Komputasi Grid

Pengantar Komputasi Modern

KOMPUTASI GRID

PENGERTIAN

Komputasi Grid adalah penggunaan sumber daya yang melibatkan banyak komputer yang terdistribusi dan terpisah secara geografis untuk memecahkan persoalan komputasi dalam skala besar.

Grid computing merupakan cabang dari distributed computing. Grid komputer memiliki perbedaan yang lebih menonjol dan di terapakan pada sisi infrastruktur dari penyelesaian suatu proses. Grid computing adalah suatu bentuk cluster (gabungan) komputer-komputer yang cenderung tak terikat batasan geografi. Di sisi lain, cluster selalu diimplementasikan dalam satu tempat dengan menggabungkan banyak komputer lewat jaringan.

Ide awal komputasi grid dimulai dengan adanya distributed computing, yaitu mempelajari penggunaan komputer terkoordinasi yang secara fisik terpisah atau terdistribusi. Sistem terdistribusi membutuhkan aplikasi yang berbeda dengan sistem terpusat. Kemudian berkembang lagi menjadi parallel computing yang merupakan teknik komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan.

Grid computing menawarkan solusi komputasi yang murah, yaitu dengan memanfaatkan sumber daya yang tersebar dan heterogen serta pengaksesan yang mudah dari mana saja. Globus Toolkit adalah sekumpulan perangkat lunak dan pustaka pembuatan lingkungan komputasi grid yang bersifat open-source. Dengan adanya lingkungan komputasi grid ini diharapkan mempermudah dan mengoptimalkan eksekusi program-program yang menggunakan pustaka paralel. Dan Indonesia sudah menggunakan sistem Grid dan diberi nama InGrid (Inherent Grid). Sistem komputasi grid mulai beroperasi pada bulam Maret 2007 dan terus dikembangkan sampai saat ini. InGrid ini menghubungkan beberapa perguruan tinggi negeri dan swasta yang tersebar di seluruh Indonesia dan beberapa instansi pemerintahan seperti Badan Meteorologi dan Geofisika.

KONSEP GRID COMPUTING

Beberapa konsep dasar dari grid computing :

1. Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal.
2. Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda, mencakup Sumber daya komputasi dikelola oleh sistem batch berbeda, Sistem storage berbeda pada node berbeda, Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user yang sama pada sumber daya berbeda pada Grid.
3. Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah
4. Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik, di internet)
5. Tiga hal yang di-sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan / layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high throughput computing dibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer. 

CARA KERJA GRID COMPUTING

Menurut tulisan singkat oleh Ian Foster ada check-list yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi bahwa suatu sistem melakukan komputasi grid yaitu :

1. Sistem tersebut melakukan koordinasi terhadap sumberdaya komputasi yang tidak berada dibawah suatu kendali terpusat. Seandainya sumber daya yang digunakan berada dalam satu cakupan domain administratif, maka komputasi tersebut belum dapat dikatakan komputasi grid.
2. Sistem tersebut menggunakan standard dan protokol yang bersifat terbuka (tidak terpaut pada suatu implementasi atau produk tertentu). Komputasi grid disusun dari kesepakatan-kesepakatan terhadap masalah yang fundamental, dibutuhkan untuk mewujudkan komputasi bersama dalam skala besar. Kesepakatan dan standar yang dibutuhkan adalah dalam bidang autentikasi, otorisasi, pencarian sumberdaya, dan akses terhadap sumber daya.
3. Sistem tersebut berusaha untuk mencapai kualitas layanan yang canggih, (nontrivial quality of service) yang jauh diatas kualitas layanan komponen individu dari komputasi grid tersebut.

Kemudian hal yang tidak boleh dilupakan adalah mengenai keberadaan dari elemen-elemen dari grid computing, elemen ini tidak bisa dilepaskan dari grid computing. Elemen grid computing adalah berikut :

1. Hardware
2. Software
3. Brainware

Dibalik kemudahan setiap komputasi yang sudah ada selama ini, maka ada kekurangan/kelemahan yang dimilikinya. Dibawah ini saya akan memberikan info mengenai kelebihan dan kekurangan apa saja yang dimiliki oleh grid computing ini :

1. Hardware dalam komputasi grid mencakup perangkat penyimpanan, prosesor, memori, jaringan, dan software yang di desain untuk mengelola hardware ini, misalnya database, manajemen penyimpan, manajemen sistem, server aplikasi, dan sistem operasi. Hardware pada grid komputing di atur secara lokal, dan hardware yang berbeda memiliki kebijakan dan cara kerja yang berbeda. Hardware dan user grid komputing sering bersifat dinamis tergantung penerapan grid tersebut.
2. Software merupakan suatu perangkat yang menghubungkan semua middleware-nya. Middleware itu sendiri adalah bagian dari software, yaitu lapisan sofware yang terletak antara sistem operasi dan aplikasi yang berfungsi sebagai penghubung komunikasi antar-objek dari sistem yang berbeda. Unsur-unsur dasar suatu middleware adalah keamanan (security), pengaturan sumber daya (resource management), pengaturan data (data management), dan layanan informasi (information services). Contoh beberapa middleware adalah Globus Toolkit, Gridbus, Microsoft’s COM/DCOM, Unicore, dan masih banyak contoh-contoh middleware lainnya.
3. Brainware dalam komputasi grid hanya meliputi pemelihara dan pemakai grid. Dahulu grid computing cenderung hanya di pakai oleh para ilmuan untuk kepentingan ilmiah. Pada saat itu memang ekspose terbesar lebih banyak pada proyek-proyek sains, seperti riset genetika, fisika dan yang paling terkenal adalah proyek SETI ( Search for Extra Terrestrial Intelligence ) atau riset pencari kehidupan di luar bumi. Hal ini memunculkan persepsi bahwa teknologi komputasi grid ini sulit di terima di kalangan non-ilmuan, terutama di kalangan bisnis. Namun, sekarang penerapan komputasi grid telah merambah penggunaanya bukan hanya pada proyek sains saja. Bahkan baru-baru ini, teknologi grid computing telah di kenalkan pada dunia enterpreneur dan mendapat banyak respon positif. Orang yang memelihara dan menggunakan teknologi grid computing ini, berdasarkan penelitian penggunaannya akan meluas pada:

• jaringan penelitian publik bagi para peneliti dan ilmuan;
• layanan (service), artinya grid computing tidak lagi hanya bersifat komputasional;
• berbagai institusi keuangan, seperti perbankan;
• Service Oriented Architecture (SOA), yaitu enkapsulasi sekumpulan aplikasi sebagai interface tunggal yang dapat di rekonfigurasi.

