Showing posts with label komputasi. Show all posts
Showing posts with label komputasi. Show all posts

Sunday, July 7, 2013

Vektorisasi loop molekular dinamik di MATLAB


Pada banyak kasus tidak selamanya dokumentasi resmi itu bisa dipercaya. Atau secara umum tidak semua buku yang kita baca di bangku kuliah itu bisa dipercaya. Contohnya waktu adanya sindrom HIV AIDS tahun 80-an. Semua orang menduga bahwa penyakit ini disebabkan oleh hubungan sesama jenis dan ini menjadi asumsi standar dalam prosedur  pemeriksaan dokter pada dekade tersebut. Akibatnya apa, banyak orang yang sebenarnya tertular penyakit tersebut, akan tetapi karena  semua dokter pada saat itu rujukannya pada buku yang menyatakan HIV itu hanya tertular melalui hubungan sesama jenis, tidak bisa mendapatkan penanganan yang sesuai. Nanti baru seorang Magic Johnson yang notabene orang berduit yang mengeluhkan gejala tersebut, barulah dokter-dokter berfikir di luar kotak. Padahal dengan diagnosis singkatpun seharusnya bisa disimpulakan: bagaimana mungkin seorang pebasket homo? Ajaibnya Magic Johnson mampu membayar untuk tes lebih lanjut.

Hal ini berlaku pula dalam dunia pemrograman. Dalam dokumentasi resmi MATLAB yang saya ambil di link http://www.mathworks.com/help/matlab/matlab_prog/techniques-for-improving-performance.html disebutkan bahwa agar program MATLAB bisa berjalan dengan lebih cepat maka salah satu cara yang bisa digunakan adalah menggunakan pre-alocating array dan menghindari penggunaan looping:
http://stackoverflow.com/questions/12074373/matlab-vectorization-how-to-avoid-this-for-loop
http://stackoverflow.com/questions/16214891/how-to-avoid-a-for-loop-in-matlab-when-performing-a-operation-on-each-row-in-a
Akan tetapi baru-baru ini saya mencoba mengetes dugaan tersebut dalam simulasi molekular dinamik. Dan ternyata hasilnya tidak sesuai yang ada pada buku. Rupanya pengembangan MATLAB akhir-akhir ini cenderung melakukan optimisasi pada looping ketimbang prosedur standar (yakni operasi matriks) yang merupakan brand dari MATLAB.

Simulasi molekular dinamik sendiri saya translate dari sumber di
http://www.personal.psu.edu/auk183/MolDynamics/Molecular%20Dynamics%20Simulations.html
Yang aslinya dikembangkan dengan bahasa java. Setelah melakukan debugging yang susah payah, akhirnya saya berhasil mengembangkan versi MATLAB nya: menggunakan teknik vektorisasi yang menjadi brand MATLAB ketimbang menggunakan looping yang katanya  mengurangi performa. Berikut merupakan kode hasil vektorisasi tersebut

Adapun kode hasil translate secara 'mentah' adalah sebagai berikut

Setelah dieksekusi terlihat bahwa hasil penggunaan loop bukannya memperlambat performa, malah mempercepat performa dari program MATLAB sendiri. Rata-rata waktu eksekusi looping berada di sekitar 0.03 detik, sementara hasil vektorisasi ternyata membutuhkan waktu 3 kali lebih lama yani berada di sekitar 0.1 detik.

Wednesday, January 30, 2013

Belajar baca dan tulis file excel dengan MATLAB

Berikut ini adalah tutorial membaca dan menulis file excel dengan MATLAB. Sebenarnya ada cara lain yang lebih bagus. Cuma anda boleh menggunakan cara ini sebagai perbandingan. Kendatipun hakikatnya intinyapun sama (menggunakan ActiveX ).

