Cómputo Paralelo
Páginas: 10 (2473 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2013
UNIDAD I Introducción al Computo Paralelo
Computo paralelo
Una computadora paralela es una colección de elementos de procesamiento que cooperan y se comunican para solucionar rápidamente un problema grande.
¿Qué tan grande es dicha colección?
¿Qué potencia tienen los elementos de proceso y si el número puede crecer de manera sencilla?
¿Cuánta memoria tienen?
¿Cómo cooperan loselementos y se comunican?
¿Cómo se transmiten los datos entre los procesadores?
¿Qué clase de interconexión se proporciona entre los mismos?
¿Qué operaciones existen para secuenciar las acciones que se llevan a cabo en diferentes procesadores?
¿Cómo escalar?
¿Cómo afecta lo anterior al rendimiento?
Fuentes de Paralelismo
Explotar el paralelismo inherente a las aplicaciones informáticas.
Lasaplicaciones no presentan el mismo perfil para el paralelismo.
La manera a través de la cual se explota el paralelismo, se denomina fuente, distinguiremos tres fuentes paralelas: El paralelismo de control, datos y flujo.
Paralelismo funcional o control
La explotación del paralelismo de control proviene de la constatación natural de que en una aplicación existen acciones que podemos “hace almismo tiempo”.
Las acciones, llamadas también tareas o procesos pueden ejecutarse de manera más o menos independiente sobre unos recursos de cálculo llamado también procesadores elementales (PE).
Distinguiremos dos clases de dependencias.
Dependencia de control de secuencia corresponde a la secuenciación en un algoritmo clásico.
Dependencia de control de comunicación; una acción envíainformación a otra acción
La explotación del paralelismo de control consiste en administrar las dependencias entre las acciones de un programa para obtener así una asignación de recursos e calculo lo más eficaz posible.
El paralelismo de datos
La explotación del paralelismo de datos proviene de la constatación natural de que ciertas aplicaciones trabajan con estructurasde datos muy regulares (vectores, matrices) repitiendo una misma acción sobre cada elemento de la estructura.
El paralelismo de flujo o pipelining
Ciertas aplicaciones funcionan en modo cadena: disponemos de un flujo de datos, generalmente semejante, sobre los que debemos efectuar una sucesión de operaciones en cascada.
Los recursos del cálculo se asocian a lasacciones y en cadena, de manera que los resultados de las acciones efectuadas en el instante t pasen en el instante t+1 al PE siguiente. Este modo se llama también pipeline o segmentación. Los datos provienen de:
Datos de tipo Vectorial (en memoria)
Datos de tipo Escalar (dispositivos de entrada)
Clasificación de Flynn
Existen diversos esquemas de clasificación de los sistemas decomputación basados en su estructura o comportamiento.
Los principales métodos de clasificación consideran el número de conjuntos de instrucciones y/o operadores que pueden ser procesados simultáneamente.
En 1996 M. J. Flynn propuso una clasificación en función del análisis de los flujos de control (instrucciones ofrecen) y datos (data stream). Estos flujos pueden ser simples o multiplex.
a) Laestructura SISD
Single Instruction Stream, Single Data Stream
Computadora Convencional (arquitectura Von Neumann)
Las instrucciones se ejecutan en orden secuencial
La ejecución puede ser segmentada
b) La arquitectura SIMD
Una única unidad de control
Múltiples Unidades de ejecución independientes
Todas las unidades de procesamiento reciben las mismas instrucciones, perose ejecuta diferentes conjuntos de datos.
c) La arquitectura MISD
Una colección de unidades de procesamiento ejecutan diferentes instrucciones pero sobre el mismo flujo de datos.
No se encuentra ninguna maquina en esta categoría
Conceptualmente es muy utilizada en computación
Filtros de frecuencia múltiple operando en un mismo flujo
Algoritmo de criptografía múltiple trabajando...
Computo paralelo
Una computadora paralela es una colección de elementos de procesamiento que cooperan y se comunican para solucionar rápidamente un problema grande.
¿Qué tan grande es dicha colección?
¿Qué potencia tienen los elementos de proceso y si el número puede crecer de manera sencilla?
¿Cuánta memoria tienen?
¿Cómo cooperan loselementos y se comunican?
¿Cómo se transmiten los datos entre los procesadores?
¿Qué clase de interconexión se proporciona entre los mismos?
¿Qué operaciones existen para secuenciar las acciones que se llevan a cabo en diferentes procesadores?
¿Cómo escalar?
¿Cómo afecta lo anterior al rendimiento?
Fuentes de Paralelismo
Explotar el paralelismo inherente a las aplicaciones informáticas.
Lasaplicaciones no presentan el mismo perfil para el paralelismo.
La manera a través de la cual se explota el paralelismo, se denomina fuente, distinguiremos tres fuentes paralelas: El paralelismo de control, datos y flujo.
Paralelismo funcional o control
La explotación del paralelismo de control proviene de la constatación natural de que en una aplicación existen acciones que podemos “hace almismo tiempo”.
Las acciones, llamadas también tareas o procesos pueden ejecutarse de manera más o menos independiente sobre unos recursos de cálculo llamado también procesadores elementales (PE).
Distinguiremos dos clases de dependencias.
Dependencia de control de secuencia corresponde a la secuenciación en un algoritmo clásico.
Dependencia de control de comunicación; una acción envíainformación a otra acción
La explotación del paralelismo de control consiste en administrar las dependencias entre las acciones de un programa para obtener así una asignación de recursos e calculo lo más eficaz posible.
El paralelismo de datos
La explotación del paralelismo de datos proviene de la constatación natural de que ciertas aplicaciones trabajan con estructurasde datos muy regulares (vectores, matrices) repitiendo una misma acción sobre cada elemento de la estructura.
El paralelismo de flujo o pipelining
Ciertas aplicaciones funcionan en modo cadena: disponemos de un flujo de datos, generalmente semejante, sobre los que debemos efectuar una sucesión de operaciones en cascada.
Los recursos del cálculo se asocian a lasacciones y en cadena, de manera que los resultados de las acciones efectuadas en el instante t pasen en el instante t+1 al PE siguiente. Este modo se llama también pipeline o segmentación. Los datos provienen de:
Datos de tipo Vectorial (en memoria)
Datos de tipo Escalar (dispositivos de entrada)
Clasificación de Flynn
Existen diversos esquemas de clasificación de los sistemas decomputación basados en su estructura o comportamiento.
Los principales métodos de clasificación consideran el número de conjuntos de instrucciones y/o operadores que pueden ser procesados simultáneamente.
En 1996 M. J. Flynn propuso una clasificación en función del análisis de los flujos de control (instrucciones ofrecen) y datos (data stream). Estos flujos pueden ser simples o multiplex.
a) Laestructura SISD
Single Instruction Stream, Single Data Stream
Computadora Convencional (arquitectura Von Neumann)
Las instrucciones se ejecutan en orden secuencial
La ejecución puede ser segmentada
b) La arquitectura SIMD
Una única unidad de control
Múltiples Unidades de ejecución independientes
Todas las unidades de procesamiento reciben las mismas instrucciones, perose ejecuta diferentes conjuntos de datos.
c) La arquitectura MISD
Una colección de unidades de procesamiento ejecutan diferentes instrucciones pero sobre el mismo flujo de datos.
No se encuentra ninguna maquina en esta categoría
Conceptualmente es muy utilizada en computación
Filtros de frecuencia múltiple operando en un mismo flujo
Algoritmo de criptografía múltiple trabajando...
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