Unidad 3 Paralelismo

Paralelismo

El paralelismo se basa en la informática, es una función que realiza el procesador para ejecutar varias tareas al mismo tiempo. Es decir, puede realizar varios cálculos simultáneamente, basado en el principio de dividir los problemas grandes para obtener varios problemas pequeños, que son posteriormente solucionados en el paralelo.

Aplicaciones

El empleo de la computación paralela se convierte cada día en mas grandes y rápida, muchos problemas considerados anteriormente muy largos y costosos se han podido solucionar. El paralelismo se ha utilizado para muchas temáticas diferentes, desde bioinformática para hacer plegamientos de proteínas, hasta economía para hacer simulaciones en matemáticas financieras.
 
Aplicaciones comerciales. Las aplicaciones para sistemas en paralelo se están expandiendo al ganar impulso el mercado de aplicaciones comerciales estratégicas y entrar en sus fases iniciales el mercado de servidores video.

- Proceso de rendimiento global. Tanto los usuarios técnicos como los comerciales están evaluando los sistemas en paralelo como motores de rendimiento global o throughput.

- Escalamiento para gestión de capacidad. En el mercado comercial, los usuarios están explorando el paralelismo como una forma de ofrecer una gestión de la capacidad optimizada y de bajo riesgo.

- Impulso del software. Los vendedores de software están comenzando a mostrar un mayor interés en desarrollar aplicaciones paralelas como consecuencia de que cierto número de vendedores de hardware importantes están suministrando productos de proceso en paralelo o han anunciado estrategias para penetrar en este mercado.

Tipos de paralelismo Informática

1.       Nivel bit

Se basa en el tamaño de la palabra que es capaz de manejar el procesador:

8 bits

16 bits

32 bits

64 bits .....

Mientras más grande el tamaño de la palabra menos instrucciones ejecuta el procesador para realizar una operación determinada.

2. Nivel instrucción

Mecanismos de la arquitectura son utilizados entonces para ejecutar este tipo de paralelismo:

      Pipelining

      Superscalar

      Ejecución desordenada

      Ejecución especulativa

      Renombramiento de registros

      Predicción de precedencia de memoria

      Predicción de ramificaciones del flujo

3. Nivel de Datos

Este tipo de paralelismo se enfoca en la distribución de los datos entre varios procesadores.

Se conoce también como paralelismo a nivel de lazos (loop-level paralelism).

4. Nivel tarea

Ø  En este caso un programa paralelo que ejecuta cálculos distintos sobre el mismo conjunto de datos o sobre datos diferentes.

Ø  El paralelismo funcional generalmente no escala con el tamaño del problema.

Ø  El paralelismo o procesamiento paralelo ha sido empleado durante muchos años, sobre todo para la computación de alto rendimiento. Teniendo en cuenta las generaciones de procesadores y sus características.

Obtener distintos resultados a partir de un mismo conjunto de datos, por ejemplo:

ü  Para un matriz hallar

ü  El determinante

ü  La traspuesta

ü  La inversa

ü   

Desventajas

·         Requieren de un gran número de ciclos de procesamiento o acceso a una gran cantidad de datos.

·         Encontrar un hardware y un software que permitan brindar estas utilidades comúnmente proporciona inconvenientes de costos, seguridad y disponibilidad.

Ventajas

Ø  Brinda a las empresas, instituciones y usuarios en general el beneficio de la velocidad

Ø  Ventajas competitiva, parvee una mejora de los tiempos para la producción de nuevos productos y servicios.

Ø  Colaboración y flexibilidad operacional

Calcificación de los sistemas paralelos  en los sistemas informáticos

      SISD es un término que se refiere a una arquitectura en la que un sólo procesador, un uniprocesador, ejecuta un sólo flujo de instrucciones, para operar sobre datos almacenados en una única memoria.

      SIMD: es una técnica empleada para conseguir paralelismo a nivel de datos.

      MISD: es un tipo de arquitectura de computación paralela donde muchas unidades funcionales realizan diferentes operaciones en los mismos datos. Las arquitecturas segmentadas pertenecen a este tipo, aunque un purista podría decir que los datos son diferentes después de ser procesados por cada etapa en el pipeline.

      MIMD: es una técnica empleada para lograr paralelismo . Las máquinas que usan MIMD tienen un número de procesadores que funcionan asíncronos e independientemente. En cualquier momento, cualquier procesador puede ejecutar diferentes instrucciones sobre distintos datos.

      FLUJO DE CONTROL: Las instrucciones se van ejecutando según el orden en el que se encuentran en memoria.

      FLUJO DE DATOS: el flujo de ejecución es conducido por los datos; una instrucción será ejecutada cuando los operandos estén disponibles.

      REDUCCION: la ejecución se realiza por demanda, una instrucción será ejecutada cuando otra necesite sus resultados. Son una clase de las de flujo de datos.