Kinerja Komputasi dengan Paralel Processing

         Pemrosesan parallel (parallel processing) adalah penggunaan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan. Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yang digunakan. Tetapi dalam praktek, seringkali sulit membagi program sehingga dapat dieksekusi oleh CPU yang berbeda-beda tanpa berkaitan di antaranya. Sebagian besar komputer hanya mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu Bahkan juga ada komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapat melakukan parallel processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun, parallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut distributed processing software. Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga parallel .

Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan (komputasi paralel), baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU. Bila komputer yang digunakan secara bersamaan tersebut dilakukan oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam suatu jaringan komputer lebih sering istilah yang digunakan adalah sistem terdistribusi (distributed computing).

        Tujuan utama dari pemrograman paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.

Paralel prosessing komputasi adalah proses atau pekerjaan komputasi di komputer dengan memakai suatu bahasa pemrograman yang dijalankan secara paralel pada saat bersamaan. Secara umum komputasi paralel diperlukan untuk meningkatkan kecepatan komputasi bila dibandingkan dengan pemakaian komputasi pada komputer tunggal. Penggunaan komputasi parallel prosessing merupakan pilihan yang cukup handal untuk saat ini untuk pengolahan data yang besar dan banyak.

Aspek keamanan merupakan suatu aspek penting dalam sistem parallel prosessing komputasi ini, karena didalam sistem akan banyak berkaitan dengan akses data, hak pengguna, keamanan data, keamanan jaringan terhadap peyerangan sesorang atau bahkan virus sehingga akan menghambat kinerja dari system komputasi ini. Didalam makalah ini akan memamparkan bagaimana sistem komputasi parallel ini pada  suatu PC Cluster sehingga menjadi suatu sistem komputasi yang aman sehingga dapat meningkatkan performa dari komputasi.

Implementasi untuk parallel komputasi ini telah dilakukan di lab dengan PC Clutster  dengan menggunakan 1 buah master node dan 7 buah slave node, dimana system yang digunakan adalah diskless dengan menggunakan switch hub 1Gbps sebagai konsentrator dan dengan menerapkan aspek keamanan.

Parallel Komputasi

Parallel komputasi adalah melakukan perhitungan komputasi dengan menggunakan 2 atau lebih CPU/Processor dalam suatu komputer yang sama atau komputer yang berbeda dimana dalam hal ini setiap instruksi dibagi kedalam beberapa instruksi kemudian dikirim ke processor yang terlibat komputasi dan dilakukan secara bersamaan. Untuk proses pembagian proses komputasi tersebut dilakukan oleh suatu software yang betugas untuk mengatur komputasi dalam hal makalah ini akan digunakan Message Parsing Interface (MPI).

Berikut ini adalah gambar perbedaan antara komputasi tunggal dengan parallel komputasi :

a)      komputasi tunggal/serial

b)      komputasi parallel

Gambar 1. Perbandingan antara serial komputasi dan parallel komputasi

PC Cluster

PC Cluster adalah sebuah sistem komputer yang terdiri dari beberapa PC (Personal Computer) yang dikoneksi dalam satu jaringan untuk melakukan sebuah pekerjaan komputasi ataupun simulasi secara bersama-sama. Setiap PC menjadi satu unit prosesor dengan masing-masing memiliki memori dari sebuah mesin komputasi paralel.

Pada sistem komputasi parallel terdiri dari beberapa unit prosesor dan beberapa unit memori. Ada dua teknik yang berbeda untuk mengakses data di unit memori, yaitu shared memory address dan message passing. Berdasarkan cara mengorganisasikan memori ini komputer paralel dibedakan menjadi shared memory parallel machine dan distributed memory parallel machine.

Prosesor dan memori ini didalam mesin paralel dapat dihubungkan (interkoneksi) secara statis maupun dinamis. Interkoneksi statis umumnya digunakan oleh distributed memory system (sistem memori terdistribusi). Sambungan langsung peer to peer digunakan untuk menghubungkan semua prosesor. Interkoneksi dinamis umumnya menggunakan switch untuk menghubungkan antar prosesor dan memori.

   Pada jaringan komputer ada istilah yang biasa digunakan dalam merancang jaringan interkoneksi statis. Istilah pertama adalah topology, yaitu tipe struktur interkoneksi jaringan komputer. Network topology yang umum dikenal adalah linear, ring, 2D/3D-mesh, torus, cube dan star topology.

Selain itu ada istilah yang digunakan sebagai parameter jaringan interkoneksi statis seperti istilah connectivity, yaitu jumlah terkecil sambungan yang harus diputus untuk membagi jaringan menjadi dua buah jaringan yang terpisah; dan istilah diameter, yaitu jumlah sambungan yang harus dilalui oleh sebuah data yang dikirim ke unit prosesor terjauh melalui jalan terpendeknya (the shortest path).

