Computação paralela

'Computação Paralela

Uma computação diz - se paralela quando um programa e executado sobre uma maquina multiprocessador em que todos os processadores partilham o acesso a memoria disponível. Assim e a forma de computação que vários cálculos são realizados ao mesmo tempo, isso nos permite operar sob o principio  de que grande problemas geralmente podem ser divididos em problemas menores, que então são resolvidos em paralelo. Existem diferentes formas de computação paralela: em bit, instrução, de dado ou de tarefa. A técnica de paralelismo já é empregada por vários anos, principalmente na computação que exige alto desempenho ente o interesse no tema cresceu devido às limitações físicas que previnem o aumento de frequência de processamento. 

Computadores paralelos podem ser classificados de acordo com o nível em que o hardware suporta paralelismo. Computadores com multinúcleos ou multiprocessadores possuem múltiplos elementos de processamento em somente uma máquina, enquanto clusters, MPP e grades usam múltiplos computadores para trabalhar em uma única tarefa. Arquiteturas paralelas especializadas às vezes são usadas junto com processadores tradicionais, para acelerar tarefas específicas. Programas de computador paralelos são mais difíceis de programar que sequenciais, pois a concorrência introduz diversas novas classes de defeitos potenciais, como a condição de corrida. A comunicação e a sincronização entre diferentes subtarefas é tipicamente uma das maiores barreiras para atingir grande desempenho em programas paralelos. Tradicionalmente, o software tem sido escrito para ser executado sequencialmente. Para resolver um problema, um algoritmo é construído e implementado como um fluxo serial de instruções. Tais instruções são então executadas por uma unidade central de processamento de um computador. Somente uma instrução pode ser executada por vez; após sua execução, a próxima então é executada. Por outro lado, a computação paralela faz uso de múltiplos elementos de processamento simultaneamente para resolver um problema. Isso é possível ao quebrar um problema em partes independentes de forma que cada elemento de processamento pode executar sua parte do algoritmo simultaneamente com outros. Os elementos de processamento podem ser diversos e incluir recursos como um único computador com múltiplos processadores, diversos computadores em rede, hardware especializado ou qualquer combinação dos anteriores. O aumento da frequência de processamento foi o principal motivo para melhorar o desempenho dos computadores de meados da década de 1980 a 2004. Em termos gerais, o tempo de execução de um programa corresponde ao número de instruções multiplicado pelo tempo médio de execução por instrução. Mantendo todo o resto constante, aumentar a frequência de processamento de um computador reduz o tempo médio para executar uma instrução, reduzindo então o tempo de execução para todos os programas que exigem alta taxa de processamento (em oposição à operações em memória.)

BENEFÍCIOS

Busca por maior desempenho, aplicações intrinsecamente paralelas, alto custo dos supercomputadores tradicionais, desenvolvimento de redes de computadores de alta velocidade e  desenvolvimento tecnológico na construção de microprocessadores. 

Bibliografia http://www.dcc.fc.up.pt/~ricroc/aulas/0607/cp/apontamentos/parteI.pdf