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Beowulf 中文HOWTO( 五 )

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由於使用多工作业系统，电脑可以同时做很多事情，只要有一颗以上低价CPU就可以达到最自然的平行化 。;
处理器的速度每十八个月就增加一倍，但是记忆体和硬碟的速度呢？很不幸地，它们的速度增加地并没有CPU快，我们必须记得，大多数的应用软体都利用到cache以外的记忆体和硬碟，平行化是可以摆脱这些限制的一种方法 。;
预计在2005年之後，处理器的速度将不会再每十八个月就增加一倍，要达到这种曾加速度的趋势，中间还有许多障碍 。;
平行计算可以有2倍到500倍速度的提升（有时更快），这全看执行的应用程式 。这种提升是无法单靠单一处理器，即使是曾经一度使用特别设计超快处理器的超级电脑，如今也是用多颗市售且随手取得的CPU所组成 。;
假如你因为遇到计算限制（computer;bound）或是输出□输入限制（I/O;bound）而需要速度，平行是值得考虑的方法，因为平行计算可以有很多方式，平行地解决你的问题将要思考许多重要的抉择，这些抉择会严重影响应用程式的可携性、效能和你所花的时间、精神以及金钱 。;

在我们了解平行计算的技术之前，让我们先看看熟悉的真正平行计算问题的实例□在店门前大排长龙 。;


平行计算的商店
想想看一个柜台前有八台同时使用收银机的大型商店，假设每个收银机就是一颗CPU，每个客人就是一个电脑程式，电脑程式的大小（工作的多寡）就是每个客人选点的多少，接下来所作类比的方式就是要说明平行计算的观念 。;


单工作业系统
只有一台收银台打开，一次只能处理一个客人 。;

□例;:;MS;DOS;


多工作业系统
只有一台收银机打开，但是现在一次处理一个客人选点的一部份，然後移到下个客人，处理他选点的一部份，每个人似乎同时都有在移动，假如没有其他人在排队，很快就会轮到你 。;

□例;:;UNIX，使用单一CPU的NT 。;


多颗CPU且多工作业系统
现在我们将其他的收银机打开，每个客人都有一台收银机服务，这时排队的队伍移动地很快，这称为SMP□对称式多行程 。虽然有额外的收银机打开，但是绝快不过只有一台收银机和一个客人 。;

□例;:;UNIX，使用多CPU的NT;



多工多CPU的绪（thread）
假如将你选点的项目拆开来，多台收银机同时使用记帐，你就可以更快一点 。首先我们得假设你买了很多东西，因为你花在拆开项目的时间必须由多台收银机补偿回来，理论上，你可以比以前快N倍，N是收银机的台数 。当收银员需要得到其他部份的小计时，他们可以透过交谈或观望其他收银机，很快地交换他们所需要的资讯，他们甚至可以打探其他的收银机，找寻需要的资料，使得工作更快些 。无论如何都还是有些限制，也就是这家店在各个地方可以有效地放置多少台收银机 。;

Amdals定律也使应用程式增快的速度将受限在循序程式中最慢的部份 。;

□例;：NUIX或是在相同主机板上的多CPU的NT并可以执行多绪（multi-threaded）程式 。;



在多工作业系统上向其他CPU传递讯息
为了改善效能，店家在後头又增加了八台收银机，因为新的帐单离前方柜台很远，收银员必须用电话将小计告诉前方柜台，除了传递外，还加上额外时间的负担，但是假如传递时间很短，它将不会造成问题 。假如□要买的东西很多，需要所有的收银机，这时在使用所有收银机来改进收帐的速度之前，额外的时间负担仍须考虑进去 。有时候，某些商店在各个角落只单独放置一台收银机，每个收银机就只能透过电话联系，这时它们所在的位置就不重要了 。;

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