Topologi Ring

Dimana topologi ring ini berbentuk lingkaran, dimana satu komputer dengan computer lain akan terhubung secara berantai sehingga terbentuk suatu ring yang yang besar. Dimana ring node topologi connectivity = 2 dan Diamenter = n/2 jika genap dan (n-1)/2 bila n ganjil.

Dua buah fungsi jaringan harus terpenuhi agar mesin PC Cluster dapat menjalankan tugas komputasi paralelnya, yaitu komunikasi dan remote access antar unit prosesor.

Fungsi komunikasi antar unit prosesor mutlak diperlukan karena pada sistem paralel dengan memori terdistribusi, perpindahan data (message passing) antar unit prosesor merupakan hal multak yang tak terpisahkan. Fungsi ini terpenuhi dengan mengintegrasikan unit-unit prosesor melalui Gigabit Ethernet Card dan Ethernet Cable.

Jika pada interkoneksi dinamis setiap unit menggunakan satu ethernet card dengan straight cable terkoneksi ke sebuah 1000Mbit/s switch, maka pada interkoneksi statis diperlukan dua ethernet card untuk linear topology maupun ring, empat ethernet card untuk 2-D mesh topology maupun torus. Untuk interkoneksi statis, kabel ethernet disambung secara cross.

Fungsi komunikasi dengan menggunakan switch jauh lebih mudah dimplementasikan, karena switch berfungsi sebagai router dari komunikasi jaringannya. Untuk interkoneksi statis, karena koneksi jaringan adalah peer to peer, maka untuk komunikasi jaringan dari satu unit ke unit yang lain yang tidak berhubungan langsung (peer to peer) harus dilakukan routing secara eksplisit pada sistem jaringannya, yaitu dengan menggunakan fungsi gateway dan bridging.

Komunikasi data pada sistem paralel memori terdistribusi, memerlukan alat bantu komunikasi. Alat bantu yang sering digunakan oleh sistem seperti PC Jaringan pada saat ini adalah standar MPI (Message Passing Interface) atau standar PVM (Parallel Virtual Machine)yang keduanya bekerja diatas TCP/IP communication layer. Kedua standar ini memerlukan fungsi remote access agar dapat menjalankan program pada masing-masing unit prosesor.

Network File System (NFS)

Salah satu protocol yang dipergunakan pada komputasi parallel adalah Network File System (NFS), NFS adalah  protokol yang dapat membagi sumber daya melalui jaringan. NFS dibuat untuk dapat independent dari jenis mesin, jenis sistem operasi, dan jenis protokol transport yang digunakan. Hal ini dilakukan dengan menggunakan RPC.

NFS memperbolehkan user yang telah diijinkan untuk mengakses file-file yang berada di remote host seperti mengakses file yang berada di lokal. Protokol yang digunakan protokol mount menentukan host remote dan jenis file sistem yang akan diakses dan menempatkan di suatu direktori, protokol NFS melakukan I/O pada remote file system.

Protokol mount dan protokol NFS bekerja dengan menggunakan RPC dan mengirim dengan protokol TCP dan UDP.

Kegunaan dari NFS pada komputasi parallel adalah untuk melakukan sharing data sehingga setiap node slave dapat mengakses program yang sama pada node master.

Gambar 2. Network File System

Secure Shell (SSH)

Secure shell (SSH) adalah protokol standar yang membentuk jalur yang aman pada komunikasi antar komputer. SSH menggunakan teknik enkripsi public key pada sistem authentikasi pengguna untuk mengakses komputer yang lain. SSH memberikan sistem enkripsi pada jalur yang digunakan, sehingga memberikan tingkat keamanan data yang tinggi. SSH biasa digunakan untuk melakukan remote login dan menjalankan perintah pada komputer remote, tetapi SSH juga dapat digunakan sebagai tunnel jaringan, melakukan penerusan pada port TCP, dan koneksi X11. Selain itu dapat juga digunakan untuk mentransfer suatu file dengan protokol SFTP atau SCP. SSH server bekerja pada port 22.

Trivial File Transfer Protocol (TFTP) Server

TFTP merupakan standar protokol dengan STD nomer 33. Dijelaskan pada RFC 1350 – The TFTP Protocol. Dan diupdate pada RFC 1785, 2347, 2348, dan 2349.

Transfer TFTP adalah transfer file antar disk (disk-to-disk), dengan menggunakan API SENDFILE. TFTP menggunakan protokol UDP. TFTP client melakukan inisialisasi dengan mengirim permintaan untuk read/write melalui port 69, kemudian server dan client melakukan negosiasi tentang port yang akan digunakan untuk melakukan transfer file.

 Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Server

DHCP memberikan framework untuk disampaikan kepada client yang berisikan informasi tentang konfigurasi jaringan. DHCP bekerja berdasarkan protokol BOOTP, dimana ditambahkan fungsi untuk mengalokasikan penggunaan IP address dan konfigurasi jaringan lainnya.

Spesifikasi DHCP dapat dilihat pada RFC 2131 – Dynamic Host Configuration Protocol, dan RFC 2132 – DHCP options and BOOTP vendor extension.DHCP melakukan transaksi dengan melihat pada jenis pesan yang dikirimkan.

