Теория и практика параллельных вычислений
Постановка вычислительной задачи и выбор параллельного метода решения
Для параллельного решения тех или иных вычислительных задач процесс вычислений должен быть представлен в виде набора независимых вычислительных процедур, допускающих выполнение на независимых процессорах.
Общая схема организации таких вычислений может быть представлена следующим образом:
- разделение процесса вычислений на части, которые могут быть выполнены одновременно;
- распределение вычислений по процессорам;
- обеспечение взаимодействия параллельно выполняемых вычислений.
Возможные способы получения методов параллельных вычислений:
- разработка новых параллельных алгоритмов;
- распараллеливание последовательных алгоритмов.
Условия эффективности параллельных алгоритмов:
- равномерная загрузка процессоров (отсутствие простоев);
- низкая интенсивность взаимодействия процессоров (независимость).
В системе ПараЛаб реализованы широко применяемые параллельные алгоритмы для решения ряда сложных вычислительных задач из разных областей научно-технических приложений: алгоритмы сортировки данных, матричных операций, решения систем линейных уравнений и обработки графов.
Правила использования системы ПараЛаб
1. Выбор задачи. Для выбора задачи из числа реализованных в системе выберите пункт меню Задача и выделите левой клавишей мыши одну из строк: Сортировка, Умножение матрицы на вектор, Матричное умножение, Решение системы линейных уравнений, Обработка графов. Выбранная задача станет текущей в активном окне.
Рис. 12.7. Выбор задачи
2. Определение параметров задачи. Основным параметром задачи в системе ПараЛаб является объем исходных данных. Для задачи сортировки это размер упорядочиваемого массива данных, для матричных операций и задачи решения системы линейных уравнений – размерность исходных матриц, для задачи обработки графов – число вершин в графе. Для выбора параметров задачи необходимо выполнить команду Параметры задачи пункта меню Задача. В появившемся диалоговом окне (рис. 12.8) следует при помощи бегунка задать необходимый объем исходных данных. Нажмите ОК (Enter) для подтверждения задания параметра. Для возврата в основное меню системы ПараЛаб без сохранения изменений нажмите Отмена (Escape).
Рис. 12.8. Диалоговое окно задания параметров задачи в случае решения задачи матричного умножения
3. Определение метода решения задачи. Для выбора метода решения задачи выполните команду Метод пункта меню Задача. В появившемся диалоговом окне (рис. 12.9) выделите мышью нужный метод, нажмите ОК для подтверждения выбора, нажмите Отмена для возврата в основное меню системы ПараЛаб.
Рис. 12.9. Диалоговое окно выбора метода в случае решения задачи матричного умножения
