BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Multithreading
Pada saat membangun sebuah program, kita sering menemukan proses yang harus dikerjakan dengan urutan sequencial yang memiliki pola tertentu. Meskipun masing-masing indeks didalam urutan tersebut memiliki variable yang berubah-ubah nilainya sesuai indeks yang diwakilinya, contohnya proses perkalian matriks, penentuan nilai deret bilangan dan deret aritmatika, pemrosesan matriks adjacency didalam teori
graph, penyusunan laporan didalam file Microsoft Excel, dan lain-lain. Pada penerapannya, proses-proses sequencial tersebut harus diolah mulai dari indeks pertama hingga indeks terakhir. Maka secara logika indeks yang ke n tidak akan diproses sebelum indeks yang ke n-1 selesai diproses dan indeks yang ke n-1 juga tidak akan diproses sebelum indeks yang ke n-2 selesai diproses. Tetapi dengan menggunakan teknik multithreading, kita mampu mengolah indeks-indeks yang ada didalam sebuah proses sequencial tanpa menunggu indeks yang sebelumnya selesai diproses. Dan salah satu keuntungan yang didapat melalui multithreading adalah proses runtime akan berjalan lebih cepat karena multithreading mampu memparalelkan proses yang berjalan pada proses sequencial tersebut.
2.1.1 Pengertian Multitasking
cooperative multitasking adalah ketika program berakhir pada saat program tersebut diperintahkan untuk berakhir.
2.1.2 Pengertian Multithreading
Program dengan multithreading sebenarnya mengembangkan ide dari multitasking tersebut dengan mengambil satu level pemahaman dibawahnya, yaitu sebuah program tunggal yang menjalankan lebih dari satu task pada waktu yang bersamaan (Sun Microsystem, 1994). Biasanya task tersebut disebut dengan thread yang merupakan singkatan dari istilah thread control. Maka, sebuah program yang menjalankan lebih dari satu thread pada saat yang bersamaan disebut dengan program multithreading.
Untuk lebih memperjelas mengenai multithreading, penulis akan mencoba memberikan gambaran melalui gambar 2.1.1 dibawah ini.
Gambar 2.1.1 : Penjabaran multithreading
Pada gambar 2.1.1 diberikan penjabaran tentang multithreading. Gambar yang disebelah kiri adalah proses squencial dan yang disebelah kanan adalah proses yang dikerjakan dengan multithreading. Pada proses multithreading dapat dilihat bahwa ada dua thread yang bekerja meskipun diatur dengan penjadwalan. Pada proses
multithreading tersebut, akan lebih banyak code yang dieksekusi pada saat thread
Pemrograman multithreading telah ada lebih dari 30 tahun ini (Shene C-k, 2001), beberapa sistem sebelumnya juga sudah mendukung pemrograman
multithreading dengan beberapa nama yang berbeda. Sebagai contoh IBM memanggil sebuah thread dengan sebutan coroutine. Dan sekarang ini hampir semua sistem operasi mendukung pemrograman multithreading sejak Windows 95/NT hingga sistem operasi turunan dari Unix.
2.1.3 Penjadwalan Thread
Processor komputer semakin lama semakin cepat, sebelum kemampuan aplikasi komputer belum mampu memepertahankan kecepatannya. Untuk aplikasi komersial, nilai rata-rata CPI (Cycles Per Instruction) processor mencapai 2.5 atau 3 CPI. Melalui instruksi empat arah dari processor, satu diantara 3 CPI berarti hanya satu slot
dari dua puluh yang sedang baik untuk digunakan. Karena itu kemampuan aplikasi komputer tidak berubah meskipun kemampuan hardware telah ditingkatkan.
Penjadwalan thread adalah sebuah metode yang digunakan untuk melakukan pengukuran terhadap thread yang sedang dieksekusi pada multithreaded processor. Resource utilitas dari masing-masing multiple thread diukur pada saat thread tersebut dieksekusi secara bersamaan pada sebuah multithreaded processor (Chrysos, 2003).
2.1.4 Desain Perancangan Pemrograman Multithreading
Pada saat ini, hampir semua sistem operasi mendukung pemrograman multithreading
sejak Windows 95/NT hingga sistem operasi turunan Unix. Untuk melakukan pemrograman multithreading, dibutuhkan bahasa yang berbasis objek (Object Oriented Programming) dikarenakan hanya bahasa pemrograman yang berorientasi objek yang menyediakan fasilitas untuk pemrograman multithreading dimana bahasa tersebut menyediakan eksekusi serentak dari banyak thread yang ada pada sebuah program yang sama. Pada dasarnya, thread menyediakan cara untuk mengeksekusi program secara parallel didalam satu program yang sama.
perancangan program atau sistem, UML juga bisa diaplikasikan pada perancangan proses bisnis dan arsitektur sistem hardware. Detail dan deskripsi yang baik tentang UML ditunjukkan pada tulisan oleh Booch et al tahun 2004 dan Alhir tahun 1998.