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN CLOUD COMPUTING

1. Penggunaan Grid Computing System untuk perusahaan-perusahaan akan banyak memberikan manfaat, baik manfaat secara langsung maupun tidak langsung. Beberapa manfaat tersebut antara lain :
2. Grid computing menjanjikan peningkatan utilitas, dan fleksibilitas yang lebih besar untuk sumberdaya infrastruktur, aplikasi dan informasi. Dan juga menjanjikan peningkatan produktivitas kerja perusahaan.
3. Grid computing bisa memberi penghematan uang, baik dari sisi investasi modal maupun operating cost–nya.
4. Dan beberapa hambatan yang dialami oleh masyarakat Indonesia dalam mengaplikasikan teknologi grid computing adalah sebagai berikut :
5. Manajemen institusi yang terlalu birokratis menyebabkan mereka enggan untuk merelakan fasilitas yang dimiliki untuk digunakan secara bersama agar mendapatkan manfaat yan lebih besar bagi masyarakat luas.
6. Masih sedikitnya Sumber Daya Manusia yang kompeten dalam mengelola grid computing. Contonhya kurangnya pengetahuan yang mencukupi bagi teknisi IT maupun user non teknisi mengenai manfaat dari grid computing itu sendiri.

CONTOH GRID COMPUTING

A) Scientific Simulation

Komputasi grid diimplementasikan di bidang fisika, kimia, dan biologi untuk melakukan simulasi terhadap proses yang kompleks.

B) Medical Images

Penggunaan data grid dan komputasi grid untuk menyimpan medical-image. Contohnya adalah eDiaMoND project.

C) Computer-Aided Drug Discovery (CADD)

Komputasi grid digunakan untuk membantu penemuan obat. Salah satu contohnya adalah: Molecular Modeling Laboratory (MML) di University of North Carolina (UNC).

D) Big Science

Data grid dan komputasi grid digunakan untuk membantu proyek laboratorium yang disponsori oleh pemerintah Contohnya terdapat di DEISA.

E) E-Learning

Komputasi grid membantu membangun infrastruktur untuk memenuhi kebutuhan dalam pertukaran informasi dibidang pendidikan. Contohnya adalah AccessGrid.

F) Visualization

Komputasi grid digunakan untuk membantu proses visualisasi perhitungan yang rumit.

G) Microprocessor design

Komputasi grid membantu untuk mengurangi microprocessor design cycle dan memudahkan design center untuk membagikan resource lebih efisien. Contohnya ada diMicroprocessor Design Group at IBM Austin.

PERBEDAAN GRID & CLOUD COMPUTING

Komputasi grid di mana lebih dari satu komputer koordinat untuk memecahkan masalah bersama. Sering digunakan untuk masalah yang melibatkan banyak nomor berderak, yang dapat dengan mudah parallelisable.

Cloud computing adalah di mana aplikasi tidak mengakses sumber daya memerlukan langsung, melainkan mengakses mereka melalui sesuatu seperti layanan. Jadi, bukannya berbicara dengan hard drive khusus untuk penyimpanan, dan CPU khusus untuk perhitungan, dll itu berbicara untuk beberapa layanan yang menyediakan sumber daya tersebut. Layanan ini kemudian memetakan setiap permintaan untuk sumber daya untuk sumber daya fisik, dalam rangka untuk menyediakan aplikasi. Biasanya layanan memiliki akses ke sejumlah besar sumber daya fisik, dan dinamis dapat mengalokasikan mereka seperti yang diperlukan.

Dengan cara ini, jika aplikasi membutuhkan hanya sejumlah kecil dari beberapa sumber, mengatakan perhitungan, maka layanan hanya mengalokasikan sedikit, mengatakan pada CPU fisik tunggal (yang dapat dibagi dengan beberapa aplikasi lain yang menggunakan layanan). Jika aplikasi membutuhkan sejumlah besar beberapa sumber daya, maka layanan mengalokasikan bahwa jumlah besar, mengatakan grid CPU. Aplikasi ini relatif tidak menyadari ini, dan semua penanganan yang kompleks dan koordinasi dilakukan oleh layanan, tidak aplikasi. Dengan cara ini aplikasi dapat skala dengan baik.

Misalnya sebuah situs web yang ditulis "di awan" mungkin berbagi server dengan banyak situs web lain sementara ia memiliki jumlah rendah lalu lintas, tetapi dapat pindah ke dedicated server sendiri, atau grid server, jika pernah memiliki sejumlah besar lalu lintas. Ini semua ditangani oleh layanan cloud, sehingga aplikasi tidak harus dimodifikasi secara drastis untuk mengatasi. Awan biasanya akan menggunakan grid. Sebuah grid tidak selalu awan atau bagian dari awan.

Sumber :

wikepedia.com

http://nasyasora.blogspot.com/

https://madluke.wordpress.com/2011/04/15/grid-computing/

http://stackoverflow.com/questions/1067987/what-is-the-difference-between-cloud-computing-and-grid-computing

Pengantar Komputasi Modern

KOMPUTASI GRID

REDUCE MAP & NO SQL

QUANTUM GATES

dan

DISTRIBUTED COMPUTATION

dalam

CLOUD COMPUTING

Pengantar Komputasi Modern

Disusun oleh:

Putri Nurhasanah Dewi          (58414617)

Rahmat Tri Laksono               (58414812)

Reyka Firdhaulisia J               (59414130)

Yulianti Lestari                       (5C414553)

Dosen : Lely Prananingrum, Skom, MMSI

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA

UNIVERSITAS GUNADARMA

2018

DISTRIBUTED COMPUTATION

DALAM

CLOUD COMPUTING

Merupakan kumpulan beberapa komputer yang terhubung untuk melakukan pendistribusian, seperti mengirim dan menerima data serta melakukan interaksi lain antar komputer yang dimana membutuhkan sebuah jaringan agar komputer satu dan lainnya bisa saling terhubung dan melakukan interaksi. Hal ini semua dilakukan dengan cloud computing yang seperti diketahui memberikan layanan dimana informasinya disimpan di server secara permanen dan disimpan di komputer secara temporary.

