پردازش موازی

مفهوم پردازش موازی:

پردازش موازی یکی از مفاهیم اساسی در مدیریت چند پروسسی مطرح در یک سیستم کامپیوتری منفرد و همچنین در سیستم های موازی و توزیع شده به حساب می آید. نیاز به سرعت های محاسباتی بالا و همچنین دقت بالا در برنامه های کاربردی امروزی از مهمترین انگیزه های است که باعث شکل گرفتن ، رشد و توسعه سبک جدید برنامه نویسی موسوم به همروند شده است.

در سیستم های واقعی و سیستم های بحرانی که در نظر گرفتن پارامتر زمان بسیار حائز اهمیت است .بدین معنا که رویدادهایی در آن سیستم بایستی قبل از زمان مشخصی خاتمه یابد و یا این که زمان پاسخ رویداد ها بسیار کم باشد ، انجام کارها به صورت همروند امری ضروری می باشد. امروزه یک سری مشکلات موسوم به مشکلات عظیم مطرح هستند که برای حل آنها و رسیدن به جواب خصوصا به جوابهای با دقت بالا و مطمئن در یک زمان معقول نیاز به سرعت های محاسباتی بسیار بالا ست که با افزایش اندازه مشکل ، سرعت مورد نیاز بایستی به طور نمائی افزایش یابد.

کاربرد پردازش موازی:

لذا سرعت کامپیوترهای تک پردازنده ای که به صورت خطی افزایش می یابد و این افزایش نیز حدی دارد ، نمیتواند جوابگوی چنین مسائلی باشد. مسائلی از قبیل پیش بینی هوا و مدلسازی محیط های مختلف ، شبیه سازی مشکلات متعدد مطرح در علوم مهندسی از چنین مسائل عظیم محسوب می شوند. چنین سبک برنامه نویسی و چند وظیفه ای را میسر می سازد.

افزایش کارایی سیستم ها از مهمترین انگیزه های استفاده از همروندی است. همروندی یا روی هم انداختن عملیات ورودی / خروجی با محاسبات و همچنین با روی هم انداختن محاسبات باعث کاهش زمان اجرای برنامه و بهبود دیگر معیارهای کارایی می شود.

بیان مساله:

در تولید و گسترش نرم افزارهای صحیح و کارای همروند و به طور کلی نرم افزارهای موازی و توزیع شده مشکلات عدیده ای مطرح هستند که تا حد زیادی چنین مشکلاتی در دنیای محاسبات ترتیبی حل شده است.در دنیای محاسبات ترتیبی استفاده از مدل وان نیومن که به عنوان پلی ما بین نرم افزار و سخت افزار عمل می کند بسیاری از مشکلات را حل نموده است و تولید و گسترش نرم افزارهای ترتیبی را به سهولت فراهم می سازد ولی در دنیای محاسبات موازی و توزیع شده در هیچیک از لایه های مطرح در طراحی یک نرم افزار و به طور کلی سیستم می خواهد ، یک مدل واحد جامع همه منظوره وجود ندارد.

از طرف دیگر به علت وجود مشکلاتی که در نحوه عملکرد کامپایلرهای موازی ، سیستم عامل های ماشین های موازی و توزیع شده و همچنین مشکلات موجود در معماری و در اجزا ماشین های موازی و توزیع شده مطرح شده است، رسیدن به کارایی بالا که از اهم اهداف محاسبات موازی و توزیع شده به حساب می آید را دشوار کرده است. نوشتن برنامه های صحیح موازی و توزیع شده که عاری از بن بست ، ارتباطات نا همگن ما بین پروسس ها و برخورد روی منابع باشد، امری دشوار می باشد که مستلزم عادت به تفکر کردن موازی و تجربه می باشد.