Rancangan PC Cluster ini meliputi pemilihan topologi, pemilihan sistem diskless dengan memanfaatkan BOOTROM pada Ethernet, pemilihan dan installasi Sistem Operasi (OS) yang dipergunakan, pemilihan hardware network, pemilihan dan installasi compiler program dan setting terhadap keamanan system yang ada terutama pada system operasi Linux.

Instalasi Sistem Operasi

Sistem operasi yang dapat digunakan untuk cluster dapat bervariasi, mulai dari Linux, FreeBSD, Sun OS dll. Pada rancangan ini hanya dijelaskan pembangunan cluster dengan menggunakan satu operating sistem, yaitu SuSE ESLES versi 9. Install Linux SuSE ESLES  dengan opsi installasi minimum sebagai berikut:

- Programming

- Network

Pemilihan Topologi Jaringan

Berbagai topologi dapat digunakan dalam pembangunan komputer cluster. Topologi cube dan hypercube dapat digunakan untuk membangun komputer cluster 4 dan 8 komputer dengan tanpa menggunakan switch hub. Pada topologi hypercube tiap komputer memerlukan minimal 2 network card, sedang untuk topologi hypercube, tiap komputer memerlukan minimal 3 network card. Salah satu komputer dari topologi tersebut perlu mempunyai network card tambahan untuk koneksi jaringan komputer cluster dengan jaringan di luar.

Untuk perancangan ini kita menggunakan topologi hub maka otomatis topologinya menjadi hubungan peer-to-peer, dimana tiap komputer terhubung interkoneksi satu sama lain. Dalam hubungan dengan menggunakan switch hub, setiap komputer hanya perlu satu network card. Penggunaan switch hub dapat meningkatkan performansi dari cluster karena tiap-tiap komputer terhubung langsung satu sama lain (jarak koneksi = 1). Jarak koneksi terjauh dari topologi cube adalah 2, sedang untuk topologi hypercube adalah 3.

Gambar 3. Topologi hub (peer to peer)

Setting  Node Master

Setelah komputer terkoneksi dalam jaringan, langkah berikutnya adalah membangun hubungan jaringan, sehingga memungkinkan setiap komputer pendukung cluster dapat berkomunikasi data satu sama lain. Pada sistem PC Cluster ini akan digunakan sistem diskless sehingga kita hanya cukup melakukan installasi OS terhadap 1 server yang bertindak sebagai master node, dimana pada master node ini berfungsi sebagai :

1.  DHCP server dengan options support PXEBOOT

2. TFTP server berfungsi untuk melakukan transfer file antara disk – to – disk untuk melakukan booting PXEBOOT

3. NFS server untuk melakukan sharing data terhadap node slave

4. FTP server sebagai file transfer memindahkan data

5. Installasi  PGI CDK untuk aplikasi parallel komputasi

6. Lakukan compilasi kernel bila diperlukan

 Setting Node Slave

Selain node master ada juga yang disebut sebagai node slave, dimana node slave ini berfungsi node yang melakukan parallel komputasi. Pada node slave ini tidak memerlukan hardisk, tetapi menggunakan diskless dimana booting terhadap OS dilakukan melalui jaringan yang diambil dari node master.

Komputer pada node slave ini minimal harus memiliki 1 ethernet card yang support melakukan PXEBOOT, sehingga dapat melakukan booting melalui jaringan.

Kesimpulan dari tulisan ini adalah sebagai berikut :

1. Parallel Komputasi dengan menggunakan PC Cluster merupakan salah satu solusi untuk melakukan komputasi dalam jumlah yang besar, sehingga perlu dilakukan management sistem keamanan yang ada pada PC Cluster tersebut.
2. Keamanan Sistem merupakan hal yang terpenting didalam melakukan parallel komputasi terutama dengan menggunakan PC Cluster, sehingga pengaturan untuk akses data, hak re/write dilakukan pengaturan.
3. Solusi PC Cluster dengan menggunakan diskless merupakan salah satu solusi untuk yang aman dalam melakukan parallel komputasi, karena semua data tersimpan pada server master node yang system keamanannya sangat terjaga dan terlindung.

All About Modern Computation (Komputasi Modern)

          Sebenarnya saya kurang begitu paham mengenai Komputasi Modern, namun disini saya hanya berusaha untuk menguraikan sedikit tentang komputasi modern di zaman teknologi yang canggih ini.

Definisi dan Pengertian

          Komputasi modern merupakan satu kesatuan arti yang terdiri dari dua kata penyusun, yaitu kata komputasi dan modern. Komputasi merupakan sebuah cara untuk menemukan pemecahan dari sebuah permasalahan input data dengan menggunakan algoritma. Pada zaman dahulu, komputasi dan perhitungan data dan angka masih menggunakan alat tulis biasa, kertas kosong, atau dikerjakan dengan menggunakan tabel. Komputasi yang disebut modern adalah komputasi yang menggunakan peralatan canggih dan tepat saat menyelesaian perhitungan data. 