Komputasi terdistribusi merupakan salah satu tujuan dari cloud computing, karena menawarkan pengaksesan sumber daya secara paralel, para pengguna juga bisa memanfaatkannya secara bersamaan (tidak harus menunggu dalam antrian untuk mendapatkan pelayanan), terdiri dari banyak sistem sehingga jika salah satu sistem rusak, sistem lain tidak akan terpengaruh, dapat menghemat biaya operasional karena tidak membutuhkan sumber daya.

Cloud computing mempunyai tiga tingkat layanan, yaitu:

1.      Infrastructure as a service: meliputi grid untuk virtualized, storage & network.

2.      Platform as a service: memfokuskan pada aplikasi dimana seorang developer tidak perlu memikirkan hardware dan tetap fokus pada pembuatan aplikasi tanpa harus mengkhawatirkan sistem operasi, infrastructure scaling, load balancing dan lain-lain.

3.      Software as a service: memfokuskan pada aplikasi dengan Web-based interface yang diakses melalui Web Service dan Web 2.0.

Kelebihan cloud computing yaitu:

1.      Menghemat biaya investasi awal untuk pembelian sumber daya.

2.      Menghemat waktu sehingga perusahaan bisa langsung fokus ke profit dan berkembang dengan cepat.

3.      Membuat operasional dan manajemen lebih mudah karena sistem pribadi maupun perusahaan yang tersambung dalam satu cloud dapat dimonitor dan diatur dengan mudah.

4.      Menjadikan kolaborasi yang terpercaya dan lebih ramping.

5.      Menghemat biaya operasional pada saat realibilitas ingin ditingkatkan dan kritikal sistem informasi yang dibangun.

Kekurangan cloud computing yaitu:

1.      Tidak dapat dilakukan jika tidak terhubung ke internet.

2.      Apabila koneksi internet yang lambat, maka cloud computing tidak lagi optimal untuk digunakan.

3.      Fitur yang ditawarkan tidak selengkap aplikasi desktop.

4.      Data yang disimpan dalam cloud secara umum tidaklah aman karena diperbanyak di beberapa mesin.

5.      Satu pusat serangan. Penempatan semua server dalam satu komputer akan menjadikannya sebagai target serangan.

MAP REDUCE DAN NO SQL

Map Reduce adalah model pemrograman rilisan Google yang ditujukan untuk memproses data berukuran raksasa secara terdistribusi dan paralel dalam cluster yang terdiri atas ribuan komputer. Dalam memproses data, secara garis besar Map Reduce dapat dibagi dalam dua proses yaitu proses Map dan proses Reduce. Kedua jenis proses ini didistribusikan atau dibagi-bagikan ke setiap komputer dalam suatu cluster (kelompok komputer yang saling terhubung) dan berjalan secara paralel tanpa saling bergantung satu dengan yang lainnya.

Berikut ini ilustrasi untuk mendapatkan gambaran tentang proses map dan reduce.

Tahapan Proses Map Reduce

Map reduce terdiri atas tiga tahap, yaitu tahap map, tahap shuffle dan terakhir tahap reduce. Untuk tahapan shuffle dan reduce digabungkan ke dalam satu tahap besarannya yaitu tahap reduce.

1.      Tahap map, memproses data inputan yang umumnya berupa file yang tersimpan dalam HDFS. Inputan tersebut kemudian diubah menjadi tuple yaitu pasangan antara key dan value-nya.

2.      Tahap reduce, memproses data inputan dari hasil proses map, yang kemudian dilakukan tahap shuffle dan reduce yang hasil data set baru-nya disimpan di HDFS kembali.

Nosql

Nosql adalah sebuah memcache dari bagian database sederhana yang berisi key dan value. Database ini bersifat struktur storage dimana sistem databasenya yang berbeda dengan sistem database relasional. Nosql tidak membutuhkan skema table dan menghindari operasi join dan berkembang secara horizontal.

Quantum Gates

Quantum Gates adalah sebuah gerbang kuantum yang dimana berfungsi mengoperasikan bit yang terdiri dari 0 dan 1 menjadi qubits. dengan demikian Quantum gates mempercepat banyaknya perhitungan bit pada waktu bersamaan.

Quantum Gates / Gerbang Quantum merupakan sebuah aturan logika / gerbang logika yang berlaku pada quantum computing. Prinsip kerja dari quantum gates hampir sama dengan gerbang logika pada komputer digital. Jika pada komputer digital terdapat beberapa operasi logika seperti AND, OR, NOT, pada quantum computing gerbang quantum terdiri dari beberapa bilangan qubits, sehingga quantum gates lebih susah untuk dihitung daripada gerang logika pada komputer digital.

Untuk memanipulasi sebuah qubit, maka menggunakan Quantum Gates (Gerbang Kuantum). Cara kerjanya yaitu sebuah gerbang kuantum bekerja mirip dengan gerbang logika klasik. Gerbang logika klasik mengambil bit sebagai input, mengevaluasi dan memproses input dan menghasilkan bit baru sebagai output.

Quantum gerbang logika yang diwakili oleh matriks kesatuan. Gerbang kuantum yang paling umum beroperasi pada ruang satu atau dua qubit, seperti biasa klasik gerbang logika beroperasi pada satu atau dua bit. Ini berarti bahwa sebagai matriks, gerbang kuantum dapat dijelaskan oleh 2 × 2 atau 4 × 4 matriks kesatuan.

Komputasi Grid

Komputasi Grid merupakan cabang dari pendistribusian komputer yang terpisah baik secara lokal maupun secara geografis untuk melakukan suatu proses komputasi dalam skala besar. Komputasi grid disimulasikan dengan menggabungkan banyak komputer yang diimplementasikan menggunakan jaringan sebagai media transportasi data yang diolah.

Beberapa konsep dasar dari grid computing :

1. Sumber daya dikelola dan dikendalikan secara lokal.
2. Sumber daya berbeda dapat mempunyai kebijakan dan mekanisme berbeda, mencakup Sumber daya komputasi dikelola oleh sistem batch berbeda, Sistem storage berbeda pada node berbeda, Kebijakan berbeda dipercayakan kepada user yang sama pada sumber daya berbeda pada Grid.
3. Sifat alami dinamis: Sumber daya dan pengguna dapat sering berubah
4. Lingkungan kolaboratif bagi e-community (komunitas elektronik, di internet)
5. Tiga hal yang di-sharing dalam sebuah sistem grid, antara lain : Resource, Network dan Proses. Kegunaan / layanan dari sistem grid sendiri adalah untuk melakukan high throughput computing dibidang penelitian, ataupun proses komputasi lain yang memerlukan banyak resource komputer.

Elemen grid computing adalah berikut :

1. Hardware

Berupa media penyimpanan, server, dan perangkat keras lainnya.

2. Software

Berupa sistem operasi, layanan informasi, pengaturan data, aplikasi dan lain-lain.

3. Brainware

Adalah pengguna dan pemelihara software dan hardware yang digunakan.

Perbedaan grid dengan cloud computing adalah komputasi grid dilakukan dengan cara men-sharing perosoalan yang ada dan dikerjakan bersama-sama dan dibagikan kembali secara merata. Sedangkan untuk komputasi cloud dilakukan secara langsung seperti tatap muka dimana setiap persoalan dilakukan oleh perseorangan yang jika sudah selesai satu persoalan, yang lain baru dapat meneruskan perosoalan yang baru sebagian selesai.

Cloud yang secara harfiah adalah awan, namun dalam ilmu komputer diartikan sebagai suatu server yang dikhususkan dan memiliki lalu lintas yang dianggap sedikit sehingga dapat mempermudah saat proses unggah persoalan yang dikerjakan.

Sumber

https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_terdistribusi

https://azizazkink.wordpress.com/2014/05/09/distributed-computation-dalam-cloud-computing/

http://putrifebiani.blogspot.co.id/2014/05/distributed-computation-dalam-cloud.html

http://ridwanraa.blogspot.co.id/2015/10/distributed-computation-dalam-cloud.html

http://noviardisyamsuir.blogspot.co.id/2016/03/hadoop-mapreduce-adalah.html

http://putrifebiani.blogspot.co.id/2014/05/map-reduce-dan-nosql.html

https://www.quantiki.org/wiki/quantum-gates

http://timothyayoseph.blogspot.co.id/2016/05/quantum-gates.html

http://wikepedia.com

http://nasyasora.blogspot.com/

https://madluke.wordpress.com/2011/04/15/grid-computing/

http://stackoverflow.com/questions/1067987/what-is-the-difference-between-cloud-computing-and-grid-computing

Penulisan Teknik Solusi Statis

Penulisan

Pengertian dari :

Teknik Solusi Statis dan Dominasi lemah

Nash Equilibrium

Strategi Campuran Nash Equilibrium

Teknik Solusi untuk Memecahkan Game Statis.

Solusi untuk permainan adalah prediksi tentang apa yang akan dilakukan oleh setiap pemain dalam permainan itu. Ini mungkin merupakan prediksi yang sangat tepat, di mana solusi memberikan satu strategi optimal untuk setiap pemain. Ketika ini terjadi, solusinya dikatakan unik. Namun, sering terjadi bahwa solusi untuk permainan tertentu kurang tepat, bahkan sejauh tidak ada strategi yang tersedia yang dikesampingkan. Seperti yang diharapkan banyak teknik solusi yang berbeda telah diusulkan untuk berbagai jenis permainan.

Untuk permainan statis, dua teknik solusi yang luas telah diterapkan. Set pertama teknik solusi mengandalkan konsep dominasi. Di sini solusi untuk permainan ditentukan dengan mencoba untuk mengesampingkan strategi orang yang rasional tidak akan pernah dimainkan. Argumen berdasarkan dominasi berusaha untuk menjawab pertanyaan "Strategi apa yang akan pemain rasional tidak pernah dimainkan?" Set kedua teknik solusi didasarkan pada konsep kesetimbangan. Dalam permainan non-kooperatif keseimbangan terjadi ketika tidak ada pemain, bertindak secara individual, memiliki insentif untuk menyimpang dari solusi yang diprediksi. Dengan teknik solusi ini, sebuah permainan diselesaikan dengan menjawab pertanyaan “Properti apa yang perlu agar menjadi solusi keseimbangan?”.

Pada bagian berikut ini kita memeriksa berbagai teknik dominan yang dapat diterapkan untuk permainan statis, dan dua konsep kesetimbangan.

a.      Dominasi Ketat

Sebuah strategi dikatakan didominasi secara ketat jika strategi lain selalu memberikan imbalan yang lebih baik apa pun yang dilakukan pemain lain dalam permainan. Teknik solusi ini membuat asumsi yang masuk akal bahwa seorang pemain rasional tidak akan pernah memainkan strategi yang benar-benar didominasi. Jika seorang pemain dengan sengaja memainkan strategi yang sangat didominasi, mereka tidak dapat memaksimalkan imbalan yang mereka harapkan, mengingat keyakinan mereka tentang apa yang akan dilakukan pemain lain.

Dalam pengertian ini seorang pemain yang memainkan strategi yang sangat didominasi dikatakan irasional. Menerapkan prinsip aturan dominasi ketat dari jenis perilaku irasional ini. Untuk mengilustrasikan teknik ini, kita menggunakannya untuk memecahkan permainan dilema tahanan. Dalam menerapkan prinsip dominasi yang ketat, kita memeriksa setiap pemain secara bergantian dan mengecualikan semua strategi yang benar-benar didominasi. Proses ini mungkin mengesampingkan semua kecuali satu strategi untuk setiap pemain. Ini berlaku untuk game dilema tahanan, dan teknik ini menghasilkan solusi unik untuk game ini.

