计算机没有思考的能力。它们根据用户提供的指令执行任务。那么这个过程是如何工作的呢?
计算是利用计算机处理信息以完成一项面向目标的任务的过程。由于根据需要的输出,可以将各种各样的任务分配给计算机,因此计算过程以多种方式进行。这可能取决于系统的体系结构。
在早期,计算机系统只有一个处理器。每个需要解决的问题都必须分成一系列指令,并按顺序输入处理器。每次只计算一条指令。所以一次只能完成一项任务。这是一个低效而缓慢的过程。
为了改善,频率增加了,但这导致温度升高。在多任务处理的世界里,单个处理器无法单独完成这项工作。我们希望我们的计算机能找到一个解决我们所有问题的方法,并提供一个无错误的输出。这发展了新的计算技术来满足我们的需求和期望。
这里我们将讨论两种计算类型:并行计算和分布式计算.
并行计算vs分布式计算
的并行计算和分布式计算的区别已在下表中明确强调。
并行计算 | 分布式计算 |
多个处理器同时执行分配给它们的多个任务。这些任务是从一个单一的主要问题分解出来的。 | 多台计算机同时执行任务,通过联网计算机实现单一确定的目标。 |
只用一台电脑即可完成 | 需要多台计算机 |
并行系统中的内存在处理器之间共享或分布 | 每台计算机都有自己的存储器 |
多处理器执行处理 | 多台计算机执行多种操作 |
处理器之间使用总线进行通信 | 计算机通过网络相互通信 |
并行计算有助于显著提高系统的性能,提供并发性并节省时间 | 允许可伸缩性,共享资源,并帮助执行计算任务的效率 |
为了提供同步,所有处理器共享一个主时钟 | 没有全局时钟,使用同步算法 |
环境是紧密耦合的 | 环境可能是松散耦合的,也可能是紧密耦合的 |
用于要求更高更快处理能力的场所 | 当计算机位于不同的地理位置时使用,速度无关紧要 |
例如:超级计算机 | 例如:Facebook |
什么是并行计算?
并行计算(也称为并行处理),简单地说,就是多个进程并行计算的系统。
单个处理器无法单独完成这项工作。因此引入了并行计算。在这里,一个问题或过程被分解成许多更小的、离散的问题,这些问题又进一步分解成指令。
每条指令都被分配一个处理器来完成任务。这些多个处理器通过共享内存空间相互通信,并同时执行所有指令。每个任务执行的结果最终被组合成整体问题的单个输出。
并行计算被安置在一个单一的数据中心,在那里安装了几个处理器,计算问题被服务器分散在小块。然后它们在每个服务器上同时执行。随着多核处理器使用量的增加,并行计算的重要性呈指数级增长。
并行计算用于需要大量计算或处理能力和复杂计算的领域。并行计算节省时间。
并行计算的缺点是,有时增加处理器的数量可能会非常昂贵。此外,当指令在一个处理器上执行时,另一个处理器可能需要它,因此可能会发生延迟。
并行计算可分为位级并行、指令级并行、超字级并行、数据和任务并行。
什么是分布式计算?
复杂的问题不能只用一个处理器来解决。这样做既不准确也不高效。所以在这种情况下,计算,一个单一的问题可以分成多个任务,并分布到许多台计算机。
分布式计算遵循与并行计算相同的原则。这些计算机通过网络传递信息来相互通信。所有的计算机和谐地工作以实现一个目标。一旦每台计算机完成它的过程执行,最终的结果将被整理并呈现给用户。
分布式系统中的计算机可以称为节点一组节点称为a集群.
分布式计算有许多优点。它提供可伸缩性,并可扩展以增加增长。分布式计算用于同步共享资源的使用或向用户提供通信服务。然而,有时很难获得稳定的网络连接和开发高效的分布式计算系统。
作者
Shriya Upasani
麻省理工学院的世界和平大学