Паралельна обробка

Припустимо, що нам потрібно знайти суму двох векторів, що складаються з 100 дійсних чисел кожен. У нашому розпорядженні є пристрій який виконує підсумовування пари чисел за п'ять тактів роботи комп’ютера. Пристрій зроблено так, що на весь час виконання даної операції блокується, і ніякої іншої корисної роботи виконувати не може. В таких умовах вся операція буде виконана за 500 тактів. Розвиток процесу обробки в часі схемно зображено на рис.1.

Тепер припустимо, що у нас є два точно таких же пристроїв які можуть працювати одночасно і незалежно один від одного. Для простоти розглянемо ідеальну ситуацію коли немає ніяких додаткових накладних витрат, пов'язаних з отриманням пристроями вхідних даних і збереженням результатів. Постійно завантажуючи кожен пристрій елементами вхідних масивів, можна одержати шукану суму вже за 250 тактів (рис.2) - прискорення виконання роботи в два рази. У випадку 10 подібних пристроїв час отримання результату складе всього 50 тактів, а в загальному випадку система з N пристроїв витратить на сумування час біля 500/N.

До речі одним з піонерів в паралельній обробці був академік АА. Самара, виконуючий на початку 50-х років минулого сторіччя розрахунки необхідні для моделювання ядерних вибухів. Олександр Андрійович посадовив декілька десятків панночок з арифмометрами за столи. Панночки передавали дані один одному просто на словах і відкладали необхідні цифри на арифмометрах. З допомогою ось такої "паралельної обчислювальної системи", зокрема, була розрахована еволюція вибухової хвилі.

Рис.1. Підсумовування векторів C = А + B за допомогою послідовного пристрою,

що виконує одну операцію за п'ять тактів.

Рис.2. Підсумовування векторів С= А + В за допомогою двох однакових послідовних пристроїв, що виконують операцію за п'ять тактів кожний

Дата добавления: 2015-11-30