Pertimbangkan pertama dilema yang dihadapi tahanan 1. Haruskah dia mengaku atau haruskah dia tetap diam berharap tahanan lain melakukan hal yang sama. Prinsip dominasi ketat berpendapat bahwa tahanan 1 harus mengaku. Alasannya adalah bahwa tahanan apa pun yang memutuskan untuk melakukan tahanan 1 selalu lebih baik mengaku. Ini berarti tidak mengaku benar-benar didominasi dan tampaknya masuk akal untuk menganggapnya tidak akan dimainkan. Logika yang sama berlaku sama untuk narapidana 2 dan dominasi yang begitu ketat meramalkan bahwa ia juga akan mengaku. Solusi untuk permainan ini berdasarkan dominasi ketat adalah bahwa kedua tahanan mengaku meskipun keduanya akan lebih baik jika tidak mengaku. Setidaknya salah satu pemain dalam permainan ini dapat, dengan hasil yang berbeda, dibuat lebih baik tanpa pemain lain yang dibuat lebih buruk dari solusi ini dikatakan tidak efisien Pareto. (Kenyataannya jika kedua pemain tidak mengakui keduanya akan lebih baik.) Ini adalah fitur yang sangat umum dari banyak permainan yang digunakan dalam ekonomi, dan itu akan diilustrasikan dalam banyak konteks di seluruh buku ini.

Perlu dicatat di sini bahwa penyebab inefisiensi Pareto bukanlah bahwa para pemain tidak dapat berkomunikasi, melainkan bahwa mereka tidak dapat berkomitmen pada hasil yang efisien Pareto. Bahkan jika kedua narapidana itu setuju sebelum ditangkap, tak satu pun dari mereka akan mengaku, setelah ditahan, adalah demi kepentingan pribadi mereka untuk melakukan yang sebaliknya. Ini menggambarkan perbedaan antara teori permainan non-kooperatif dan kooperatif. Dalam teori permainan kooperatif, kedua narapidana bisa masuk ke dalam perjanjian yang mengikat dan dapat dilaksanakan untuk tidak mengaku dan menjadi lebih baik. Ini tidak mungkin dalam teori permainan non-kooperatif.

b.      Dominasi Lemah

Suatu strategi dikatakan didominasi secara lemah jika strategi lain membuat orang itu lebih baik dalam beberapa situasi dan membuat mereka tidak peduli pada yang lain. Sekali lagi, tampaknya masuk akal untuk mengasumsikan bahwa seorang pemain rasional tidak akan memainkan strategi yang didominasi lemah, karena mereka bisa melakukan setidaknya juga, dan mungkin bahkan lebih baik, dengan memainkan strategi dominan. Pertimbangkan permainan bentuk normal yang ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Dalam game ini ada dua pemain masing-masing dengan dua kemungkinan strategi. Pemain 1 dapat bergerak "naik" atau "turun", dan pemain 2 dapat bergerak "kiri" atau "kanan". Imbalan diberikan dalam matriks, di mana angka pertama adalah bayaran untuk pemain 1 dan angka kedua adalah hasil untuk pemain 2. Untuk permainan ini tidak ada strategi yang tersedia dikesampingkan menggunakan prinsip dominasi ketat. Ini karena tidak ada strategi yang membuat pemain itu semakin buruk dalam semua keadaan. Sebagai contoh, jika pemain 1 memainkan "naik" maka pemain 2 adalah acuh tak acuh antara "kiri" dan "kanan". Demikian pula jika pemain 2 memainkan "kiri" pemain 1 adalah acuh tak acuh antara "atas" dan "bawah".

Meskipun kita tidak dapat mengajukan banding kepada prinsip dominasi ketat untuk mengesampingkan salah satu strategi yang tersedia, kita dapat menerapkan prinsip dominasi yang lemah.

Gambar 2.3 Penerapan dari Dominasi Lemah

Menurut prinsip dominasi pemain yang lemah 1 tidak akan pernah bermain "turun" dan ini dapat dikesampingkan. Demikian pula pemain 2 tidak akan pernah bermain "benar", dan ini juga dapat dikesampingkan. Ini hanya menyisakan satu strategi tersisa untuk setiap pemain. Hasil yang diprediksi adalah pemain 1 akan bergerak "naik" dan pemain 2 akan bergerak "kiri". Sekali lagi ini adalah solusi tidak efisien Pareto. Ini karena hasil "down / left" membuat pemain 2 lebih baik dan pemain 1 tidak lebih buruk. Alasan pemain 1 tidak beralih ke bermain "turun", meskipun ini mengarah pada peningkatan Pareto, adalah bahwa itu memerlukan risiko yang lebih besar untuk pemain ini. Jika pemain 2 bermain "benar" maka pemain 1 pasti lebih buruk bergerak "turun" bukannya "naik". Unsur untuk menghindari risiko yang tidak perlu ini tercermin dalam prinsip dominasi yang lemah.

c.       Iterasi Dominasi Ketat

Iterasi dominasi yang ketat mengasumsikan bahwa dominasi yang ketat dapat diterapkan berturut-turut untuk pemain yang berbeda dalam permainan. Misalnya, jika satu pemain mengesampingkan strategi tertentu, karena didominasi oleh yang lain, maka diasumsikan pemain lain mengenali ini dan bahwa mereka juga percaya pemain lain tidak akan memainkan strategi yang didominasi ini. Ini pada gilirannya dapat menyebabkan mereka mengecualikan strategi yang didominasi, dan seterusnya. Dengan cara ini dimungkinkan untuk mengecualikan semua kecuali satu strategi untuk setiap pemain, dan sehingga membuat prediksi unik untuk permainan yang sedang dianalisis. Pertimbangkan permainan yang ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Penerapan dari Iterasi Dominasi Ketat

Dalam game ini pemain 1 memiliki dua kemungkinan strategi, "naik" dan "turun", dan pemain 2 memiliki tiga kemungkinan strategi, "kiri", "tengah" dan "kanan". Awalnya tidak "naik" atau "turun" secara ketat didominasi oleh yang lain untuk pemain 1. Namun untuk pemain 2 "kanan" secara ketat didominasi oleh "tengah". Menarik dominasi ketat kita dapat beralasan bahwa pemain 2 tidak akan pernah bermain "benar".

Jika pemain 1 juga tahu bahwa pemain 2 adalah rasional dan tidak akan bermain "benar", maka "naik" sekarang sangat mendominasi "turun" untuk pemain 1. Iterasi dominasi ketat sekarang memprediksi bahwa "turun" tidak akan dimainkan. Akhirnya jika pemain 2 tahu bahwa pemain 1 tidak akan pernah bergerak "turun", maka dominasi yang ketat memprediksi bahwa pemain 2 akan bermain "tengah". Solusi unik untuk permainan ini didasarkan pada dominasi yang kuat berturut-turut atau iterasi karena itu "up / tengah".

                  d.      Iterasi Dominasi Lemah.

Teknik dominasi terakhir adalah dominasi yang lemah. Ini sama dengan dominasi yang ketat, kecuali di sini dominasi lemah yang diterapkan secara berturut-turut untuk pemain yang berbeda dalam permainan. Sekali lagi ada kemungkinan bahwa teknik ini dapat menghasilkan solusi unik untuk permainan tertentu. Satu masalah dengan dominasi yang lemah, yang tidak dibagi dengan dominasi yang ketat, adalah bahwa solusi yang diprediksi dapat bergantung pada urutan di mana strategi pemain dihilangkan. Ini benar untuk permainan yang ditunjukkan pada Gambar 2.5. Jika kita mulai dengan menerapkan dominasi lemah untuk pemain 1 maka kita memprediksi bahwa para pemain akan memilih solusi unik "atas / tengah". Jika kita pertama kali menerapkan dominasi lemah untuk pemain 2 maka yang bisa kita simpulkan adalah bahwa pemain 2 tidak akan bermain "benar". Jelaslah urutan di mana kita menerapkan dominasi lemah secara signifikan mempengaruhi hasil prediksi permainan. Sayangnya untuk sebagian besar game pilihan ini sepenuhnya sewenang-wenang.

Gambar 2.5 Penerapan dari Iterasi Dominasi Lemah.

Perlu dicatat bahwa dalam menerapkan argumen dominasi beralasan kita mengasumsikan versi rasionalitas yang lebih kuat daripada yang kita lakukan dengan dominasi belaka. Dengan dominasi kita mengasumsikan bahwa pemain yang rasional tidak akan memainkan strategi yang didominasi. Dengan dominasi berulang kita berasumsi bahwa pemain yang rasional tidak akan memainkan strategi yang didominasi, dan juga bahwa pemain beranggapan bahwa pemain lain adalah rasional dan tidak akan melakukan ini. Untuk dominasi berulang untuk memprediksi secara akurat orang tidak hanya harus rasional tetapi menganggap bahwa orang lain juga rasional, dan persyaratan ini perlu diperkuat dengan setiap iterasi. (Sebagai contoh, saya perlu berasumsi bahwa Anda percaya bahwa saya percaya bahwa Anda percaya bahwa saya rasional, dan sebagainya. Jika urutan penalaran ini tak terbatas kita memiliki asumsi yang sering digunakan tentang pengetahuan umum tentang rasionalitas.) iterasi menjadi besar asumsi tambahan ini menjadi semakin meragukan.Contoh permainan di mana prinsip pengulangan dominasi yang ketat diambil secara ekstrem adalah permainan kelabang Rosenthal (1981).

Jika sebuah permainan menghasilkan solusi unik dengan menerapkan dominasi yang ketat, lemah atau iterasi maka permainan itu dikatakan sebagai dominasi yang dapat dipecahkan. Masalah utama dengan semua teknik solusi ini adalah seringnya mereka memberikan prediksi yang sangat tidak tepat tentang suatu permainan. Pertimbangkan permainan yang ditunjukkan pada Gambar 2.6. Dalam argumen permainan ini berdasarkan dominasi mengarah pada prediksi yang sangat tidak tepat bahwa apa pun bisa terjadi! Jika solusi yang lebih spesifik untuk jenis permainan ini diperlukan maka teknik solusi yang lebih kuat harus diterapkan. Ini mengarahkan kita pada teknik solusi yang didasarkan bukan pada dominasi tetapi pada konsep keseimbangan.

Gambar 2.6 Ilustrasi Masalah Teknik Dominasi.

                  e.       Nash Equilibrium

Sebagaimana dinyatakan dalam pengantar untuk argumen bagian ini berdasarkan dominasi mengajukan pertanyaan “Strategi apa yang pemain rasional tidak pernah mainkan? "Berbeda dengan konsep ekuilibrium Nash yang dimotivasi oleh pertanyaan" Sifat apa yang harus dimiliki ekuilibrium? Jawaban untuk pertanyaan ini dari John Nash (1951), berdasarkan pada karya sebelumnya oleh Cournot (1838), adalah bahwa dalam ekuilibrium setiap strategi yang dipilih pemain adalah optimal mengingat setiap pemain lain memilih strategi kesetimbangan. Jika ini tidak terjadi maka setidaknya satu pemain akan ingin memilih strategi yang berbeda dan jadi kita tidak bisa berada dalam kesetimbangan. Sekali lagi konsep ini berusaha untuk menerapkan asumsi ekonom bahwa individu bersifat rasional dalam arti bahwa mereka berusaha untuk memaksimalkan kepentingan diri mereka sendiri.

Menemukan kesetimbangan Nash untuk permainan apa pun melibatkan dua tahap. Pertama, kita mengidentifikasi strategi optimal setiap pemain sebagai respons terhadap apa yang mungkin dilakukan pemain lain. Ini melibatkan bekerja melalui setiap pemain secara bergantian dan menentukan strategi optimal mereka. Ini dilakukan untuk setiap kombinasi strategi oleh pemain lain. Kedua, kesetimbangan Nash diidentifikasi ketika semua pemain memainkan strategi optimal mereka secara bersamaan.