2.1.4.1 Representasi UML dari Proses dan Thread
Gambar 2.1.2 : Representasi UML untuk proses dan thread
Pada gambar 2.1.2 menunjukkan detail dari sebuah proses dan thread serta relasi antara keduanya menggunakan class diagram. Pada desain ini, digunakan stereotype
2.1.4.2 Representasi UML dari Execution Core
Gambar 2.1.3 : Stereotype dari execution core
Gambar 2.1.4 : Class diagram dari sebuah core
Gambar 2.1.5 : Anggota tunggal dan multiple dari core
2.2 Kriptografi
Untuk membuktikan pengaruh mutltithreading didalam meningkatkan kecepatan proses, maka penulis menerapkan teknik multithreading tersebut pada proses kriptografi dengan algoritma affine cipher. Kriptografi adalah suatu ilmu yang mempelajari bagaimana cara menjaga agar data atau pesan tetap aman saat dikirimkan, dari pengirim ke penerima tanpa mengalami gangguan dari pihak ketiga (Stalling, 1998). Tujuan penerapan kriptografi adalah untuk membuat sesuatu yang tersembunyi, baik itu berupa text, suara, gambar, dan video. Untuk lebih memperjelas pengertian kriptografi, penulis mencoba menjabarkan arsitektur umum kriptografi melalui gambar 2.2.1 dibawah ini.
Gambar 2.2.1 : Arsitektur umum kriptografi
Dari arsitektur umum kriptografi diatas terlihat bahwa text pada kotak sebelah kiri merupakan text mentah (plain text) dan text pada kotak sebelah kanan adalah text hasil enkripsi atau mekanisme yang dilakukan untuk merubah text mentah menjadi text tersembunyi (Septiarini dan Hamdani, 2011) yang disebut dengan cipher text. Sedangkan setelah menjadi cipher text, text tetap bisa kembali diubah menjadi bentuk
plain text-nya, proses ini disebut dengan dekripsi. Enkripsi dan dekripsi dilakukan melalui sebuah algoritma yang algoritma tersebut memiliki key yang hanya diketahui oleh pengirim dan penerima.
2.2.1 Affine Cipher
Affine cipher adalah perluasan dari metode Caesar cipher, yang mengalihkan plain text dengan sebuah nilai dan menambahkannya dengan pergeseran P menghasilkan
cipher text C yang dinyatakan dengan fungsi kongruen
𝐶𝐶= 𝑚𝑚𝑃𝑃+𝑏𝑏 (𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛)
Yang mana n adalah ukuran alphabet, m adalah bilangan bulat yang harus relatif prima dengan n (m dan n tidak mempunyai faktor prima bersamaan atau FPB m dan b = 1) maka jika tidak relatif prima, maka dekripsi tidak bisa dilakukan, dan b adalah jumlah pergeseran. Untuk melakukan deskripsi, rumus enkripsi diatas harus dipecahkan untuk memperoleh P. Solusi kekongruenan tersebut hanya ada jika invers m (mod n), dinyatakan dengan m -1. Jika m -1 ada maka dekripsi dilakukan dengan persamaan sebagai berikut
𝑃𝑃 =𝑖𝑖𝑛𝑛𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖(𝑚𝑚) (𝐶𝐶 − 𝑏𝑏)(𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛)
Invers(m) didapat dengan menggunakan persamaan
𝑚𝑚𝑚𝑚 (𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛)≡ 1 (𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛)
maka didapat hasil ciphertext yaitu CZOLINE
Kemudian untuk melakukan dekripsi, mula-mula cari invers(m). 7x ≡ 1 (mod 26)
x = 15, karena 7.15 (mod 26) = 1 (mod 26) maka P = 15(C– 10) (mod 26)
c1 = 2 p1 ≡ 15 ⋅ (2 – 10) = –120 ≡ 10 (mod 26) (huruf ‘K’)
c2 = 25 p2 ≡ 15 ⋅ (25 – 10) = 225 ≡ 17 (mod 26) (huruf ‘R’)
c3 = 14 p3 ≡ 15 ⋅ (14 – 10) = 60 ≡ 8 (mod 26) (huruf ‘I’)
c4 = 11 p4 ≡ 15 ⋅ (11 – 10) = 15 ≡ 15 (mod 26) (huruf ‘P’)
c5 = 13 p5 ≡ 15 ⋅ (13 – 10) = 45 ≡ 19 (mod 26) (huruf ‘T’)
c6 = 4 p6 ≡ 15 ⋅ (4 – 10) = –90 ≡ 14 (mod 26) (huruf ‘O’)
maka didapatlah Plaintext berupa KRIPTO
