Judul: Paralelisasi Algoritme Pairwise Alignment dan Neighbor Joining pada Progressive Multiple Sequence Alignment
Abstrak: Multiple sequence alignment (MSA) adalah permasalahan dasar dalam Bioinformatika yang bertujuan menjajarkan lebih dari dua sekuens biologi untuk menemukan kemiripan pada masing-masing sekuens. MSA digunakan dalam analisis phylogenetic, identifikasi motif pada keluarga protein dan pemodelan homologi tiga dimensi. Tantangan yang dihadapi dalam melakukan implementasi MSA adalah kompleksitas algoritme dan ukuran data sekuens yang besar. Progressive MSA ClustalW merupakan metode heuristic yang banyak digunakan untuk menyelesaikan masalah kompleksitas algoritme MSA. Beberapa penelitian membuktikan bahwa paralelisasi progressive MSA dapat meningkatkan kinerja dalam menghadapi ukuran data sekuens yang besar. Penelitian ini bertujuan melakukan paralelisasi algoritme pairwise alignment dan neighbor joining pada progressive MSA ClustalW menggunakan model pemrograman message passing, shared memory, dan gabungan keduanya. Perancangan program paralel dilakukan dengan empat tahap yaitu partitioning, communication, agglomeration dan mapping. Perancangan program paralel tersebut menghasilkan lima skenario implementasi untuk algoritme pairwise alignment dan satu skenario untuk algortime neighbor joining. Skenario tersebut antara lain pureMPI, pureOpenMP, ompInner, mpiOmpInner, dan mpiOmpOuter pada algoritme pairwise alignment serta skenario pureOpenMP pada algoritme neighbor joining. Skenario pureOpenMP menjadi skenario terbaik pada algoritme pairwise alignment dengan speedup hingga 12.20 kali menggunakan 20 prosesor. Skenario pureOpenMP pada algoritme neighbor joining menghasilkan speedup hingga 6.11 kali menggunakan 20 prosesor. Algoritme pairwise alignment dan neighbor joining memperoleh speedup terbaik menggunakan skenario pureOpenMP yang merupakan implementasi model pemrograman shared memory. Penggunaan skenario tersebut pada gabungan kedua algoritme diperoleh speedup hingga 12 kali menggunakan 20 prosesor. Paralelisasi kedua algoritme tersebut menggunakan skenario pureOpenMP berkontribusi untuk menjaga algoritme gabungan tetap kokoh pada data yang memiliki sekuens yang panjang dan jumlah sekuens yang banyak.
Keyword: message passing, multiple sequence alignment, neighbor joining, pairwise alignment, shared memory

Judul: Perbandingan Skema Partisi Data Algoritme Pairwise Alignment Paralel pada Sistem Shared Memory.
Abstrak: Algoritme pairwise alignment (PA) dipakai dalam bioinformatika untuk menjajarkan sepasang sekuens DNA atau protein. PA merupakan penyusun dasar algoritme multiple sequence alignment (MSA) yang digunakan untuk menjajarkan lebih dari dua sekuens sekaligus untuk menemukan homologi antar-sekuens. Selain itu, PA dipakai dalam perakitan sekuens untuk menggabungkan hasil pembacaan dari sequencer yang pendek-pendek menjadi satu gen utuh. Di samping itu, PA juga dipakai untuk pencarian sekuens pada database, untuk menemukan sekuens-sekuens yang paling mirip dengan sekuens yang dicari. Teknologi next-generation DNA sequencer terkini mampu menghasilkan data sekuens yang banyak, hingga ratusan milyar pasang basa (bp) dalam sekali jalan. Data yang besar memerlukan pemrosesan yang cepat, sehingga algoritme penjajaran perlu diparalelkan untuk mempercepat proses analisis. Beberapa penelitian sebelumnya telah memparalelkan algoritme PA dengan berbagai skema partisi data, akan tetapi belum diketahui skema yang memberikan kinerja terbaik. Skema partisi data sangat mempengaruhi kinerja PA paralel, karena algoritme ini memakai teknik pemrograman dinamis yang membutuhkan banyak sinkronisasi. Tujuan penelitian ini adalah menerapkan algoritme PA paralel dengan berbagai skema partisi data yang berbeda pada sistem shared-memory dan menguji serta memperbaiki masing-masing skema untuk mendapatkan skema yang memberikan kinerja terbaik. Skema tersebut antara lain blocked columnwise, rowwise, antidiagonal, dan blocked columnwise dengan penjadwalan manual dan loop unrolling. Pengujian kinerja dilakukan pada prosesor quad-core memakai data uji sekuens DNA dengan panjang 1000 hingga 16 000 bp. Skema antidiagonal menghasilkan kinerja terburuk dengan efisiensi 36% karena waktu sinkronisasinya dua kali lipat lebih tinggi dan pola akses memori yang non-linier. Skema rowwise menghasilkan efisiensi 80%, sedangkan skema blocked columnwise menghasilkan efisiensi 75%. Kedua skema ini memiliki waktu sinkronisasi yang hampir sama. Seharusnya skema blocked columnwise bisa lebih baik, namun karena keterbatasan pustaka OpenMP kinerja skema ini lebih buruk dari rowwise. Skema blocked columnwise diperbaiki dengan menggunakan penjadwalan manual dan loop unrolling. Penjadwalan manual mengatasi batasan pustaka OpenMP, sehingga skema ini menjadi lebih efisien. Teknik loop unrolling mengurangi waktu sinkronisasi menjadi setengahnya. Hasilnya, skema ini memberikan kinerja terbaik dengan efisiensi 89%. Hasil ini memberikan algoritme PA berkinerja tinggi dengan fine-grain parallelism yang dapat digunakan lebih lanjut untuk mengembangkan multiple sequence alignment (MSA) paralel.
Keyword: pairwise alignment, partisi data, pemrosesan paralel, shared memory

Judul: Elektrodeposisi Film Tipis Semikonduktor Cu2ZnSnS4 (CZTS) pada Substrat Kaca ITO
Abstrak: Semiconductor Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin film that can be used as absorber layers on solar cell module was made via electrodeposition method. CZTS thin film was electrodeposited on the surface of a silicate glass coated with a thin layer of indium tin oxide (ITO). Deposition process was done using potentiostatic mode at room temperature with a potential of 1.05 V for 30, 45, and 60 minutes, followed with annealing the film at 2 different temperatures, 500 ºC using furnace and 180 ºC using hot plate, both treatments for 45 minutes in N2/H2S atmosphere. The X-ray difractograms were analyzed using Match 2 program and showed that the CZTS thin films had kesterit crystalline structure, with a low percentage of CZTS phase. The thin film also contained secondary phases such as Cu2S, ZnS, and SnS. The obtained CZTS thin films had a thickness between 1.039 and 1.676 μm. Absorption study showed that the band gap energy of CZTS thin films which was annealed using furnace ranged from 1.50 to 1.52 eV, whereas that annealed using the hot plate was not observed. The band gap energy value showed that CZTS thin films can be used as sunlight absorber layers on solar cell. The formation of CZTS crystal film on this investigation was effectively performed using furnace annealing process at a temperature of 500 ºC with deposition time of 45 minutes.
Keyword: Thin film, Electrodeposition, Cu2ZnSnS4