Tegasnya metodologi di atas hanya mengidentifikasi strategi murni Nash equilibria. Itu tidak mengidentifikasi strategi campuran Nash equilibria. Sebuah keseimbangan strategi murni adalah di mana setiap pemain memainkan satu strategi spesifik. Ekuilibrium strategi campuran adalah tempat setidaknya satu pemain dalam permainan mengacak beberapa atau semua strategi murni mereka. Ini berarti bahwa pemain menempatkan distribusi probabilitas atas strategi alternatif mereka. Misalnya, pemain mungkin memutuskan untuk memainkan masing-masing dari dua strategi murni yang tersedia dengan probabilitas 0,5, dan tidak pernah memainkan strategi lain. Oleh karena itu, strategi murni adalah a membatasi strategi campuran dengan kemungkinan satu diberikan kepada strategi yang dipilih, dan nol untuk semua yang lain. Konsep strategi campuran Nash ekuilibrium dibahas kemudian di bagian ini.

Untuk mengilustrasikan metodologi dua tahap untuk menemukan keseimbangan (strategi murni) Nash, kita menerapkannya pada permainan dilema narapidana. Ini ditunjukkan pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7. Nash Equilibrium pada Permainan Dilema Tersangka

Tahap satu.

Pertama-tama kita perlu mengidentifikasi strategi optimal untuk setiap tahanan, tergantung pada apa yang mungkin dilakukan tahanan lain. Jika tahanan 1 mengharapkan tahanan 2 untuk mengaku maka strategi terbaik narapidana 1 juga untuk mengaku (-6 lebih baik daripada -9). Hal ini ditunjukkan pada Gambar 2.7 dengan menggarisbawahi elemen pembayaran ini untuk napi 1 di sel yang sesuai dengan kedua narapidana mengaku. Jika tahanan 1 mengharapkan narapidana 2 tidak mengaku, maka strategi terbaik narapidana masih untuk mengaku (saat ini 0 lebih baik dari -1). Sekali lagi kita menunjukkan ini dengan menggarisbawahi elemen pembayaran ini untuk narapidana 1. Analisis yang sama dilakukan untuk napi 2 dan imbalan strategi terbaiknya digarisbawahi.

Tahap Dua.

Selanjutnya kita menentukan apakah kesetimbangan Nash ada dengan memeriksa terjadinya strategi optimal yang diidentifikasi sebelumnya. Jika semua imbalan dalam sel digarisbawahi maka sel tersebut sesuai dengan ekuilibrium Nash. Ini benar menurut definisi, karena dalam kesetimbangan Nash semua pemain memainkan strategi optimal mereka mengingat bahwa pemain lain juga memainkan strategi optimal mereka. Dalam permainan dilema tahanan hanya satu sel yang semua elemennya digarisbawahi. Ini sesuai dengan kedua narapidana mengaku, dan jadi ini adalah equilibrium Nash yang unik untuk game ini.

Prediksi untuk game dilema tahanan ini sama dengan yang diturunkan menggunakan dominasi ketat. Sebenarnya memang benar bahwa solusi dominasi yang unik dan unik adalah ekuilibrium Nash yang unik. Kebalikan dari pernyataan ini, bagaimanapun, tidak selalu benar. Kesetimbangan Nash yang unik tidak selalu merupakan solusi dominan yang unik dan unik. Dalam pengertian ini, ekuilibrium Nash adalah konsep solusi yang lebih kuat daripada dominasi yang ketat. Untuk alasan ini konsep ekuilibrium Nash dapat memprediksi solusi unik untuk permainan di mana dominasi yang ketat tidak. Ini diilustrasikan dalam permainan yang digunakan sebelumnya untuk menunjukkan bahwa permainan mungkin tidak dapat dipecahkan. Permainan ini ditunjukkan pada Gambar 2.6 yang direproduksi di bawah ini pada Gambar 2.8. Sebagaimana dinyatakan sebelumnya argumen berdasarkan dominasi yang diterapkan pada game ini memprediksi bahwa apa pun bisa terjadi. Menggunakan dua tahap metodologi untuk menemukan (strategi murni) Nash equilibrium namun menghasilkan prediksi unik bahwa pemain 1 akan memilih "turun" dan pemain 2 akan memilih "benar". Konsep ekuilibrium Nash dapat sangat berguna ketika argumen dominasi tidak memberikan solusi yang unik.

Gambar 2.8. Penerapan Lebih Dalam dari Nash Equilibrium

Salah satu hasil penting dari teori permainan adalah bahwa untuk setiap permainan terbatas (yaitu permainan dengan sejumlah pemain dan strategi terbatas) selalu ada setidaknya satu ekuilibrium Nash. Sebelum berpikir bahwa hasil ini berarti bahwa kita selalu dapat membuat prediksi pasti tentang apa yang akan dilakukan orang-orang dalam game apa saja, dua kualifikasi berikut perlu dinyatakan.

Pertama, hasil di atas hanya benar jika kita memasukkan strategi campuran, serta strategi murni. Ini berarti bahwa kita tidak dapat selalu menyatakan dengan pasti apa yang semua pemain dalam permainan akan lakukan, tetapi sebaliknya kita mungkin hanya dapat memberikan probabilitas untuk berbagai hasil yang terjadi. Kemungkinan ini dibahas di bawah ini.

Kedua, hasil di atas tidak mengesampingkan kemungkinan beberapa ekuilibrium Nash. Memang banyak permainan yang menunjukkan banyak kesetimbangan Nash. Dengan beberapa kesetimbangan, masalahnya adalah bagaimana memilih satu ekuilibrium dari banyak orang. Sebagai jawaban atas pertanyaan ini, banyak penyempurnaan dari ekuilibrium Nash yang telah diusulkan untuk mencoba membatasi sekumpulan kemungkinan kesetimbangan. Beberapa penyempurnaan ini dibahas dalam bab-bab selanjutnya.

f.        Strategi Campuran Nash Equilibrium.

