Распараллеливание программ

Распараллеливание программ — процесс адаптации алгоритмов, записанных в виде программ, для их эффективного исполнения на вычислительной системе параллельной архитектуры (в последнее время, как правило, на многопроцессорной вычислительной системе). Заключается либо в переписывании программ на специальный язык, описывающий параллелизм и понятный трансляторам целевой вычислительной системы, либо к вставке специальной разметки (например, инструкций MPI или OpenMP).

Распараллеливание может быть ручным, автоматизированным и полуавтоматизированным. Для оценки эффективности его качества применяются следующие критерии:

• Ускорение $S_p = T_1 /T_p$, где $T_p$ — время исполнения распараллеленной программы на $p$ процессорах, $T_1$ — время исполнения исходной программы. В идеальном случае (отсутствие накладных расходов на организацию параллелизма) равна $p$.
• Загруженность $S_p/p=T_1/pT_p$, показывающая долю использования процессоров. В идеальном случае равна 1, или 100 %. Эта величина зачастую гораздо более наглядно характеризует эффективность параллелизма в серии испытаний при разных $p$, чем $S_p$, особенно на графиках.

При распараллеливании важно учитывать не только формальный параллелизм структуры алгоритма, но и то, что обменные операции в параллельных ЭВМ происходят, как правило, значительно медленнее арифметических. С этим связано существование львиной доли накладных расходов на организацию параллелизма.

Ссылки

• Введение в OpenMP: API параллельных программ для многопроцессорных систем с общей памятью  (рус.)