并行运算(平行运算)

并行计算或称平行计算是相对于串行计算来说的。所谓并行计算可分为时间上的并行和空间上的并行。 时间上的并行就是指流水线技术,而空间上的并行则是指用多个处理器并发的执行计算。

并行计算(Parallel Computing)是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程,是提高计算机系统计算速度和处理能力的一种有效手段。它的基本思想是用多个处理器来协同求解同一问题,即将被求解的问题分解成若干个部分,各部分均由一个独立的处理机来并行计算。并行计算系统既可以是专门设计的、含有多个处理器的超级计算机,也可以是以某种方式互连的若干台的独立计算机构成的集群。通过并行计算集群完成数据的处理,再将处理的结果返回给用户。

不像串行计算机那样,全世界基本上都在使用冯·诺伊曼的计算模型;并行计算机没有一个统一的计算模型。不过,人们已经提出了几种有价值的参考模型:PRAM模型,BSP模型,LogP模型,C^3模型等。

云计算是在并行计算之后产生的概念,是由并行计算发展而来, 两者在很多方面有着共性。学习并行计算对于理解云计算有很大的帮助。并行计算是学习云计算必须要学习的基础课程。
但并行计算不等于云计算,云计算也不等同并行计算。两者区别如下。
(1)云计算萌芽于并行计算
云计算的萌芽应该从计算机的并行化开始,并行机的出现是人们不满足于CPU摩尔定率的增长速度,希望把多个计算机并联起来,从而获得更快的计算速度。这是一种很简单也很朴素的实现高速计算的方法,这种方法后来被证明是相当成功的。
(2)并行计算、网格计算只用于特定的科学领域,专业的用户
并行计算、网格计算的提出主要是为了满足科学和技术领域的专业需要,其应用领域也基本限于科学领域。传统并行计算机的使用是一个相当专业的工作,需要使用者有较高的专业素质,多数是命令行的操作,这是很多专业人士的噩梦,更不用说普通的业余级用户了。
(3)并行计算追求的高性能
在并行计算的时代,人们极力追求的是高速的计算、采用昂贵的服务器,各国不惜代价在计算速度上超越他国,因此,并行计算时代的高性能机群是一个“快速消费品”,世界TOP500高性能计算机地排名不断地在刷新,一台大型机群如果在3年左右不能得到有效的利用就远远的落后了,巨额投资无法收回。
(4)云计算对于单节点的计算能力要求低
而云计算时代我们并不去追求使用昂贵的服务器,我们也不用去考虑TOP500的排名,云中心的计算力和存储力可随着需要逐步增加,云计算的基础架构支持这一动态增加的方式,高性能计算将在云计算时代成为“耐用消费品”。

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