           Dri penjabaran di atas saya dapat simpulkan bahwa Komputasi Modern merupakan sebuah cara perhitungan data yang menggunakan peralatan canggih seperti komputer dan sebagainya dimana tersimpan sejumlah algoritma di dalamnya yang dapat berfungsi untuk memecahkan dan menyelesaikan permasalahan perhitungan yang lebih efisien dan efektif.Masalah perhitungan yang sering kita temui diantaranya adalah sebagai berikut :

1. Kecepatan Gelombang Fisika (dalam satuan Hz)
2. Teori Kompleksitas Big O
3. Permasalahan perhitungan volume Hambatan listrik secara paralel

Sejarah Perkembangan

        Tanpa kita sadari, Komputasi sebenarnya telah dapat kita lakukan sejak dahulu. Perhitungan komputasi sederhana seperti menambahkan, mengalikan dan mengurangi data adalah kegiatan sehari-hari yang kita lakukan di sekolah maupun perkuliahan. Zaman dahulu, manusia purba seperti Pithecantropus Erectus, Meganthropus Paleo Javanicus, hingga Homo Sapiens telah pandai melakukan perhitungan sederhana untuk sistem jual beli tanpa menggunakan uang (barter atau pertukaran barang). Perhitungan hebat dari zaman dahulu yang masih sering kita gunakan seperti :

• Sistem perhitungan kalender Masehi
• Kalender Islam (Hijriah)
• Rasi bintang zaman romawi

         Pada pertengahan abad 20, banyak kebutuhan komputasi ilmiah bertemu dengan diiringi perkembangan komputer analog yang menggunakan mekanis atau listrik langsung model masalah sebagai dasar perhitungan. Namun komputer ini tidak dapat  diatur secara program dan umumnya tidak memiliki fleksibilitas dan keakuratan komputer digital modern. 

          George stibitz secara internasional diakui sebagai ayah dari komputer digital modern. Goerge bekerja di laboratorium bel di November 1937, beliau menciptakan dan membangun sebuah relay berbasis kalkulator yang dijuluki sebagai "model k" (untuk "meja dapur", di mana ia telah berkumpul). Goerge adalah orang pertama yang menggunakan sirkuit biner untuk melakukan operasi aritmatika. Kemudian ia menambahkan model kecanggihan yang lebih besar termasuk aritmatika dan kemampuan pemrograman kompleks.

         Tokoh lain yang sangat mempengaruhi perkembangan komputasi modern adalah 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 sumbangan ilmu pengetahuan dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau  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.

Model Komputasi Modern

Komputasi memiliki 3 model, yaitu :

1. Mesin Mealy
2. Mesin Moore
3. Petri net

Mesin Mealy

Diagram Fase Sederhana dari Mesin Mealy

          Mesin Mealy adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton atau finite state tranducer) yang menghasilkan keluaran berdasarkan fasa saat itu dan bagian masukan/input. Dalam hal ini, diagram fasa (state diagram) dari mesin Mealy memiliki sinyal masukan dan sinyal keluaran untuk tiap transisi. Prinsip ini berbeda dengan mesin Moore yang hanya menghasilkan keluaran/output pada tiap fasa.

         Nama Mealy diambil dari “G. H. Mealy” seorang perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “A Method for Synthesizing Sequential Circuits” pada tahun 1955.

Mesin Moore

 Diagram Fase Sederhana dari Mesin Moore

          Mesin Moore adalah otomasi fasa berhingga (finite state automaton) di mana keluarannya ditentukan hanya oleh fasa saat itu (dan tidak terpengaruh oleh bagian masukan/input). Diagram fasa (state diagram) dari mesin Moore memiliki sinyal keluaran untuk masing-masing fasa. Hal ini berbeda dengan mesin Mealy yang mempunyai keluaran untuk tiap transisi.

        Nama Moore diambil dari “Edward F. Moore” seorang ilmuwan komputer dan perintis mesin-fasa (state-machine) yang menulis karangan “Gedanken-experiments on Sequential Machines”.

Petri net

Contoh Animasi Petri net Otodidak

           Petri net adalah salah satu model untuk merepresentasikan sistem terdistribusi diskret. Sebagai sebuah model, Petri net merupakan grafik 2 arah yang terdiri dari place, transition, dan tanda panah yang menghubungkan keduanya. Di samping itu, untuk merepresentasikan keadaan sistem, token diletakkan pada place tertentu. Ketika sebuah transition terpantik, token akan bertransisi sesuai tanda panah.

Contoh Penggunaan dalam Dunia Kedokteran

         Contoh penggunaan komputasi modern dalam bidang kedokteran adalah USG Scan.

