1. Аналитическая часть

1.1. Описание предметной области.

Актуальность

Параллельные вычисления – современная многогранная область вычислительных наук, стремительно развивающаяся и являющаяся наиболее актуальной в ближайшее время. Актуальность данной области складывается из множества факторов, и в первую очередь, исходя из потребности в больших вычислительных ресурсах для решения прикладных задач моделирования процессов в физике, биофизике, химии и др. Традиционные последовательные архитектуры вычислителей и схем вычислений подходят к технологическому пределу.

Современные исследования сконцентрированы на разработке многоядерных процессоров и многопроцессорных систем. Комплексные решения заключаются в построении кластеров, объединяющие как многопроцессорные, так и однопроцессорные компьютеры. 

Организация параллельности вычислений, когда в один и тот же момент выполняется одновременно несколько операций обработки данных, осуществляется, в основном, за счет введения избыточности функциональных устройств (многопроцессорности). Так можно достичь повышения производительности решения вычислительных задач, если разделить применяемые в вычислениях алгоритмы на информационно независимые части и организовать выполнение каждой части вычислений на разных процессорах. Данный подход может позволить выполнять необходимые вычисления с меньшими затратами времени. В этом случае возможность получения максимальной производительности ограничивается только числом имеющихся процессоров и количеством независимых частей в выполняемых вычислениях.