并行计算-学习笔记1

并行程序

串行程序面向单核处理器，不利用多核性能；并行程序是需要利用多核性能的程序，编写并行程序需要调节各个核的工作：通信，负载平衡，同步。

核:中央处理器或者CPU的代名词

并行程序编写方法：任务并行和数据并行

任务并行：将待解决问题所需要执行的任务分配到各个核
数据并行：待解决问题所需要处理的数据分配到各个核

通信：一个核或者多个核将自己的结果发送给其它核

负载平衡：每个核任务量大致相同

并行程序设计

1.划分

将大任务拆分成小任务，发掘问题的并发性；

2.通信

小任务之间需要进行哪些通信；

3.凝聚或聚合

第一步所确定的任务与通信结合为更大的任务；

4.分配

将上一步聚合好的任务分配到进程/线程中。

程序评估

编写并行程序的主要目的是提高性能，那么如何评估程序？

1.加速比和效率

加速比(Speedup)

S=TserialTparallel

当在p核系统上运行程序时，最佳预期S=p

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效率

E=Sp

2.可扩展性

以m为倍率增加程序所用的进程/线程数，若存在相应的k使得输入规模n增加为n∗k时，效率E恒定，则称该程序是可扩展的。

粗略地将，如果一个程序可以处理规模不断增加的问题，就是可扩展的。

强可扩展的：∀m>0,k=1

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弱可扩展的：∀m>0,k=m

参考文献

1.Peter S.P.《并行程序设计导论》[M].机械工业出版社，2012，8.