Untuk meramalkan aktivitas dari janin atau calon bayi, seorang praktisi komputasi meniru suasana pengujian aktivitasnya di laboratorium basah dengan model-model Fisika atau Matematika (seperti: struktur 3 dimensi bagian rahim seorang ibu) sebagai pengganti rahim sesungguhnya pada laboratorium tersebut. Model-model ini kemudian dinyatakan di dalam persamaan-persamaan Matematika yang kemudian diselesaikan oleh komputer dengan kapasitas dan kelajuan yang melebihi kapasitas dan kelajuan manusia. Berikut ini merupakan contoh USG Scan terbaru dan terkecil yang saya dapat dari perkembangan teknologi yang semakin pesat.

 USG Scanner Terkecil Sebesar Handphone

 

         Kemajuan teknologi Kedokteran terus berkembang, General Electric (GE), mengumumkan sebuah produk Baru yang sangat membantu, dalam memberikan diagnosa cepat dalam pertolongan kepada pasien. Vscan adalah produk baru, merupakan USG Scanner terkecil, ukurannya tidak lebih dari sebuah Handphone. Diharapkan Produk ini dapat menekan biaya pemeriksaan Scanner, selama ini ukuran USG Scanner cukup besar dan hanya ada di Rumah Sakit, Klinik.  

       "Ini tentang ukuran yang sama seperti BlackBerry," kata Immelt, sambil mengangkat perangkat putih yang tampaknya lipat di tengah seperti flip-telepon. Bagian atas menunjukkan perangkat gambar USG (informasi dari hati pasien,), sedangkan bagian bawah fungsi tombol kontrol.   

          Kemajuan teknologi Kesehatan ini diharapkan akan membantuk diagnosis cepat dan akurat, sehingga pertolongan terhadap pasien dapat dilakukan dengan baik. Selama ini, pemeriksaan Scan hanya dapat dilakukan di Rumah Sakit, pada banyak kasus, pertolongan yang dilakukan menjadi terlambat. Pasien tidak dapat diselamatkan. 

        Harga USG Scan model lama sangatlah mahal, berkorelasi positif terhadap mahalnya bisaya USG Scan di rumah sakit, tidak semua pasien memiliki kemampuan ekonomi yang baik. Semoga dengan hadirnya Vscan ini akan membuat biaya layanan kesehatan menjadi lebih murah. 

Sumber :

1. http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Mealy
2. http://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_Moore
3. http://id.wikipedia.org/wiki/Petri_net
4. http://visilubai.files.wordpress.com/2010/06/220px-8-cell.gif
5. http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1111718762
6. http://www.scribd.com/doc/24593215/SEJARAH-KOMPUTASI

Analisis Beberapa Format Image

BMP (Bitmap)

        Tipe file BMP umum digunakan pada sistem operasi Windows dan OS/2. Kelebihan tipe file BMP adalah dapat dibuka oleh hampir semua program pengolah gambar. Baik file BMP yang terkompresi maupun tidak terkompresi, file BMP memiliki ukuran yang jauh lebih besar daripada tipe-tipe yang lain. File BMP cocok digunakan untuk:

•    desktop background di windows.

•    sebagai gambar sementara yang mau diedit ulang tanpa menurunkan kualitasnya.

File BMP tidak cocok digunakan untuk:

•    web atau blog, perlu dikonversi menjadi JPG, GIF, atau PNG.

•    disimpan di harddisk/flashdisk tanpa di ZIP/RAR, kecuali space tidak masalah bagi Anda.

JPG/JPEG (Joint Photographic Experts Group)

         Tipe file JPG sangat sering digunakan untuk web atau blog. File JPG menggunakan teknik kompresi yang menyebabkan kualitas gambar turun (lossy compression). Setiap kali menyimpan ke tipe JPG dari tipe lain, ukuran gambar biasanya mengecil, tetapi kualitasnya turun dan tidak dapat dikembalikan lagi. Ukuran file BMP dapat turun menjadi sepersepuluhnya setelah dikonversi menjadi JPG. Meskipun dengan penurunan kualitas gambar, pada gambar-gambar tertentu (misalnya pemandangan), penurunan kualitas gambar hampir tidak terlihat mata.

File JPG cocok digunakan untuk:

•    gambar yang memiliki banyak warna, misalnya foto wajah dan pemandangan.

•    gambar yang memiliki gradien, misalnya perubahan warna yang perlahan-lahan dari merah ke biru.

File JPG tidak cocok digunakan untuk:

•    gambar yang hanya memiliki warna sedikit seperti kartun atau komik.

•    gambar yang memerlukan ketegasan garis seperti logo.

  Gambar 1. Contoh gambar kaya warna dengan JPG kualitas tinggi (32kb)

Gambar 2. Contoh gambar kaya warna dengan JPG kualitas rendah (14kb)

GIF (Graphics Interchange Format)

         Tipe file GIF memungkinkan penambahan warna transparan dan dapat digunakan untuk membuat animasi sederhana, tetapi saat ini standar GIF hanya maksimal 256 warna saja. File ini menggunakan kompresi yang tidak menghilangkan data (lossles compression) tetapi penurunan jumlah warna menjadi 256 sering membuat gambar yang kaya warna seperti pemandangan menjadi tidak realistis. Pada program MS Paint, tidak ada fasilitas penyesuaian warna yang digunakan (color table) sehingga menyimpan file GIF di MS Paint seringkali menghasilkan gambar yang terlihat rusak atau berubah warna. Pada program pengolah gambar yang lebih baik, seperti Adobe Photoshop, color table bisa diatur otomatis atau manual sehingga gambar tidak berubah warna atau rusak.

File GIF cocok digunakan untuk:

•    gambar dengan jumlah warna sedikit (dibawah 256).

•    gambar yang memerlukan perbedaan warna yang tegas seperti logo tanpa gradien.

•    gambar animasi sederhana seperti banner-banner iklan, header, dan sebagainya.

•    print shoot (hasil dari print screen) dari program-program simple dengan jumlah warna sedikit.

File GIF tidak cocok digunakan untuk:

•    gambar yang memiliki banyak warna seperti pemandangan.

•    gambar yang didalamnya terdapat warna gradien atau semburat.

  Gambar 3. Ilustrasi gambar transparan dengan GIF pada background kotak-kotak

Gambar 4. Gambar GIF animasi

PNG (Portable Network Graphics)

       PNG (Portable Network Graphics) adalah salah satu format penyimpanan citra yang menggunakan metode pemadatan yang tidak menghilangkan bagian dari citra tersebut (Inggris lossless compression).

         Format PNG ini diperkenalkan untuk menggantikan format penyimpanan citra GIF. Secara umum PNG dipakai untuk Citra Web (Jejaring jagat Jembar - en:World Wide Web). Untuk Web, format PNG mempunyai 3 keuntungan dibandingkan format GIF:

•    Channel Alpha (transparansi)

•    Gamma (pengaturan terang-gelapnya citra en:"brightness")

•    Penayangan citra secara progresif (progressive display)

         Selain itu, citra dengan format PNG mempunyai faktor kompresi yang lebih baik dibandingkan dengan GIF (5%-25% lebih baik dibanding format GIF). Satu fasilitas dari GIF] yang tidak terdapat pada PNG format adalah dukungan terhadap penyimpanan multi-citra untuk keperluan animasi. Untuk keperluan pengolahan citra, meskipun format PNG bisa dijadikan alternatif selama proses pengolahan citra - karena format ini selain tidak menghilangkan bagian dari citra yang sedang diolah (sehingga penyimpanan berulang ulang dari citra tidak akan menurunkan kualitas citra) namun format JPEG masih menjadi pilihan yang lebih baik.

[1] PNG (Format berkas grafik yang didukung oleh beberapa web browser. PNG mendukung transparansi gambar seperti GIF, berkas PNG bebas paten dan merupakan gambar bitmap yang terkompresi.

[2] PNG diciptakan untuk menggantikan keberadaan GIF karena masalah lisensi. Format PNG lebih baik daripada GIF. Masalahnya ada pada kurangnya dukungan yang dimampukan oleh web browser.

[3] Format ini dibuat sebagai alternatif lain dari format GIF. Format ini digunakan untuk menyimpan berkas dengan kedalaman 24 bit serta memiliki kemampuan untuk menghasilkan background transparan dengan pinggiran yang halus.

[4] Format PNG menggunakan metode kompresi lossless untuk menampilkan gambar 24-bit atau warna-warna solid pada media daring (online). Format ini mendukung transparansi di dalam alpha channel. Format PNG sangat baik digunakan pada dokumen daring (online), dan mempunyai dukungan warna yang lebih baik saat dicetak daripada format GIF. Akan tetapi pada warna PNG akan di-place pada dokumen InDesign sebagai gambar bitmap RGB, sehingga hanya dapat dicetak sebagai gambar komposit bukan pada gambar separasi.

[5] PNG (diucapkan 'ping') namun biasanya dieja apa adanya - untuk menghindari kerancuan dengan istilah "ping" pada jaringan komputer. PNG adalah kependekan dari Portabel Network Graphics dan merupakan standar terbuka format image raster yang didukung oleh W3C dan IETF.[5] Pada dasarnya, format PNG bukan merupakan format baru karena telah dikembangkan pada tahun 1995 untuk mengganti format GIF dan format TIFF. Format ini tidak digunakan lagi secara luas oleh browser dan perangkat lunak aplikasi pengolah gambar, sehingga dukungan terhadap format tidak begitu besar hingga tahun 2003, di mana format PNG semakin dikenal dan dipergunakan untuk aplikasi manipulasi gambar.

        Secara garis besar, format PNG mempunyai fitur sebagai berikut :

•    Sebagai pengganti format GIF dan TIFF.

•    Format terbuka atau open, efisien, gratis, dan kompresi jenis lossless.

•    Tiga mode warna], yaiut : paletted (8 bit), greyscale (16 bit), truecolour (hinga 48 bit)

•    Dukungan terhadap profile colour, gamma, dan metadata.

•    Mempunyai fitur transparansi serta dukungan penuh terhadap alpha channel.

•    Dukungan luas bagi software menipulasi grafis dan web browser.

          Tipe file PNG merupakan solusi kompresi yang powerfull dengan warna yang lebih banyak (24 bit RGB + alpha). Berbeda dengan JPG yang menggunakan teknik kompresi yang menghilangkan data, file PNG menggunakan kompresi yang tidak menghilangkan data (lossles compression). Kelebihan file PNG adalah adanya warna transparan dan alpha. Warna alpha memungkinkan sebuah gambar transparan, tetapi gambar tersebut masih dapat dilihat mata seperti samar-samar atau bening. File PNG dapat diatur jumlah warnanya 64 bit (true color + alpha) sampai indexed color 1 bit. Dengan jumlah warna yang sama, kompresi file PNG lebih baik daripada GIF, tetapi memiliki ukuran file yang lebih besar daripada JPG. Kekurangan tipe PNG adalah belum populer sehingga sebagian browser tidak mendukungnya.

  Gambar 6. Ilustrasi gambar transparan dengan PNG pada background kotak-kotak (hanya ilustrasi, gambar di atas bertipe JPG)

File PNG cocok digunakan untuk:
•    gambar yang memiliki warna banyak.
•    gambar yang mau diedit ulang tanpa menurunkan kualitas.

File PNG tidak cocok digunakan untuk:

•    gambar yang jika dikompress dengan JPG hampir-hampir tidak terlihat penurunan kualitasnya.

TIFF (Tagged Image Format File)

         TIFF (Tagged Image Format File) merupakan format gambar terbaik dengan pengertian bahwa semua data dan informasi (data RGB, data CMYK, dan lainnya) yang berkaitan dengan koreksi atau manipulasi terhadap gambar tersebut tidak hilang. Format TIFF biasa digunakan untuk kebutuhan pencetakan dengan kualitas gambar yang sangat tinggi. Ukuran berkas untuk format ini biasanya sangat besar.

         Format ini mampu menyimpan gambar dengan kualitas hingga 32 bit. Format berkas TIFF juga dapat digunakan untuk keperluan pertukaran antar platform (PC, Macintosh, dan Silicom Graphic). Selain itu, format ini mudah digunakan untuk transfer antar program. Hampir semua program yang mampu membaca format berkas bitmap juga mampu membaca format berkas TIFF.

Thermo Gravimetric Analyzer (TGA)

        Metode TGA merupakan prosedur yang cukup banyak dilakukan dalam karakterisasi bahan. Pada prinsipnya metode ini mengukur berkurangnya massa material ketika dipanaskan dari suhu kamar sampai suhu tinggi yang biasanya sekitar 900C. Alat TGA dilengkapi dengan timbangan mikro didalamnya sehingga secara otomatis berat sampel setiap saat bisa terekam dan disajikan dalam tampilan grafik.

        Pada pemanasan yang kontinyu dari suhu kamar, maka pada suhu – suhu tertentu material akan kehilangan cukup signifikan dari massanya. Kehilangan massa pada suhu tertentu dapat mengindikasikan kandungan dari bahan uji, meski tidak bisa secara spesifik merujuk pada suatu senyawa tertentu seperti yang misalnya ditunjukkan oleh puncak – puncak dari histogram FTIR ataupun XRD. Sehingga biasanya TGA digunakan untuk melakukan analisa proximate seperti kadar air, kadar senyawa volatil dan kadar abu dalam bahan.

         Sebenarnya TGA bisa beroperasi dalam kondisi inert dengan mengalirkan gas tertentu seperti nitroen ataupun helium. Tapi TGA juga bisa beroperasi dalam atmosfer gas non-inert seperti udara dan oksigen yang memungkinkan terjadinya reaksi dengan sampel dengan adanya kenaikan suhu. Sehingga disini TGA juga bisa berfungsi sebagai reaktor untuk menganalisa massa bahan yang bereaksi dalam kondisi operasi tertentu. Salah satu contohnya pada penelitian mencari katalis yang tepat untuk membakar soot (partikel karbon yang terkandung dalam asap knalpot mesin disel), yang dilakukan dengan cara soot dicampur katalis dimasukkan dalam TGA jika dinaikkan suhunya dan dialirkan udara maka akan terjadi reaksi pembakaran yang akan menurunkan massa yang terdeteksi oleh TGA. Katalis yang baik tentunya bisa menurunkan suhu reaksi yang signifikan dibandingkan tidak memakai katalis.

         Cara pemakaian alat ini sangatlah mudah. Material yang berupa serbuk cukup dimasukkan kedalam cawan kecil dari bahan platina, atau alumina ataupun teflon seperti pada gambar dibawah ini. Pemilihan bahan dari cawan ini perlu disesuaikan dengan bahan uji. Pastikan bahan uji tidak bereaksi dengan bahan cawan serta tidak lengket ketika dipanaskan.

1.     

