Komputasi Paralel Menggunakan Model
Message Passing Pada SIM RS
(Sistem Informasi Manajemen Rumah Sakit)
(Sistem Informasi Manajemen Rumah Sakit)
I Putu Adi Pradnyana Wibawa, IA Dwi
Giriantari, Made Sudarma
ABSTRAK
Perkembangan data yang semakin cepat bisa melampaui
kemampuan manajemen basis data pada perangkat. Salah satu contoh sistem yang
memiliki kompleksitas data tinggi adalah SIM RS (sistem informasi manajemen
rumah sakit). Dalam penelitian ini data pasien pada SIM RS digunakan sebagai
model objek penggunaan Implementasi paralel pada penyampaian pesan. Komputasi
paralel dirancang dengan cara membagi data eksekusi ke sejumlah komputer / CPU.
Pengujian akan dilakukan dengan membandingkan data, waktu, pemrosesan
antara berurutan dan paralel. Sebagai tambahan, paralel akan diuji menggunakan
perhitungan Mempercepat dan Efisiensi. Hasil pengujian membuktikan bahwa waktu
pemrosesan data pasien yang menggunakan program paralel lebih cepat.
Pada pengujian kecepatan menunjukkan peningkatan kecepatan
hingga penggunaan 3 komputer/CPU. Sedangkan dalam pengujian efisiensi nilai
efisiensi tertinggi yang terkandung pada penggunaan 2 dan 3 komputer / CPU.
Penurunan nilai percepatan dan efisiensi karena jumlah data yang dimiliki
sedikit ketika dikerjakan oleh 7 komputer / CPU. Jadi semakin banyak komputer /
CPU terlibat, itu tidak berbanding lurus dengan waktu yang dibutuhkan dalam
pemrosesan / pengolahan data. Ini karena pekerjaan pemrosesan / pengolahan data
dalam hal jumlah data ditangani oleh komputer / CPU.
KOMPUTASI PARAREL
Komputasi Paralel merupakan metode komputasi yang membagi
beban komputasi ke dalam beberapa bagian kecil. sub proses komputasi, dimana
sub komputasi tersebut dijalankan pada processor yang berbeda secara bersamaan
dan saling berinteraksi satu sama lain dalam menyelesaikan satu permasalahan
komputasi. Salah satu protokol dalam pemrograman parallel adalah MPI yang
dikembangkan dalam skema distributed memory. MPI mengijinkan pertukaran
data (message) antara processor. Dalam penelitian ini komputasi parallel
difokuskan pada pengolahan/pencarian data pasien pada data base SIM RS.
Komputasi paralel didesain untuk mengurangi waktu komputasi saat melakukan
proses pengolahan data manajemen rumah sakit pada SIM RS.
Topologi Pembagian Beban Kerja Komputasi
Paralel SIM RS
PERANCANGAN DAN KONFIGURASI LOCAL AREA NETWORK (LAN)
Topologi LAN memanfaatkan 7 unit komputer/CPU dimana 1 unit
komputer/CPU difungsikan sebagai master dan 6 unit komputer/CPU difungsikan
sebagai slave. Sedangkan untuk dapat membandingkan kinerja komputasi dengan
arsitektur parallel dan sekuensial, maka diperlukan perancangan arsitektur
sekuanseial dengan menggunakan 1 unit komputer/CPU difungsikan sebagai master
dan 1 unit komputer/CPU difungsikan sebagai slave.
Arsitektur Parallel
HASIL PENGUJIAN
a. Pengujian Speed Up
Speed
up (S) merupakan hasil perbandingan antara waktu sekuensial dengan waktu
paralel. Pada hasil pengujian tahap sebelumnya hasil pengolahan data pada
topologi jaringan sekuensial/1 komputer/CPU membutuhkan waktu 2,067532 detik.
Untuk mengetahui nilai speed up maka waktu hasil pengolahan data topologi
jaringan sekuensial (1komputer/CPU) akan dibagi waktu pengolahan data
menggunakan program paralel MPI sesuai dengan jumlah komputer/CPU yang
digunakan
HASIL PENGUJIAN SPEED UP
menunjukan adanya peningkatan kecepatan sampai pada
penggunaan komputasi paralel pada 3 komputer/CPU. Pengujian menggunakan 2
komputer/CPU memerlukan waktu selama 1,163986 detik dengan speed up mencapai
1,78 kali lebih cepat dari waktu sekuensial/1 komputer/CPU. Pengujian
menggunakan 3 komputer/CPU memerlukan waktu selama 1,075855 detik dengan speed
up mencapai 1,92 kali lebih cepat dari waktu sekuensial/1 komputer/CPU.
Sedangkan pada pengujian menggunakan 4,5,6 dan 7 komputer/CPU speed up sudah
mulai menurun bahwa semakin banyak prosesor maka kecepatan akan sampai
pada titik jenuh. Secara keseluruhan pengujian speedup pada penelitian ini jika
dibandingkan dengan hasil pengolahan data menggunakan topologi jaringan
sekuensial/1 komputer/CPU, pengolahan data menggunakan topologi jaringan
paralel menggunakan 7 komputer/CPU terbukti memiliki kecepatan yang lebih baik.
b.
