma sedangkan modern
ini mengungkapkan tentang teknologi masa kini. Maka dapat di simpulkan
Komputasi modern merupakan perhitungan yang menggunakan computer canggih
dimana pada computer tersebut tersimpan sejumlah algoritma untuk menyelesaikan
masalah perhitungan secara efektif dan efisien.
Komputasi modern mempunyai karakteristik komputasi modern
yang terdiri atas 3 macam, yaitu :
Komputer-komputer penyedia sumber daya bersifat heterogenous
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.
Paralel processing adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara
bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen
secara bersamaan. Komputasi modern dan parallel processing sangat
berkaitan, karena penggunaan komputer saat ini atau komputasi dianggap lebih
cepat dibandingkan dengan penyelesaian masalah secara manual. Dengan begitu
peningkatan kinerja atau proses komputasi semakin diterapkan, dan salah satu
caranya adalah dengan meningkatkan kecepatan perangkat keras. Dimana komponen
utama dalam perangkat keras komputer adalah processor. Sedangkan parallel
processing adalah penggunaan beberapa processor (multiprocessor atau arsitektur
komputer dengan banyak processor) agar kinerja computer semakin cepat.
Parallel Processing adalah sebuah pemrosesan informasi yang
menekankan pada manipulasi elemen-elemen data pada satu atau lebih prosesor
secara serentak untuk memecahkan masalah tunggal. Pada bagian ini dimaksudkan
untuk mempercepat komputasi dari sistem komputer dan menambah jumlah keluaran
yang dapat dihasilkan dalam jangka waktu tertentu. Komputasi dalam hal ini
diartikan sebagai proses menghitung atau membandingkan berbagai operasi
perhitungan matematika dan logika yang bertujuan untuk menyelesaikan suatu
masalah yang dikerjakan dengan program komputer yang telah disusun sesuai
dengan algoritma yang benar.
Setelah memahami tentang parallel Processing, sekarang pembahasan
akan dilanjutkan kepada Parallel Computer dan Thtoughput. Parallel Computer
atau komputer paralel adalah komputer yang
memiliki kemampuan untuk melakukan
pengolahan paralel. Sedangkan throughput adalah banyaknya keluaran yang
dihasilkan per unit waktu. Peningkatan throughput bertujuan untuk meningkatkan
kecepatan operasi dan meningkatkan jumlah operasi yang dapat dilakukan dalam
satu waktu tertentu yang disebut dengan concurency.
Untuk melakukan berbagai 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 mendukung semua hal di atas maka dibutuhkan
berbagai perangkat lunak pendukung yang disebut dengan middleware. Middleware
ini berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin
paralel.
Untuk merealisasikan komputasi pemrograman paralel maka
dibutuhkan sebuah pemrograman paralel. Pemrograman paralel diartikan sebagai
teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah atau operasi
secara bersamaan baik dalam komputer dengan satu prosesor ataupun banyak
prosesor.
perusahaan yang menggunakan parallel processing:
WETA Digital.
WETA Digital, sebuah perusahaan animasi dan spesial efek
yang bermarkas di Selandia Baru, membangun fasilitas render farm berbasis
cluster hingga skalabilitas ribuan prosesor untuk mengerjakan film ini. Jika
sekuel Lord of The Ring dikerjakan dengan personal computer (PC) yang tercepat
saat ini, dibutuhkan waktu lebih dari 10 tahun untuk menyelesaikan proses
rendering. Bagi para artis grafis 3D atau animator, hal yang paling menyita
waktu adalah menunggu proses rendering. Untuk rendering gambar diam, hanya
dibutuhkan rendering 1 frame saja, sementara untuk gambar bergerak, kita
mestilah lebih sabar, karena komputer harus melakukan rendering untuk seluruh
gambar/frame yang kita telah tentukan.
Terdapat banyak hasil yang dapat diperoleh dan ditampilkan
dari proses 3D Rendering pada suatu sketsa wireframe, diantaranya :
1. Shading ; “Variasi
warna dan kecerahan yang timbul pada suatu permukaan berdasarkan pencahayaan
yang dilakukan”
2. Texture-Mapping ; “Detail
yang muncul pada suatu permukaan”
3. Bump-Mapping ; “Kontur
yang muncul pada suatu permukaan”
4. Fogging / Participating Medium ; “Bagaimana
berkas cahaya berubah jika melewati udara yang tidak murni”
5. Shadows ; “Efek
dari cahaya yang terhalang”
6. Soft Shadows ; “Variasi
efek dari cahaya yang terhalang tidak sempurna”
7. Reflection ; “Refleksi
yang tampak pada permukaan kaca atau gelas”
8. Transparency ; “Transmisi
cahaya yang berbeda-beda jika melewati medium tertentu”
9. Translucency ; “Transmisi cahaya yang
berbeda-beda jika memantul pada medium tertentu”
10. Refraction ; “Cahaya yang berubah
arahnya karena efek transparency”
11. Indirect Illumination ; “Cahaya yang
datang pada suatu objek namun tidak berasal dari sumber cahaya yang sebenarnya
melainkan refleksi dari permukaan objek lain”
12. Caustics ; “Pantulan cahaya menyilaukan
yang timbul pada suatu objek”
13. Depth Of Field ; “Objek yang berada jauh di
depan maupun di belakang objek yang menjadi fokus akan tampak buram”
14. Motion Blur ; “Objek yang bergerak dengan
kecepatan tinggi atau objek yang direkam oleh kamera yang berada dalam
kecepatan tinggi akan tampak buram”
15. Photorealistic Morphing ; “Teknik yang
memungkinkan hasil proses render objek 3D menjadi tampak terlihat lebih nyata”
16. Non-Photorealistic Rendering ; “Teknik
yang memungkinkan hasil proses render objek 3D menjadi terlihat seperti hasil
lukisan atau gambar”
Melakukan 3D Rendering tentu akan merupakan masalah yang
sangat merepotkan jika tidak menggunakan algoritma memadai, dikarenakan
banyaknya point dan polygon yang harus dikalkulasi setiap proses. Penggunaan
algoritma Divide and Conquer tentu sangat membantu agar pekerjaan penghitungan
yang sangat banyak dalam proses render dapat dikerjakan oleh beberapa unit
komputasi sekaligus secara bersamaan. Hal ini juga telah dibuktikan dengan
banyaknya perusahaan animasi dan film yang sering melakukan pekerjaan proses render
menggunaan sistem komputasi paralel di dalam perusahaan mereka.