                       Analisa memerlukan juga bahan standar sebagai referensi dan penyeimbang dari timbangan mikro. Biasanya dipakai alumina sebagai standar yang juga perlu dimasukkan dalam cawan. Alumina dan bahan uji kemudian dimasukkan kedalam alat TGA seperti gambar dibawah ini.

       Yang perlu dilakukan dengan sangat hati – hati adalah ketika meletakkan cawan – cawan diatas pan timbangan. Karena lengan dari pan timbangan sangat mudah patah sehingga dalam menempatkan dan mengambil kontainer perlu dilakukan dengan hati – hati.

        Setelah sampel dimasukkan maka kita bisa memprogram urutan pemanasannya. Pemanasan bisa diprogram sesuai dengan kebutuhan misalkan kita bisa mengatur memanaskan sampel sampai 110 C dan ditahan 10 menit kemudian pemanasan dengan cepat dilanjutkan sampai 900 C kemudian suhu diturunkan menjadi 600 C ditahan selama 30 menit. Kita dapat memprogram temperatur dan juga kecepatan pemanasan, alat ini bisa memanaskan sampai sekitar 1000 C dengan kecepatan sampai 100 C/menit atau lebih tergantung tipe alat.

PCX (Personal Computer eXchange)

         PCX adalah sebuah format gambar yang dikembangkan oleh ZSoft Corporation yang berasal dari Marietta, Georgia, Amerika Serikat. PCX adalah format gambar yang aslinya diciptakan untuk PC Paintbrush (PCX = "Personal Computer eXchange") dan telah menjadi salah satu format gambar DOS yang paling diterima, meskipun keberadaannya sejak DOS telah digantikan oleh format yang lebih canggih semisal GIF, JPG dan PNG.

       Sebuah file PCX adalah format file berbentuk raster; kepala filenya menyimpan informasi tentang perangkat keras monitor (resolusi layar, kedalaman warna, informasi palet, jumlah bit dst.) secara terpisah dari gambarnya. Hal ini membuat sebuah file PCX dapat dipindahkan dan dibuka di perangkat komputer lain dengan perangkat keras yang berbeda. Sebuah file PCX biasanya dapat menyimpan gambar-gambar dengan indeks palet 2 hingga 4 bit dan 16 hingga 256 warna, namun sekarang telah ditambah untuk menyimpan gambar-gambar true color (24-bit).

Raster vs Vektor

        Semua tipe file gambar yang disebutkan di atas (BMP, JPG, GIF, dan PNG) termasuk jenis gambar raster (atau disebut juga Bitmap). Gambar raster terdiri dari titik-titik pixel yang jumlahnya tetap. Jika diperbesar, baik di-zoom atau diubah ukuran gambarnya, gambar akan terlihat pecah atau tidak sebagus aslinya. Jenis gambar yang lain adalah gambar vektor. Gambar vektor terdiri dari garis, bentuk, bidang, dan warna yang dituliskan dalam instruksi-instruksi matematis. Jika diperbesar, gambar vektor kualitasnya tetap. Aplikasi pengolah gambar vektor misalnya CorelDraw (CDR) dan Adobe Ilustrator (AI). Gambar vektor saat ini tidak dapat digunakan di web atau browser.

       Demikian penjelasan mengenai tipe-tipe gambar, dengan memilih tipe gambar yang sesuai, ukuran file gambar jadi lebih kecil, dan pengunjung web/blog kita tidak perlu menunggu lama pada saat loading dan menghemat bandwidth pengunjung, sehingga pengunjung akan lebih kerasan singgah di web atau blog kita. Semoga bermanfaat.

Referensi : 

 

1. Wahana Komputer. (2007). Microsoft Excel 2007 untuk Bisnis Perkantoran. Salemba Infotek. hlm. 169. ISBN978-979-9550-80-4.
2. Feri Sulianta (2009). Web Marketing. Salemba Infotek. hlm. 59. ISBN978-979-27-5158-1.
3.   Vinsensius Sitepu (2005). Membuat Animasi D/ Corelbryce. Elex Media Komputindo. hlm. 374. ISBN 979-20-6620-9
4. Edi S. Mulyanta (2005). Menjadi Desainer Layout Andal dengan Adobe InDesign CS. ANDI. hlm. 175. ISBN 979-731-615-7
5. Edi S. Mulyanta (2006). Menjadi Desainer Layout Andal dengan Adobe InDesign CS. ANDI. hlm. 175. ISBN 979-763-337-3
6. Muksin Wijaya (2006). Manipulasi Gbr & Foto Digital Prophotoxi. Elex Media Komputindo. hlm. 42. ISBN 979-20-9907-7
7. Wahana Komputer (2007). Buku Latihan : Teknik Mengolah Foto Digital Dengan Adobe Photoshop Cs3. Elex Media Komputindo. hlm. 32. ISBN 978-979-27-1193-6   

 

Data Kelompok 4IA12

Agus Wahyu (50407056)

Didin Muhidin (50407272)

Lulu  Setiawan (50407510)

Reny Ayu Supriyatini (50407703)

Romtoni (50407759)