Pengujian Efisiensi
Efisiensi
(E) merupakan perbandingan antara speed up (S) dengan jumlah komputer/CPU yang
digunakan (p). Efisiensi mengukur seberapa efisien penggunaan sejumlah
komputer/CPU di dalam topologi jaringan paralel yang dibangun. Penelitian ini
mengukur nilai efisiensi pada topologi jaringan paralel menggunakan 7
komputer/CPU seperti pada Tabel II berikut.
HASIL PENGUJIAN EFISIENSI
Nilai efisiensi yang
dihasilkan pada topologi jaringan paralel dengan nilai tertinggi adalah 0.89
pada saat penggunaan 2 komputer/CPU. Sedangkan untuk selanjutnya pada pengujian
menggunakan 3 ,4 ,5 ,6 dan 7 komputer/CPU secara berurutan mengalami penurunan
nilai efisiensi.
Grafik Pengujian Speed Up
Grafik Pengujian Efisensi
KESIMPULAN
Perancangan komputasi paralel Hasil yang didapat pada tahap
pengujian menunjukan pengolahan data pasien menunjukan bahwa waktu pengolahan
data pasien menggunakan program parallel MPI lebih cepat dibandingkan
pengolahan data menggunakan topologi jaringan sekuensial/1 komputer/CPU. Pengujian
speed up menunjukan adanya peningkatan kecepatan sampai pada penggunaan
komputasi paralel pada 3 komputer/CPU. Sedangkan pada pengujian efisiensi nilai
efisiensi tertinggi terdapat pada penggunaan 2 dan 3 komputer/CPU. Hal ini
menunjukan bahwa untuk mengolah data sebanyak 40.036 records menggunakan
program paralel MPI jumlah ideal komputer/CPU yang digunakan agar mendapatkan
kecepatan maksimal adalah sebanyak 2 sampai 3 komputer/CPU. Hal tersebut
menunjukan bahwa komputasi paralel menggunakan model Message Passing tidak
serta merta dapat diimplementasikan pada semua jenis data dan struktur
database. Jenis data dan strusktur database pada penelitian ini menunjukan
bahwa semakin banyak komputer/CPU yang ikut melakukan eksekusi data dan
melewati titik idealnya (2 sampai 3 komputer/CPU) mengakibatkan waktu tunggu
dalam malakukan proses komunikasi semakin panjang, sehingga mempengaruhi
panjang waktu eksekusi data secara keseluruhan.
====================================================================================================================================================
Implementasi : “Komputasi
Paralel Menggunakan Model Message Passing Pada SIM RS (Sistem
Informasi Manajemen Rumah Sakit)”
Pemograman
parallel merupakan pemograman yang eksekusinya dapat dilakukan secara bersamaan
atau paralel. baik dalam satu (multiprosesor komputer) atau banyak komputer.
Ada
beberapa metode dalam membuat pemograman paralel.
1. MPI (Message Passing Interface) adalah spesifikasi yang perlu diterapkan pengembang dan pengguna pemrograman parallel. Sedangkan pustaka yang mengimplementasi spesifikasi tersebut dapat kita peroleh misalnya dari bahasa C/C++.
2. OpenMP (Open Multi-Processing) adalah sebuah API (application programming interface) yang mendukung multi-platform memori bersama pemrograman multiprocessing dalam C, C++, dan Fortran, pada arsitektur prosesor paling dan sistem operasi, termasuk Linux, Unix, AIX, Solaris, Mac OS X, dan Microsoft Windows platform. Ini terdiri dari satu set arahan kompiler, rutinitas perpustakaan, dan variabel lingkungan yang mempengaruhi perilaku saat run-time.
3. POSIX Thread, biasanya disebut sebagai pthreads, adalah standar POSIX untuk thread. Standar,POSIX.1c, Thread ekstensi (IEEE Std 1003.1c-1995), mendefinisikan sebuah API untuk menciptakan dan memanipulasi thread. Implementasi dari API yang tersedia pada banyak Unix-seperti POSIX-konforman sistem operasi seperti FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, GNU / Linux, Mac OS X dan Solaris. DR-DOS dan Microsoft Windows implementasi juga ada: dalam subsistem SFU / SUA yang menyediakan implementasi asli dari sejumlah POSIX API, dan juga di dalam paket pihak ketiga seperti pthreads-W32, yang mengimplementasikan pthreads di atas ada Windows API.
Berikut langkah-langkah konfigurasi untuk mengeksekusi program MPI dengan menggunakan bahasa pemrograman C.
1. Download terlebih dahulu MPI Package di https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=36045
2. Instal aplikasi yang telah terdownload tadi, seperti berikut.
3. Setelah mpi package berhasil terinstal, Create a New Project di Visual Studio, pilih Console App C++. Lalu beri nama project, MPI.
4. Klik Menu Project, pilih MPI Properties.
5. Pada menu bar di samping, pilih C/C++ >> General >> Additional Include Directories >> Search source folder (Microsoft HPC Pack 2012/Inc) >> OK.
6. Lalu pilih Linker pada menu bar di samping, pilih General >> Additional Library Directories >> Search source folder Microsoft HPC Pack 2012/Lib/amd64 >> OK.
7. Kembali ke menu bar di samping pada menu Linker, pilih Input >> Additional Dependencies >> Search File msmpi.lib >> OK.
Berikut sourcecode program MPI dengan menggunakan bahasa pemrograman C.
Dan berikut hasil running program MPI
NAMA KELOMPOK :
Farid Fajar Shodiq (16051204043)
Alfiro Siowanta Pratama (16051204010)
good job gan
BalasHapusFlux ori