Parallel hisoblash va matematikadan dars berish. Parallel hisoblash texnologiyasi asoslari Paralel hisoblash algoritmlari

Parallel hisoblash va matematikadan dars berish. Parallel hisoblash texnologiyasi asoslari Paralel hisoblash algoritmlari

Parallel hisoblash tushunchasi

Paralelni hisoblashning asoslari

6-ma'ruza

Ostida parallel yoki parallel parallel hisoblashlar Bir vaqtning o'zida bir nechta hisoblash operatsiyalari bajarilishi mumkin bo'lgan muammolarni echish jarayonlarini tushunish mumkin

Paralel hisoblash superkompyuter texnologiyalari va yuqori samaradorlikni hisoblash asoslarini tashkil qiladi

Parallel ishlov berish

Agar ma'lum bir qurilma vaqt birligiga bitta operatsiyani bajarsa, u ming birlikda mingta operatsiyani bajaradi. Agar biz bir vaqtning o'zida ishlashga qodir beshta bitta mustaqil moslama mavjud deb taxmin qilsak, unda beshta asboblar tizimi bir xil operatsiyalarni ming emas, balki ikki yuz birlik vaqt ichida bajarishi mumkin.

Xuddi shunday, N asboblari tizimi bir xil ishni 1000 / N vaqt birligida bajaradi. Haqiqiy hayotda shunga o'xshash o'xshashliklarni topish mumkin: agar bitta askar 10 soat ichida bog'ni qazib olsa, unda bir vaqtning o'zida ishlaydigan bir xil qobiliyatlarga ega ellikta askarlar guruhi 12 daqiqada xuddi shu ishni bajara oladi - harakatlardagi parallelizm printsipi!

Ma'lumotlar oqimiga parallel ishlov berishning kashshofi akademik A.A. Samarskiy bo'lib, u 1950 yillarning boshlarida yadroviy portlashni simulyatsiya qilish uchun zarur bo'lgan hisob-kitoblarni amalga oshirgan. Samarskiy o'nlab yosh ayollarni stollarga mashina qo'shib o'tirar ekan, bu muammoni hal qildi. Yigitlar bir-birlariga ma'lumotni oddiy so'zlar bilan etkazishdi va kerakli raqamlarni qo'shish mashinalariga qo'yishdi. Shunday qilib, xususan, portlash to'lqinining evolyutsiyasi hisoblab chiqilgan.

Ish ko'p edi, yosh ayollar charchagan edilar va Aleksandr Andreevich ular orasida yurib, ularga dalda berardi. Bu, aytish mumkin, birinchi parallel tizim edi. Vodorod bomba uchun hisob-kitoblar tajribali ravishda amalga oshirilgan bo'lsa ham, ularning aniqligi juda past edi, chunki ishlatilgan panjara ichida juda oz sonli tugun mavjud edi va hisoblash vaqti juda uzoq edi.

Konveyerni qayta ishlash

O'tkazish g'oyasi umumiy operatsiyaning alohida bosqichlarini ajratishdir va har bir bosqich o'z ishini tugatgandan so'ng, kiritilgan ma'lumotlarning yangi qismini qabul qilish bilan birga, natijani keyingi bosqichga o'tkazadi. Oldindan joylashtirilgan operatsiyalarning kombinatsiyasi tufayli biz ishlov berish tezligida aniq yutuqlarga erishamiz.

Aytaylik, bitta operatsiyani beshta mikro-operatsiyaga bo'lish mumkin, ularning har biri bir vaqtning o'zida amalga oshiriladi. Agar bitta bo'linmas ketma-ket qurilma bo'lsa, unda 500 birlikda 100 juft dalillarni ko'rib chiqadi. Agar har bir mikro-operatsiya konveyer qurilmasining alohida bosqichiga (yoki boshqacha aytganda - bir bosqich) ajratilgan bo'lsa, unda bunday qurilmani qayta ishlashning har xil bosqichida beshinchi vaqt ichida dastlabki besh juft dalillar topiladi va yuz juftliklarning butun to'plami 5 + 99 \u003d 104 birlikda qayta ishlanadi. vaqt - ketma-ket qurilma bilan taqqoslaganda tezlashuv deyarli besh marta (konveyerning bosqichlarida).