Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Введение в методы параллельного программирования

Содержание

СодержаниеПонятие параллельных вычислений Необходимость параллельных вычисленийСдерживающие факторы Характеристика необходимых знаний и уменийЛитература
Параллельные и распределенные вычисленияЛекция 1. 	Введение в методы параллельного СодержаниеПонятие параллельных вычислений Необходимость параллельных вычисленийСдерживающие факторы Характеристика необходимых знаний и уменийЛитература Понятие параллельных вычислений…Под параллельными вычислениями (parallel or concurrent computations) можно понимать процессы Параллельные вычисления не сводятся к использованию только многопроцессорных вычислительных систем Одновременные выполняемые Необходимость параллельных вычислений…Опережение потребности вычислений быстродействия существующих компьютерных систем  (ex., Problems Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных компьютеровРезкое снижение стоимости многопроцессорных (параллельных) вычислительных систем1 Сдерживающие факторы…высокая стоимость параллельных систем –  в соответствии с законом Гроша потери производительности для организации параллелизма – согласно гипотезе Минского (Minsky), ускорение, достигаемое постоянное совершенствование последовательных компьютеров – в соответствии с законом Мура (Moore) мощность зависимость эффективности параллелизма от учета характерных свойств параллельных систем (отсутствие мобильности для Характеристика необходимых знаний и уменийАрхитектура параллельных вычислительных системМодели вычислений и методы анализа Параллельные вычислительные системыРис. 1.1. Структура однопроцессорной ЭВМ. Параллельная обработка может проводиться различными способами: простая параллельная обработка;конвейерная.Параллельная обработка данных на ЭВМ Если одно устройство выполняет 1-ну одинуцю информации за 1-это времени, то 1-на Идея конвейерной обработки заключается в том, что каждая часть устройства процессора выполнив Краткая история параллелизма в архитектуре ЭВМРис. 1.2. Структура матричного процессора Краткая история параллелизма в архитектуре ЭВМРис. 1.3. Структура процессора с общей памятью Для повышения производительности компьютеров можно пойти двумя путями:Развитие элементной базы.Использование новых решений При выполнении параллельных вычислений существуют 2 основных подхода:Каждый отдельный процессор или устройство Литература… Гергель В.П. Теория и практика параллельных вычислений. - М.: Интернет-Университет, БИНОМ. ЗаключениеЗа время существование вычислительной техникиСкорость срабатывания элементов возросла в 106 разБыстродействие вычислений Вопросы для обсужденияПараллельные вычисления необходимы только для задач с высокой вычислительной трудоемкостью Принципы построения параллельных 	        вычислительных системСледующая тема
Слайды презентации

Слайд 2 Содержание
Понятие параллельных вычислений
Необходимость параллельных вычислений
Сдерживающие факторы
Характеристика

СодержаниеПонятие параллельных вычислений Необходимость параллельных вычисленийСдерживающие факторы Характеристика необходимых знаний и уменийЛитература

необходимых знаний и умений
Литература


Слайд 3 Понятие параллельных вычислений…
Под параллельными вычислениями (parallel or concurrent

Понятие параллельных вычислений…Под параллельными вычислениями (parallel or concurrent computations) можно понимать

computations) можно понимать процессы решения задач, в которых в

один и тот же момент времени могут выполняться одновременно несколько вычислительных операций

Слайд 4 Параллельные вычисления не сводятся к использованию только многопроцессорных

Параллельные вычисления не сводятся к использованию только многопроцессорных вычислительных систем Одновременные

вычислительных систем
Одновременные выполняемые операции должны быть направлены на

решение общей задачи
Параллельные вычисления следует отличать от многозадачных (многопрограммных) режимов работы последовательных ЭВМ

Понятие параллельных вычислений


Слайд 5 Необходимость параллельных вычислений…
Опережение потребности вычислений быстродействия существующих компьютерных

Необходимость параллельных вычислений…Опережение потребности вычислений быстродействия существующих компьютерных систем (ex., Problems

систем (ex., Problems of Grand Challenge)
моделирование климата,
генная инженерия,
проектирование интегральных

схем,
анализ загрязнения окружающей среды,
создание лекарственных препаратов и др.

Оценка необходимой производительности – 1012 операций (1 Tflops)

Слайд 6 Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных компьютеров
Резкое снижение стоимости

Теоретическая ограниченность роста производительности последовательных компьютеровРезкое снижение стоимости многопроцессорных (параллельных) вычислительных

многопроцессорных (параллельных) вычислительных систем
1 Cray T90 processor – 1.8

GFlops ($2 500 000),
8 Node IBM SP2 using R6000 - 2.1 GFlops ($500 000)
Смена парадигмы построения высокопроизводительных процессоров - многоядерность

Необходимость параллельных вычислений


Слайд 7 Сдерживающие факторы…
высокая стоимость параллельных систем – в соответствии

Сдерживающие факторы…высокая стоимость параллельных систем – в соответствии с законом Гроша

с законом Гроша (Grosch), производительность компьютера возрастает пропорционально квадрату

его стоимости ?!

