并行是计算机科学中一个非常重要的概念,它可以说是计算机技术快速发展的重要驱动力。但对于非专业人士而言,并行这个词很可能会感到陌生。那么,什么叫并行是什么?下面从多个角度进行分析。
一、并行计算的定义
并行计算是指一台计算机系统中同时运行多个计算任务,并以一种分布式、协作的方式来进行计算,以提高计算机的速度和效率,称为并行计算。
二、并行计算的分类
从计算机体系结构的角度来看,可以将并行计算分为以下几种类型:
1、共享内存并行计算:指多个处理器共用一块内存,而且所有处理器之间可以直接通信,提高了程序的并行度。
2、分布式内存并行计算:指多个处理器有各自的内存,而且处理器之间通过网络进行通信,程序的并行度比较低,但规模比较大。
3、向量并行计算:指利用向量处理器进行计算,具有较高的计算效率。
4、流水线并行计算:指将计算机指令分成多个阶段,每个阶段由不同的处理器执行,这样可以提高CPU的利用率和计算速度。
三、并行计算的应用领域
并行计算已经广泛应用于一些计算密集型的领域,例如:
1、大规模的科学计算,如天气预报、环境模拟、量子模拟等。
2、信号处理和图像处理领域,例如数字信号处理、图像压缩、图像分割等。
3、计算机辅助设计和制造,如计算机辅助设计、计算机辅助制造、电子交换等。
四、并行计算的优缺点
并行计算的优点主要有以下几点:
1、大幅提高计算机的运行速度和效率。
2、可以处理大规模的计算任务。
3、可以简化计算任务的分布和协调工作。
4、可以降低IT部门的成本和负担。
但并行计算也有一些缺点,主要包括以下几点:
1、需要耗费大量的时间和精力进行程序设计和调试。
2、对硬件支持有一定的要求,需要一些高端的处理器和内存。
3、对程序员的技术要求较高。