Rendimiento de programas paralelos

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Universidad Gran Mariscal de Ayacucho
Facultad de Ingeniería
Escuela de Informática
Cátedra: Arquitectura y Organizador del Computador II

Barcelona, 05 de Abril de 2011.
Rendimiento.
En informática, es una medida o cuantificación de la velocidad/resultado con que se realiza una tarea o proceso. Enuna computadora, su rendimiento no depende solo del microprocesador como suele pensarse, sino de la suma de sus componentes como la memoria, el bus, los diversos dispositivos, y su software.
Programas paralelo.
Los procesadores paralelos se usan para acelerar la resolución de problemas de alto coste computacional.
La finalidad principal consiste en reducir el tiempo de ejecución
¿Cómo semide el rendimiento de los programas en paralelo?
El rendimiento se mide en eventos/segundo.
Los programas de ordenador paralelos son más difíciles de escribir que los secuenciales porque la concurrencia introduce nuevos tipos de errores de software, siendo las condiciones de carrera los más comunes. La comunicación y la sincronización entre las diferentes sub tareas son típicamente las grandesbarreras para conseguir un buen rendimiento de los programas paralelos. El incremento de velocidad que consigue un programa como resultado de la paralelización viene dado por la ley de Amdahl.
Un algoritmo secuencial es evaluado por su tiempo de ejecución como función del tamaño del problema. El comportamiento asintótico del tiempo de ejecución es idéntico en cualquier plataforma secuencial. Encambio, el tiempo de ejecución de un programa paralelo depende del tamaño del problema, del número de procesadores y de ciertos parámetros de comunicación de la plataforma. Es por ello que los algoritmos paralelos deben ser evaluados y analizados teniendo en cuenta también la plataforma.




Métricas de Rendimiento.
* Aceleración (Speedup)
La medición de rendimiento en ambientesparalelos es más complejo por nuestro deseo de conocer cuánto más rápido ejecuta una aplicación en un computador paralelo. Es decir, nos interesa conocer cuál es el beneficio obtenido cuando usamos paralelismo y cuál es la aceleración que resulta por el uso de dicho paralelismo.

Existen diversas formas de expresar la aceleración que dependen de la forma en que se defina lo que es el Tiempo deEjecución Secuencial y Paralelo.
1. Aceleración Relativa:
El Tiempo de Ejecución Secuencial usado es el tiempo total de ejecución del programa paralelo cuando éste es ejecutado sobre un único procesador del computador paralelo. Por lo tanto la Aceleración Relativa de un programa paralelo Q cuando se resuelve una instancia I de tamaño n usando P procesadores es:

2. AceleraciónReal:
El Tiempo de Ejecución Secuencial usado es el tiempo del mejor programa secuencial para resolver el problema.

Formalmente la aceleración es la relación entre el tiempo de ejecución sobre un procesador secuencial y el tiempo de ejecución en múltiples procesadores.
* La ley de Amdahl
Un aspecto importante a considerar es que todo programa paralelo tiene una parte secuencial queeventualmente limita la aceleración que se puede alcanzar en una plataforma paralela y esta dado por la ley de Amdahl, formulado originalmente por Gene Amdahl en la década de 1960. Afirma que una pequeña porción del programa que no puede ser paralelizado limitará la velocidad global de seguimiento disponible de paralelización, y se utiliza para buscar el mejoramiento máximo que se prevé un sistemageneral, cuando sólo una parte del sistema se mejora. A menudo se utiliza en computación paralela para predecir el aumento de velocidad máxima teórica con múltiples procesadores.
Un programa de resolución de un gran matemático problema de ingeniería general, constará de varias partes paralelizable y varias partes (secuencial) no paralelizable. Si α es la fracción de tiempo en marcha un...