پردازش موازي

پردازش موازي چيست؟ برنامه‌هاي رايانه‌اي به طور معمول و سنتي براي اجراي سريال نوشته شده‌اند. اين بدان معناست كه برنامه توسط يك پردازنده اجرا مي‌شود و دستورات به صورت متوالي پردازش مي‌شوند. اين نگرش به پردازش سريال و توجه به محدويت‌هاي آن، ايده پردازش موازي را شكل و رشد داده است. با اين ديدگاه، در پردازش موازي از منابع محاسباتي چند پردازنده به طور همزمان استفاده مي‌شوند. در حقيقت اگر مساله مورد بحث قابل تجزيه به بخش‌هايي باشد كه بتوان آنها را مستقل اجرا كرد، آنگاه مي‌توان از پردازش موازي بهره جست.

فوايد محاسبات موازي: كاهش زمان محاسبه، امكان حل مسايل بزرگ‌تر، غلبه بر محدوديت‌هاي حافظه، صرفه اقتصادي و استفاده از فناوري‌هاي روز از جمله برتري‌هايي است كه براي پردازش موازي نسبت به پردازش سريال برشمرده مي‌شود.

كاربردها: امروزه در بسياري از مسايل علوم و مهندسي يا در واقع هرجا كه با مسايل محاسباتي پيچيده روبه رو هستيم، پردازش موازي جزء اولين راه‌كارهاي پيشنهادي است. برخي از موارد كاربرد اين فناوري عبارات ست از حل مسايل بهينه‌سازي با ابعاد بزرگ، تعيين الگوهاي جوي، حل مسايل ديناميك سيالات محاسباتي، تحليل اجزاء محدود، ديناميك مولكولي، نانوتكنولوژي و نيز پايگاه داده موازي

مدل‌هاي پردازش موازي:  امروزه پردازش موازي در سطوح مختلف از پردازنده و هسته گرفته تا سطح Thread قابل پياده‌سازي است. از نظر دستيابي به حافظه مدل‌هاي حافظه اشتراكي و حافظه اختصاصي وجود دارند. در برخي مدل‌ها از داده موازي و در برخي نيز از ارسال پيام استفاده مي‌شود.

ارسال پيام:  ارسال پيام يكي از مدل‌هاي پردازش موازي است كه امروزه با گسترش واسط‌هاي خانواده MPI بسيار استفاده مي‌شود. در اين روش ارتباط بين منابع پردازشي براساس ارسال بسته‌ يا پيام‌هاي ارتباطي صورت مي‌گيرد. وجود واسط‌هايي از قبيل MPI، MPICH و OpenMPI استفاده از اين مدل را در برنامه نويسي موازي تحت هر سيستم عاملي نسبتاً ساده كرده است.  

آينده! امروزه شركت‌هاي سخت‌افزاري، موازي‌سازي را در سطح هسته انجام مي‌دهند و پردازنده‌هاي هشت هسته‌اي و بردهاي اصلي چهار پردازنده‌اي در بازار رايانه‌هاي شخصي قابل تهيه هستند. از طرف ديگر شركت‌هاي توليد كننده نرم‌افزار نيز محصولات را با بازار رايانه‌هاي چندهسته‌اي و رايانه‌هاي موازي تطبيق داده‌اند به طوري كه امروزه بسياري از بسته‌هاي نرم‌افزاري مهندسي قابليت استفاده در ساختارهاي موازي را دارا هستند. اين روند نشانگر جايگاه ويژه پردازش موازي در آينده است و آنها كه امروز اين موقعيت را بهتر درك كنند در آينده پيشرو زمينه تخصصي خود خواهند بود.