Texnologiyalari va kommunikatsiyalarini rivojlanshtirish vazirligi muhammadal-xorazmiy nomidagi

2.2. Parallelik darajasini baholash Amdal qonuni


Amdal qonuni
Parallel hisoblash- kompyuterda hisoblashni tashkil qilish usuli, bunda dasturlar parallel (bir vaqtning o'zida) ishlaydigan o'zaro ta'sir qiluvchi hisoblash jarayonlari majmuasi sifatida ishlab chiqiladi. Ushbu atama dasturlashdagi parallellik masalalari yig'indisini, shuningdek, samarali apparat tatbiqlarini yaratishni o'z ichiga oladi. Parallel hisoblash nazariyasi algoritmlarning amaliy nazariyasining bo'limidir. Parallel dasturlarni loyihalashdagi asosiy qiyinchilik turli xil hisoblash jarayonlari o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarning to'g'ri ketma-ketligini ta'minlash, shuningdek, jarayonlar o'rtasida taqsimlangan resurslarni muvofiqlashtirishdir. Ba'zi parallel dasturlash tizimlarida komponentlar o'rtasida ma'lumotlarni uzatish dasturchidan yashirin (masalan, va'da mexanizmi yordamida), boshqalarida esa aniq ko'rsatilishi kerak. Aniq shovqinlarni ikki turga bo'lish mumkin: Parallel xabar almashishga asoslangan tizimlarni umumiy xotira tizimlariga qaraganda tushunish odatda osonroq va odatda parallel dasturlashning ilg'or usuli sifatida qaraladi.
Amdal qonuni -kompyuterlar sonining ko'payishi bilan hisoblash tizimining ishlashining o'sishining cheklanishini ko'rsatadi. Gen Amdahl 1967 yilda qonunni ishlab chiqdi va hisob-kitoblar parallellashtirilganda unumdorlikning o'sishiga nisbatan sodda, ammo engib bo'lmaydigan mazmundagi cheklovni topdi: “Vazifa bir necha qismlarga bo'linganda, parallel tizimda umumiy bajarish vaqti sekindan kam bo'lmasligi kerak. Ushbu qonunga ko'ra, kompyuterlar majmuasida uning ko'rsatmalarini parallellashtirish hisobiga dastur bajarilishining tezlashishi uning ketmaket ko'rsatmalarini bajarish uchun zarur bo'lgan vaqt bilan chegaralanadi.
Maksimal tezlikka erishish, bajarilgan hisob-kitoblarda parallel hisob-kitoblarning mavjudligi bilan oldini olish mumkin. Qo'llaniladigan ma'lumotlarni qayta ishlash algoritmida f - ketma-ket hisoblashlarning ulushi bo'lsin, u holda Amdal qonuniga muvofiq, p protsessorlardan foydalanganda hisoblash jarayonining tezlashishi qiymat bilan chegaralanadi. Sp ≤1/(f+(1-f)/p) ≤S*=1/f
Masalan, hisob-kitoblarda ketma-ket ko'rsatmalarning atigi 10% bajarilganda, parallelizmdan foydalanish ta'siri ma'lumotlarni qayta ishlashning 10 barobar tezlashishidan oshmasligi kerak.
Ba'zi bir hisoblash muammosini hal qilish kerak bo'lsin. Faraz qilaylik, uning algoritmi shundayki, hisob-kitoblarning umumiy hajmidagi ulushini faqat ketma-ket hisob-kitoblar orqali olish mumkin va shunga mos ravishda ulushni mukammal parallellashtirish mumkin (ya'ni hisoblash vaqti jalb qilingan tugunlar soniga teskari proportsional bo'ladi). Keyin protsessorlardan hisoblash tizimida olinishi mumkin bo'lgan tezlashtirish, bir protsessorli yechim bilan solishtirganda, qiymatdan oshmaydi.