Слайд 8 потери производительности для организации параллелизма – согласно гипотезе

потери производительности для организации параллелизма – согласно гипотезе Минского (Minsky), ускорение,

Минского (Minsky), ускорение, достигаемое при использовании параллельной системы, пропорционально

двоичному логарифму от числа процессоров ?!

Сдерживающие факторы…


Слайд 9 постоянное совершенствование последовательных компьютеров – в соответствии с

постоянное совершенствование последовательных компьютеров – в соответствии с законом Мура (Moore)

законом Мура (Moore) мощность последовательных процессоров возрастает практически в

два раза каждые 18 месяцев

Сдерживающие факторы…


Слайд 10 зависимость эффективности параллелизма от учета характерных свойств параллельных

зависимость эффективности параллелизма от учета характерных свойств параллельных систем (отсутствие мобильности

систем (отсутствие мобильности для параллельных программ)
существующее программное обеспечение ориентировано

в основном на последовательные ЭВМ

Сдерживающие факторы…


Слайд 11 Характеристика необходимых знаний и умений
Архитектура параллельных вычислительных систем
Модели

Характеристика необходимых знаний и уменийАрхитектура параллельных вычислительных системМодели вычислений и методы

вычислений и методы анализа сложности
Параллельные методы вычислений
Параллельное программирование (языки,

среды разработки, библиотеки)

Необходим интегрированный курс по параллельному программированию

Слайд 12 Параллельные вычислительные системы
Рис. 1.1. Структура однопроцессорной ЭВМ.

Параллельные вычислительные системыРис. 1.1. Структура однопроцессорной ЭВМ.

Слайд 13 Параллельная обработка может проводиться различными способами:
простая параллельная

Параллельная обработка может проводиться различными способами: простая параллельная обработка;конвейерная.Параллельная обработка данных на ЭВМ

обработка;
конвейерная.
Параллельная обработка данных на ЭВМ


Слайд 14 Если одно устройство выполняет 1-ну одинуцю информации за

Если одно устройство выполняет 1-ну одинуцю информации за 1-это времени, то

1-это времени, то 1-на тысяча - за 1000.
Если есть

5 таких устройств, то 1000 операций они выполняют за 200 единиц.
К преимуществам такой системы следует отнести очевидно ускорения расчетов, а недостаток - удорожание стоимости, нерациональное использование процессоров.

Простая параллельная обработка


Слайд 15 Идея конвейерной обработки заключается в том, что каждая

Идея конвейерной обработки заключается в том, что каждая часть устройства процессора

часть устройства процессора выполнив свою часть работы передает результат

следующем одновременно принимая следующую порцию данных.

Конвейерная обработка


Слайд 16 Краткая история параллелизма в архитектуре ЭВМ
Рис. 1.2. Структура

Краткая история параллелизма в архитектуре ЭВМРис. 1.2. Структура матричного процессора

матричного процессора


Слайд 17 Краткая история параллелизма в архитектуре ЭВМ
Рис. 1.3. Структура

Краткая история параллелизма в архитектуре ЭВМРис. 1.3. Структура процессора с общей памятью

процессора с общей памятью


Слайд 18 Для повышения производительности компьютеров можно пойти двумя путями:
Развитие

Для повышения производительности компьютеров можно пойти двумя путями:Развитие элементной базы.Использование новых

элементной базы.
Использование новых решений в разработке алгоритмов и архитектуры

компьютеров.

Пути увеличения производительности компьютеров


Слайд 19 При выполнении параллельных вычислений существуют 2 основных подхода:
Каждый

При выполнении параллельных вычислений существуют 2 основных подхода:Каждый отдельный процессор или

отдельный процессор или устройство выполняет только 1 элементарную операцию,

такой процессор является специализированным
Каждый процессор выполняет всю операцию целиком, такой процессор является универсальным, то есть может выполнять целый набор операций каждая из которых состоит из элементарных операций.

Пути увеличения производительности компьютеров


Слайд 20 Литература…
Гергель В.П. Теория и практика параллельных вычислений.

Литература… Гергель В.П. Теория и практика параллельных вычислений. - М.: Интернет-Университет,

- М.: Интернет-Университет, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007.
Богачев К.Ю. Основы

параллельного программирования. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003.
Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002.
Немнюгин С., Стесик О. Параллельное программирование для многопроцессорных вычислительных систем — СПб.: БХВ-Петербург, 2002.

Слайд 21 Заключение
За время существование вычислительной техники
Скорость срабатывания элементов возросла

ЗаключениеЗа время существование вычислительной техникиСкорость срабатывания элементов возросла в 106 разБыстродействие

в 106 раз
Быстродействие вычислений увеличилось в 109 раз
Развитие вычислительной

техники – это история совершенствования архитектуры и практического использования параллелизма

Слайд 22 Вопросы для обсуждения
Параллельные вычисления необходимы только для задач

Вопросы для обсужденияПараллельные вычисления необходимы только для задач с высокой вычислительной

с высокой вычислительной трудоемкостью ?
Какие можно привести примеры вычислительно-трудоемких

задач ?

  • Имя файла: vvedenie-v-metody-parallelnogo-programmirovaniya.pptx
  • Количество просмотров: 147
  • Количество скачиваний: 1