5 До чого призведе керування одночасними діями та їх можливою взаємодією?

Використання потоків дає можли­вість значно збільшити продуктивність, дозволяючи двом або біль­шій кількості дій виконуватися одночасно. Ці потоки потребують уважного розгляду. Керування одночасними діями та їх можливою взаємодією приводить до необхідності розв'язання таких проблем:

Синхронізація (належить до координації дій двох або більше потоків. Наприклад, один потік чекає завершення іншого по­току перед продовженням якихось дій).

Комунікація (належить до пропускної вдатності й проблем часу очікування, які пов'язані а обміном даних між потоками).

Балансування завантаження (належить до розподілу роботе між потоками таким чином, щоб вони всі виконували приблизно однакові обсягом роботи).

6 Назвіть паралельні шаблони програмування й зробіть стислий огляд типів проблем, до яких може бути застосований кожний зразок.

• Шаблон •Паралелізм рівня задачі. Цей шаблон є макси­мально ефективним. У ньому проблема розчленована на кіль­ка задач, які працюють незалежно. Часто необхідно видалити залежності між задачами або розділити ці залежності, використовуючи дублювання. Проблеми, що вписуються в шаблон* включають так звані важкі паралельні проблеми (немає жод­них залежностей між потоками) і проблеми повторюваних да­них (залежності між потоками можуть бути видалені з Індивідуальних потоків), •

Шаблон «Розділяй і пануй». У цьому шаблоні проблему розподілено на багато паралельних під проб лем, кожна а яких розв'язується незалежно. Тільки-но всі вони будуть розв'я­зані, результати об'єднаються. Шаблон «Розділяй і пануй» широко використовується на по­слідовних алгоритмах типу сортування з об'єднанням, що є досип простими для розпаралелювання. Шаблон виконує відповідальну роботу з балансування завантаження, що важливо для ефективно­го використання кеша.

• Шаблон «Геометрична декомпозиція». У геометричній схемі розкладення ґрунтується на паралелізмі структур даних. У цій декомпозиції колена нитка відповідає за виконання по даних «ділянки пам'яті». Ця схема може застосовуватися до проблем теплового потоку й поширення хвиль.

• Конвеєр. Ідея конвеєрної обробки ідентична збиральному кон­веєру. Стратегія полягає в розбитті всього процесу розв'язан­ня задачі на кілька стадій, які виконуються різними потоками одночасно.

• Хвильова обробка даних корисна під час обробки елементів уз­довж діагоналі в двовимірній мережі (рис. 3.1).

Цифри на рис. 3.1 показують чер­говість обробки даних. Наприклад, елементи діагоналі, що містить номер «З», залежать від елементів даних «1» і «2», оброблених раніше. Затемнена частина даних на рис. 3.1 показує дай, які вже було оброблено. У цій схемі важливо звести

7 Що являє собою розсіювання помилки? з яких кроків складається дифузний алгоритм?

Зробіть його стислий аналіз

Дифузний алгоритм (алгоритм розсіювання помилки)

Використовується у багатьох програмах комп»ютерної графіки і обробки зображень. Запропонований у 1975 р. Флойдом і Штейнбергом. Мав на меті відображення зображень із безперервним спектром тонів на пристроях з їх обмеженим діапазоном.

Кроки алгоритму

1. Оцінка вхідного значення поточного пікселя для визначення вихідного значення. Тут застосовують квантування або граничне значення у двійковому випадку (наприклад для 8біт - 2біт: [0..127] – вихідне значення 0,[128..255] – вихідне значення 1).

2. Обчислення помилки між фактичним зображенням і тим, що повинно бути відображено на пристрої. Припустимо що поточне вхідне значення пікселя – 172. оскільки 172 більше 128, то на виході буде 1. це значення зберігається у вихідному массиві. Тоді для обчислення помилки вихідні значення нормалізуються у шкалі вхідних значень. тобто пік сель виведення зі значенням 0 після нормалізації отримає значення 0, а 1 – 255. І помилка буде дорівнювати різниці між реальним значенням і тим, що буде виведене. В даному випадку помилка буде дорівнювати 255 - 172 = -83

3. помилкове значення розподіляється в частках сусіднім пікселям регіону

під час обробки поточного пікселя сусіднім пік селям додаються помилкові ваги флойда – штейнберга. мал. вище – для незатемненоо пікселя. усі дифузні алгоритми використовують цей загальноприйнятний метод, хоча можна використовувати й інші схеми. Відповідно до методу розсіювання помилки обробляються і всі інші пік селі зображення