什么是并行计算

 

什么是传统的串行计算？

• 传统的软件是按照串行计算的编程思想来编写的。
• 串行计算程序是运行在具有一个核心（或CPU）的单机上。
• 一个等待解决的问题被分解为一串独立的命令执行流（instructions 命令执行流，也可以是线程）。
• 命令执行流会一个挨一个的，顺序执行。并且在任一时刻都只有一个命令执行流正在执行中。 换句话说，任何时候只有一个线程在执行。

 

什么是并行计算？

• 最简单的话来解释并行计算就是同时使用多个计算资源（就是多个CPU）去运行程序来解决一个需要大量计算的问题。
• 并行计算程序运行在一个多核心（或多CPU）的计算机、或者由多台计算机组成的网络上。
• 需要进行大量计算的问题，需要被分解成多个独立的、能够同时运行的部分。
• 每个部分将来还将继续分解成一串独立的命令执行流（instructions 命令执行流，也可以是线程）。
• 不同部分的命令执行流可以同时在不同的CPU上得到执行。 换句话说，在同一时间可以有多个线程在执行。

计算资源包括：

• 多核处理器中的单个运算核心。
• 通过网络连接在一起地任意数量的计算机。
• 以上两种类型的一个组合。

那些计算性问题适合使用并行计算来解决：

• “可开发的并发性”。在一个计算性问题中，如果该问题能够被分解成多个子问题，并且这些子问题能够在相同的时间内同时安全地执行，则该问题中就存在并发性。

• “获得计算结果的时间将缩短”。当最终的并行程序运行在一个具有多个处理器的系统上时，获得计算结果的时间将缩短。
• “可解决大型问题”