Презентация Параллельное программирование Минакова Е. О. Студентка 6 курса ОНУ им. И. И. Мечникова онлайн

Содержание слайда: Параллельное программирование Минакова Е.О. Студентка 6 курса ОНУ им.И.И.Мечникова

Содержание слайда: Что же такое параллельное программирование Представьте себе такую картину: несколько автомобилей едут из пункта А в пункт В. Машины могут бороться за дорожное пространство и либо следуют в колонне, либо обгоняют друг друга (попадая при этом в аварии!). Они могут также ехать по параллельным полосам дороги и прибыть почти одновременно, не "переезжая" дорогу друг другу. Возможен вариант, когда все машины поедут разными маршрутами и по разным дорогам. Эта картина и демонстрирует суть параллельных вычислений.

Содержание слайда: Что же нужно, чтобы достичь параллелизма? Достижение параллелизма возможно только при выполнимости следующих требований к архитектурным принципам построения вычислительной системы: независимость функционирования отдельных устройств ЭВМ - данное требование относится в равной степени ко всем основным компонентам вычислительной системы - к устройствам ввода-вывода, к обрабатывающим процессорам и к устройствам памяти; избыточность элементов вычислительной системы - организация избыточности может осуществляться в следующих основных формах: использование специализированных устройств таких, например, как отдельных процессоров для целочисленной и вещественной арифметики, устройств многоуровневой памяти (регистры, кэш); дублирование устройств ЭВМ путем использования, например, нескольких однотипных обрабатывающих процессоров или нескольких устройств оперативной памяти.

Содержание слайда: Примеры топологий многопроцессорных вычислительных систем полный граф (completely-connected graph or clique)- система, в которой между любой парой процессоров существует прямая линия связи; как результат, данная топология обеспечивает минимальные затраты при передаче данных, однако является сложно реализуемой при большом количестве процессоров; линейка (linear array or farm) - система, в которой каждый процессор имеет линии связи только с двумя соседними (с предыдущим и последующим) процессорами; такая схема является, с одной стороны, просто реализуемой, а с другой стороны, соответствует структуре передачи данных при решении многих вычислительных задач (например, при организации конвейерных вычислений);

Содержание слайда: Примеры топологий многопроцессорных вычислительных систем кольцо (ring) - данная топология получается из линейки процессоров соединением первого и последнего процессоров линейки; звезда (star) - система, в которой все процессоры имеют линии связи с некоторым управляющим процессором; данная топология является эффективной, например, при организации централизованных схем параллельных вычислений;

Содержание слайда: Примеры топологий многопроцессорных вычислительных систем решетка (mesh) - система, в которой граф линий связи образует прямоугольную сетку (обычно двух- или трех- мерную); подобная топология может быть достаточно просто реализована и, кроме того, может быть эффективно используема при параллельном выполнении многих численных алгоритмов (например, при реализации методов анализа математических моделей, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных); гиперкуб (hypercube) - данная топология представляет частный случай структуры решетки, когда по каждой размерности сетки имеется только два процессора (т.е. гиперкуб содержит 2N процессоров при размерности N);

Содержание слайда: КЛАССЫ ЗАДАЧ, КОТОРЫЕ МОЖНО ЭФФЕКТИВНО РАСПАРАЛЛЕЛИТЬ Одномерные массивы Двумерные массивы Клеточные автоматы Системы дифференциальных уравнений

Содержание слайда: ВЫЧИСЛЕНИЕ ЧАСТНЫХ СУММ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ЧИСЛОВЫХ ЗНАЧЕНИЙ Последовательный алгоритм суммирования Традиционный алгоритм для решения этой задачи состоит в последовательном суммировании элементов числового набора Вычислительная схема данного алгоритма может быть представлена следующим образом (Рис.1).

Содержание слайда: Что все это значит Модифицированная каскадная схема Получение асимптотически ненулевой эффективности может быть обеспечено, например, при использовании модифицированной каскадной схемы. В новом варианте каскадной схемы все проводимые вычисления подразделяется на два последовательно выполняемых этапа суммирования (см. Рис. 3):

Содержание слайда: МАТРИЧНОЕ УМНОЖЕНИЕ

Содержание слайда:

Содержание слайда: