Arquitectura de Computadores

PARALELISMO

Función que realiza el procesador para ejecutar varias tareas al mismo tiempo.

INTRODUCCIÓN image
En este informe se hablara acerca del paralelismo a nivel de instrucciones y datos, conforme entendamos en la programación de los multiprocesadores, debemos de estudiar sobre el paralelismo para poder comprender como programar estos sistemas de forma efectiva todo lo que tiene que ver con sus procesadores.
Cuando hablamos de paralelismo, necesitamos el concepto de gradualidad, que lo que indica el tamaño de los cálculos que se están realizando simultáneamente entre sus procesadores, por ejemplo un procesador escalar de dos vías puede ejecutarse, en un ciclo, cualquier combinación de una instrucción entera y en un multiprocesador podemos dividir las iteraciones de un ciclo entre los cuatros procesadores del sistema.
Con el avance en la arquitectura de las computadoras, la investigación y el diseño sofisticado de procesadores se construye paso a paso la capacidad de multiprocesamiento y la ejecución de múltiples instrucciones por ciclo de reloj. El ciclo de reloj consiste en la unidad de medida utilizada para medir la velocidad en la que un procesador ejecuta las instrucciones básicas. Con el arribo de máquinas con procesadores multinúcleo el tema del paralelismo ha tomado mayor relevancia; el manejo de hilos de ejecución, métodos de sincronización y concurrencia consiste en temas fundamentales que no pueden ser obviados en la creación de aplicaciones de alto nivel.
Y sobre las técnicas básicas de análisis de bloques forman la base de trabajo que realiza el compilador cuando trata de lograr mayor paralelismo, al ayudar al compilador a reconocer el paralelismo es uno de los enfoques básico que toman para afinar el código. Es segura que hay otras facetas en este proceso de afinación, tales como optimizar los patrones de acceso de memoria de forma que se adapte mejor al hardware o reelaborar un algoritmo.

  • DATOCifra, letra o palabra que se suministra a la computadora como entrada y la máquina almacena en un determinado formato.
  • PROGRAMACIÓN: La programación informática es el proceso por medio del cual se diseña, codifica, limpia y protege el código fuente de programas computacionales. A través de la programación se dictan los pasos a seguir para la creación del código fuente de programas informáticos. De acuerdo con ellos el código se escribe, se prueba y se perfecciona.
  • PARALELISMO: El paralelismo es una función que realiza el procesador para ejecutar varias tareas al mismos tiempo, es decir puede realizar varias cálculos simultáneamente, basados en principio de dividir los problemas grandes para obtener varios problemas pequeños.
  • MULTI THREADING: Consiste en ejecutar al mismo tiempo dos o más threads de un programa, permitiendo que cada uno de estos threads sea planificado de la manera más conveniente en el procesador, es decir, aprovechando al máximo todos los recursos disponibles. Es equivalente a tener dos o más procesadores lógicos o virtuales en lugar de uno sólo.
  • MULTINÚCLEO: Es aquel que combina dos o más microprocesadores independientes en un solo paquete, a menudo un solo circuito integrado. Un dispositivo de doble núcleo contiene solamente dos microprocesadores independientes.
  • SISD: Arquitectura de simple construcción sobre simple dato. Serie en datos e instrucciones, arquitectura von neumann.
  • SIMD: Un solo flujo de instrucciones y múltiples en datos. Computadores matriciales. Una unidad de control que gobierna varias unidades aritmetico-logicas.
  • MISD: Varios flujos de instrucciones y uno solo de datos. Arquitectura no implementada, consecuencia teórica de la clasificación. Superestructura pipeline, varios conjuntos de unidad de control más unidad aritmético lógica realizan partes de una operación sobre un flujo de datos.
  • MIMD: Arquitectura multiprocesador con varios flujos tanto de instrucciones como de datos. Varios procesadores serie convencionales que manejan cada uno un flujo de instrucciones sobre un flujo de datos.
  • Segmentación (Pipelining):Es que se divide el proceso de ejecución de una instrucción en etapas de similar duración, con el objetivo último de procesar instrucciones simultáneamente, encontrándose cada una en su etapa de ejecución.  Que N unidades funcionales del procesador estén trabajando a la vez, mejora el rendimiento del chip en circunstancias ideales.






SOBRE PARALELISMO

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TIPOS DE PARALELISMO

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Se utiliza a la hora de ejecutar un programa, esto genera que se empiece a hacer una serie de sub procesos, los cuales están conectados por hilos de ejecución, repartiéndose fragmentos de dicha ejecución.

La computación paralela se vuelve cada día más grande y eficaz en su funcionamiento, problemas considerados anteriormente muy complejos se han podido solucionar.
El paralelismo se ha utilizado para diferentes áreas como:
Bioinformática: Para la realización de  plegamiento de proteínas.
Economía:  Para realizar simulaciones en matemática financiera.

LOS SIGUIENTES PROBLEMAS QUE REQUIEREN SER SOLUCIONADOS BAJO PARALELISMO SON:

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