Tuesday, January 29, 2013

Belajar GUI di MATLAB

Pada tulisan kali ini saya akan memberikan sebuah tutorial sederhana mengenai pemrogaraman GUI di MATLAB. Kebetulan ini tutorial pertama tentang GUI, jadi saya ambil satu contoh familiar yakni bagaimana memplot fungsi sinusoidal dengan GUI. Sebenarnya kalo anda ingin pahami benar bagaimana GUI di MATLAB bekerja, ada baiknya jangan gunakan GUIDE (gui builder default). MEndingan langsung koding langsung dari scriptnya. Di samping membantu pemahaman anda ---- khususnya jika GUI yang dibuat makin rumit ---- juga memperkuat ingatan. Kata teman saya, dengan menulis maka ingatan kita tentang sesuatu semakin bagus.
Biar lebih paham, silakan copy-paste source berikut ke komputer anda, dan langsung dijalankan. Kebetulan pada komennya sudah diberikan penjelasannya.

function runGUI
% dibuat oleh Mohammad Fajar pada malam selasa (29/1/2013)
clc;
init();
% dalam GUI matlab, container kedua tertinggi adalah figure... 
% yang pertama tertinggi  adalah root yang merupakan  monitor
fig = ... 
    figure('name', 'Test Sin', ...
         'numbertitle', 'off', ...
         'position' , [200, 100, 500,500], ...% relatif terhadap 
         'menubar' , 'none'  ...              % monitor
         );
     
% panel yang digunakan untuk memanajemen control-control 
panel_control =  uipanel( ...
        'title', 'Control Panel', ...
        'units', 'pix', ...
        'fontsize', 12, ...
        'backgroundcolor', 'white', ... 
        'position',[10 10 480 100] ...  % relatif terhadap 'fig'
        );

buttonStart = uicontrol('units','pix',...
          'style','pushbutton',...
          'parent', panel_control, ...
          'position',[10 10  90 25],...  % relatif terhadap 'panel_control'
          'fontweight','bold',...
          'fontsize',12,... 
          'string','draw',...
          'HorizontalAlignment' , 'right', ...
          'callback',@start ...  % memanggil fungsi 'start' 
          );
      
% untuk button ini kita akan gunakan unit centimeter...
% sementara pada button sebelumnya (button start) yang digunakan adalah
% unit pixels (atau disingkat 'pix'  ==> dalam matlab terdapat kemudahan
% dengan menggunakan singkatan)
% cuma saya bingung yang mana bisa disingkat, yang mana tidak...
% demi amannya mending g usa disingkat..... 
buttonPause  = uicontrol('units', 'centimeters', ...
            'style', 'pushbutton',... 
            'parent' , panel_control , ... 
            'position', [ .24  1.0   2.5   .7], ...  % rel. terhadap 'panel_control'
            'fontsize', 12, ...
            'fontweight', 'bold', ...
            'string', 'delete', ...
            'HorizontalAlignment', 'left', ... 
            'callback', @pause );  % memanggil fungsi 'pause' 
        
% ingat parameter-parameter pada MATLAB selain bisa disingkat juga tidak
% mengenal case-sensitiv ... alias tidak peduli huruf besar atau huruf
% kecil .... jadi 'Position' atau 'posiTion' hasilnya sama saja...
% sepanjang hurufnya tidak kurang atau lebih.... 


% selanjutnya akan dibuat panel untuk memanajemen daerah plotting 
panel_plot = uipanel('title', 'plot area', ...
            'units', 'pix', ...
            'positioN', [10 120 480 370] , ...
            'backgrounDcolor', 'cyan', ...
            'fontsize', 12);

% sekarang tambahkan plot area 
% saya ga' tau kenapa, yang jelas untuk object "axis" tidak dibolehkan 
% untuk menggunakan units selain 'inch'
global g;
g =axes('position',[.1  .1  .86  .87], ...
        'xlim', [0 (2*pi)], ... 
        'parent', panel_plot);
% mesh(peaks(20));
end

function init()
global x;
x = linspace(0,2*pi , 400 );
end 

function []  = start(varargin)
global x;
global hline;
hline = plot(x,sin(x));
end

function [] =  pause(varargin)
% gunanya untuk menghapus plotting 
cc = get(gcf, 'CurrentAxes');
aa = get(cc, 'Children');
delete(aa);
end