Untuk mengilustrasikan bahwa mungkin ada beberapa kesamaan Nash dengan permainan tertentu, dan juga ide strategi campuran, kita melihat permainan klasik lain yang disebut "Battle of the Sexes". Dalam permainan ini seorang suami dan istri sedang mencoba memutuskan ke mana harus pergi untuk keluar malam. Sementara mereka harus memilih untuk pergi ke pertandingan tinju, atau ke balet. Kedua pemain lebih suka pergi ke mana saja bersama-sama, tetapi mengingat ini pria lebih memilih tinju dan wanita balet. (Permainan ini diusulkan pada tahun 1950-an, yang sebagian menjelaskan pandangan stereotipnya.) Preferensi ini direpresentasikan dalam permainan bentuk normal yang ditunjukkan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Pertarungan Antar Gender dalam Bentuk Normal.

Menerapkan metode dua tahap untuk mengidentifikasi strategi kesetimbangan Nash murni kita dapat melihat bahwa permainan di atas memiliki dua kesetimbangan seperti itu. Ini adalah bahwa keduanya akan pergi ke tinju atau keduanya akan pergi ke balet. Ini berarti bahwa setiap orang akan pergi ke mana pun mereka berpikir orang lain akan pergi. Ini tidak terlalu membantu, karena tidak memberitahu pemain apa yang mungkin dilakukan orang lain. Karena tidak ada strategi murni yang unik, Nash tidak memiliki pemain yang dapat dengan yakin memprediksi apa yang akan dilakukan orang lain. Bermain strategi campuran adalah respons terhadap ketidakpastian ini. Strategi campuran adalah ketika pemain mengacak beberapa atau semua strategi murni yang tersedia. Ini berarti bahwa pemain menempatkan distribusi probabilitas atas strategi alternatif mereka. Ekuilibrium strategi campuran adalah di mana setidaknya satu pemain memainkan strategi campuran dan tidak ada yang memiliki insentif untuk menyimpang secara sepihak dari posisi itu.

Kunci dari strategi campuran Nash equilibrium adalah bahwa setiap strategi murni yang dimainkan sebagai bagian dari strategi campuran memiliki nilai yang diharapkan sama. Jika ini tidak benar, seorang pemain akan memainkan strategi yang menghasilkan nilai tertinggi yang diharapkan untuk mengesampingkan semua yang lain. Ini berarti situasi awal tidak bisa menjadi keseimbangan. Di sini kita menunjukkan bagaimana mengidentifikasi strategi campuran Nash keseimbangan untuk pertempuran permainan jenis kelamin.

Biarkan pr (tinju) H adalah probabilitas bahwa suami pergi ke pertandingan tinju, dan pr (tinju) W probabilitas bahwa istri pergi ke pertandingan tinju. Sama halnya dengan pr (balet) H adalah probabilitas bahwa pria pergi ke balet, dan pr (balet) W probabilitas bahwa wanita pergi ke balet. Karena ini adalah satu-satunya dua alternatif, harus benar bahwa pr (tinju) + pr (balet) = 1 untuk suami dan istri. Mengingat probabilitas ini kita dapat menghitung nilai yang diharapkan dari setiap tindakan yang mungkin dilakukan oleh setiap orang.

Dari permainan bentuk normal, nilai pembayaran yang diharapkan untuk istri jika dia memilih untuk pergi ke pertandingan tinju diberikan sebagai

EV boxing () W = pr tinju (1) () H + pr (balet) (0) W

= pr (tinju) H

Demikian pula nilai hasil yang diharapkan jika dia pergi ke balet adalah EV

ballet () W = pr tinju (0) () H + pr ballet (2) () H

= 2 pr ballet () H

Dalam ekuilibrium, nilai yang diharapkan dari kedua strategi ini harus sama dan kita dapatkan

EV boxing () W = EV ballet () W

∴ pr tinju () H = 2 pr (balet) H

∴ −1 pr (balet) H = 2 pr (balet) H

∴ = 1 3 pr (balet) H 1 2

∴pr (balet) H = 1/3 dan pr (tinju) H = 2/3

Ini berarti bahwa dalam strategi campuran keseimbangan suami akan pergi ke balet dengan probabilitas 1/3 dan tinju dengan probabilitas 2/3. Kita dapat melakukan perhitungan yang sama untuk hasil yang diharapkan suami dan mendapatkan hasil yang sama bahwa dalam kesetimbangan istrinya akan pergi ke balet dengan probabilitas 2/3 dan tinju dengan probabilitas 1/3. Dengan probabilitas individu ini kita dapat menghitung bahwa keduanya akan pergi ke tinju dengan probabilitas 2/9, keduanya pergi ke balet dengan probabilitas 2/9, dan pergi ke acara terpisah dengan probabilitas 5/9.

Kombinasi dari strategi campuran ini merupakan equilibrium Nash ketiga untuk game ini. Secara intuitif ini tampaknya merupakan ekuilibrium Nash yang paling masuk akal dari ketiganya, karena secara eksplisit memperhitungkan ketidakpastian yang melekat dalam permainan. Perlu dicatat bahwa memainkan strategi campuran tidak berarti bahwa pemain melempar koin atau melempar dadu untuk membuat keputusan. Melainkan memainkan strategi campuran adalah respons rasional terhadap ketidakpastian tentang apa yang akan dilakukan pemain lain.

Salah satu aspek penasaran dari keseimbangan strategi campuran adalah karena masing-masing strategi murni yang dipilih dalam strategi campuran memiliki nilai pembayaran yang diharapkan sama, setiap pemain acuh tak acuh mengenai strategi mana yang sebenarnya dia mainkan. Ekuilibrium strategi campuran adalah, karenanya, dikatakan sebagai keseimbangan yang lemah karena tidak ada pemain yang dibuat lebih buruk jika mereka meninggalkan strategi campuran mereka, dan memainkan salah satu dari komponen strategi murni dari strategi campuran mereka. Fitur dari strategi campuran Nash keseimbangan ini telah menyebabkan penerapannya dalam ekonomi menjadi kontroversial. Secara khusus teknik solusi ini telah dikritik sebagai memaksakan kendala yang tidak dapat diterima pada keyakinan pemain.

Softskill Pengantar Teknologi Game

Sumber :

http://www.opim.wharton.upenn.edu/~sok/papers/r/graham-romp/romp-chapter2