Программная система ПараЛаб для изучения и исследования методов параллельных вычислений

12.4. Постановка вычислительной задачи и выбор параллельного метода решения

Для параллельного решения тех или иных вычислительных задач процесс вычислений должен быть представлен в виде набора независимых вычислительных процедур, допускающих выполнение на независимых процессорах.

Общая схема организации таких вычислений может быть представлена следующим образом:

• разделение процесса вычислений на части, которые могут быть выполнены одновременно;
• распределение вычислений по процессорам;
• обеспечение взаимодействия параллельно выполняемых вычислений.

Возможные способы получения методов параллельных вычислений:

• разработка новых параллельных алгоритмов;
• распараллеливание последовательных алгоритмов.

Условия эффективности параллельных алгоритмов:

• равномерная загрузка процессоров (отсутствие простоев);
• низкая интенсивность взаимодействия процессоров (независимость).

В системе ПараЛаб реализованы широко применяемые параллельные алгоритмы для решения ряда сложных вычислительных задач из разных областей научно-технических приложений: алгоритмы сортировки данных, матричных операций, решения систем линейных уравнений и обработки графов.

Правила использования системы ПараЛаб

1. Выбор задачи. Для выбора задачи из числа реализованных в системе выберите пункт меню Задача и выделите левой клавишей мыши одну из строк: Сортировка, Умножение матрицы на вектор, Матричное умножение, Решение системы линейных уравнений, Обработка графов. Выбранная задача станет текущей в активном окне.

Рис. 12.7. Выбор задачи

2. Определение параметров задачи. Основным параметром задачи в системе ПараЛаб является объем исходных данных. Для задачи сортировки это размер упорядочиваемого массива данных, для матричных операций и задачи решения системы линейных уравнений – размерность исходных матриц, для задачи обработки графов – число вершин в графе. Для выбора параметров задачи необходимо выполнить команду Параметры задачи пункта меню Задача. В появившемся диалоговом окне (рис. 12.8) следует при помощи бегунка задать необходимый объем исходных данных. Нажмите ОК (Enter) для подтверждения задания параметра. Для возврата в основное меню системы ПараЛаб без сохранения изменений нажмите Отмена (Escape).

Рис. 12.8. Диалоговое окно задания параметров задачи в случае решения задачи матричного умножения

3. Определение метода решения задачи. Для выбора метода решения задачи выполните команду Метод пункта меню Задача. В появившемся диалоговом окне (рис. 12.9) выделите мышью нужный метод, нажмите ОК для подтверждения выбора, нажмите Отмена для возврата в основное меню системы ПараЛаб.

Рис. 12.9. Диалоговое окно выбора метода в случае решения задачи матричного умножения