5. Паралельні і розподілені обчислення

5. Паралельні і розподілені обчислення 1

1. Розширені мережі Петрі. Типи розширень. Модифіковані правила активізації і ввімкнення переходів. 2

2. Конвеєрна обробка. Пікова та реальна продуктивність. Графік залежності продуктивності конвеєрного пристрою від довжини вхідного набору даних. 3

3. Ступінь деталізації декомпозиції, ступінь паралелізму паралельного алгоритму. Граф залежності задач. 4

4. Взаємодія задач при паралельній обробці. Граф взаємодії задач. 5

5. Вартість операції, завантаженість пристрою, прискорення системи. 1-й закон Амдала. 6

6. Другий та третій закони Амдала. 7

7. Потоки і багатозадачність. Потік, процес, програма, багатопотоковість. Типи потоків, види багатозадачності. Правила використання потоків. 7

8. Організація обчислень в машинах потоків даних. 8

9. Декомпозиція задач за вхідними даними. 9

10. Декомпозиція задач за вихідними даними. 11

11. Дослідницька декомпозиція задач. 12

12. Декомпозиція задач за проміжними даними. 13

13. Граф машин потоків даних (МПД) і його основні елементи. 14

14. Способи взаємодії ниток при багато потоковому програмуванні: семафори, події, взаємне виключення. 15

15. Рекурсивна декомпозиція. Приклад швидкого сортування масиву чисел. 16

1. Розширені мережі Петрі. Типи розширень. Модифіковані правила активізації і ввімкнення переходів.

Мережа Петрі – це дводольний орієнтований граф з мітками. Кожна мережа Петрі є графом, в якому є два типи вершин:

1. В узли (стан)

2. Переходи – (дія)

Між вузлами та переходами можуть міститися ребра, але два вузли або два переходи не можуть бути зв’язані ребрами. Вузли можуть бути вільними або зайнятими (маркованими).

Три типи розширень мереж Петрі:

• Багаторазове маркування (невід’ємне)

Активізація. Перехід активізований тоді, коли кількість маркувань всіх його вхідних вузлів 1.

Ввімкнення. Активізований перехід вмикається, при цьому число маркувань його вхідних вузлів зменшуються на 1, а вихідних збільшується на 1.

• Дуги-заперечення

Не мають дугової ваги, завжди направлені тільки від деякого вузла до деякого переходу. Всі дуги, що не є дугами заперечення, називаються позитивними.

Активізація. Перехід є активізованим, якщо кількість маркувань вузлів вхідних позитивних дуг , а дуг-заперечень =0.

Ввімкнення. Якщо активізований перехід вмикається, то кількість маркувань вхідних вузлів позитивних дуг зменшується на 1, а дуг заперечення залишається незмінною.

• Вага дуг

Кожна дуга, що не є дугою заперечення може мати постійну вагу .

Активізація. Перехід є активізованим, якщо кількість маркувань всіх його вхідних вузлів вагам відповідних дуг.

Ввімкнення. Якщо активізований перехід вмикається, то кількість маркувань вхідних вузлів зменшується на вагу відповідної дуги, а вихідних вузлів збільшується на вагу вихідних дуг.