-
معماری نرم افزار
-
1401-04-25
-
3232
-
0
پردازش موازی یا Parallel processing چیست؟
"پردازش موازی" چیست؟
در زمینه علوم کامپیوتر، پردازش موازی به معنای "استفاده همزمان از بیش از یک CPU یا هسته پردازنده برای اجرای یک برنامه یا چندین رشته محاسباتی" است. زبان های برنامه نویسی زیادی مانند C، Java و Erlang وجود دارند که به صورت بومی از چند رشته پشتیبانی می کنند. متأسفانه PHP یکی از آنها نیست.
پردازش موازی روشی برای شکستن و اجرای همزمان وظایف برنامه بر روی چندین ریزپردازنده به منظور افزایش سرعت عملکرد است. پردازش موازی ممکن است با یک کامپیوتر منفرد که دارای دو یا چند پردازنده (CPU) است یا با چندین پردازنده کامپیوتری متصل از طریق یک شبکه کامپیوتری انجام شود.
پردازش موازی روشی برای شکستن و اجرای همزمان وظایف برنامه بر روی چندین ریزپردازنده به منظور افزایش سرعت عملکرد است. پردازش موازی ممکن است با یک کامپیوتر منفرد که دارای دو یا چند پردازنده (CPU) است یا با چندین پردازنده کامپیوتری متصل از طریق یک شبکه کامپیوتری انجام شود.
معماری های پردازش موازی
Multicore -- مدار مجتمع (IC) دستگاه دارای دو یا چند هسته پردازش جداگانه است که هر کدام می توانند دستورالعمل های برنامه را به صورت موازی اجرا کنند. معماری‌های چند هسته‌ای می‌توانند همگن و دارای هسته‌های یکسان یا ناهمگن و دارای هسته‌هایی باشند که یکسان نیستند.
Symmetric -- دو یا چند پردازنده مستقل و همگن توسط یک نمونه سیستم عامل کنترل می شوند که با همه پردازنده ها به طور مساوی رفتار می کند.
Distributed -- پردازنده ها بر روی دستگاه های مختلف شبکه قرار دارند که از طریق HTTP یا صف های پیام با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اقدامات را هماهنگ می کنند.
Massively parallel computing -- تعداد زیادی از پردازنده های کامپیوتری به طور همزمان مجموعه ای از محاسبات را به صورت موازی اجرا می کنند.
Loosely Coupled Multiprocessing --- پردازنده های جداگانه با حافظه خود پیکربندی شده اند و می توانند برخی از دستورالعمل های کاربر و سیستم عامل را مستقل از یکدیگر اجرا کنند.
انواع پردازش موازی
در حال حاضر، عمدتاً سه نوع پردازش موازی وجود دارد که بر اساس منبع داده ها و نوع پردازش آن دسته بندی می شوند.
Multicore -- مدار مجتمع (IC) دستگاه دارای دو یا چند هسته پردازش جداگانه است که هر کدام می توانند دستورالعمل های برنامه را به صورت موازی اجرا کنند. معماری‌های چند هسته‌ای می‌توانند همگن و دارای هسته‌های یکسان یا ناهمگن و دارای هسته‌هایی باشند که یکسان نیستند.
Symmetric -- دو یا چند پردازنده مستقل و همگن توسط یک نمونه سیستم عامل کنترل می شوند که با همه پردازنده ها به طور مساوی رفتار می کند.
Distributed -- پردازنده ها بر روی دستگاه های مختلف شبکه قرار دارند که از طریق HTTP یا صف های پیام با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و اقدامات را هماهنگ می کنند.
Massively parallel computing -- تعداد زیادی از پردازنده های کامپیوتری به طور همزمان مجموعه ای از محاسبات را به صورت موازی اجرا می کنند.
Loosely Coupled Multiprocessing --- پردازنده های جداگانه با حافظه خود پیکربندی شده اند و می توانند برخی از دستورالعمل های کاربر و سیستم عامل را مستقل از یکدیگر اجرا کنند.
انواع پردازش موازی
در حال حاضر، عمدتاً سه نوع پردازش موازی وجود دارد که بر اساس منبع داده ها و نوع پردازش آن دسته بندی می شوند.
پردازش داده‌های چندگانه دستورالعمل‌های چندگانه (MIMD) - هر مجموعه از پردازنده‌ها داده‌هایی را که از منابع مختلف به دست می‌آیند، با پیروی از دستورالعمل‌ها و الگوریتم‌های منبع داده اجرا می‌کنند.
پردازش داده‌های تک دستورالعمل چندگانه (MISD) - چندین پردازنده مجموعه داده‌های یکسانی را دریافت می‌کنند اما به آنها دستور داده می‌شود که آنها را متفاوت پردازش کنند تا نتایج متنوع‌تری تولید کنند.
پردازش داده‌های چندگانه یک دستورالعمل (SIMD) - چندین پردازنده با استفاده از دستورالعمل‌های یکسان برای تأیید نتایج، کار یکسانی را اجرا می‌کنند.
پردازش داده‌های تک دستورالعمل چندگانه (MISD) - چندین پردازنده مجموعه داده‌های یکسانی را دریافت می‌کنند اما به آنها دستور داده می‌شود که آنها را متفاوت پردازش کنند تا نتایج متنوع‌تری تولید کنند.
پردازش داده‌های چندگانه یک دستورالعمل (SIMD) - چندین پردازنده با استفاده از دستورالعمل‌های یکسان برای تأیید نتایج، کار یکسانی را اجرا می‌کنند.
کاربردهای فعلی و آتی پردازش موازی
پردازش موازی در دستاوردهای بی‌شماری از اکتشافات علمی، مانند ساخت مدل‌های کامپیوتری پیچیده برای ترسیم چگونگی گردش جرم به دور سیاه‌چاله تا پیش‌بینی‌هایی که به اقتصاد کمک می‌کنند، نقش دارد. در سال 2019، محققان دانشگاه ایلینویز از موازی استفاده کردند تا به وزارت کشاورزی ایالات متحده کمک کنند تا با ترکیب داده‌های بیشتر از قبل و پردازش آن در زمان‌های بی‌سابقه، ویژگی‌های محصول را با دقت بیشتری پیش‌بینی کند.
پردازش موازی نقش مهمی در توسعه و پیاده‌سازی الگوریتم‌های یادگیری ماشین و برنامه‌های هوش مصنوعی ایفا می‌کند، زیرا به آنها اجازه می‌دهد سریع‌تر اجرا شوند، نقاط داده بیشتری را پردازش کنند و بینش‌های دقیق (و مفید) بیشتری تولید کنند.
نویسنده :
- مجید پورداود
- مهندس نرم افزار و تحلیلگر ارشد سیستم های کامپیوتری تحت وب می باشم. از سال 1395 برنامه نویسی را شروع کردم و به زبان های php (فریم ورک laravel -codeigniter) و زبان جاوا اسکریپت (فریم ورک express.js-nest.js) تسلط دارم.
ثبت دیدگاه جدید
0 دیدگاه
نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *