شرح الخوارزميات المتوازية بشكل محرج

في البرمجة المتوازية ، الخوارزمية الموازية المحرجة هي تلك التي لا تتطلب أي اتصال أو تبعية بين العمليات. على عكس مشاكل الحوسبة الموزعة التي تحتاج إلى الاتصال بين المهام - خاصةً في النتائج الوسيطة ، فإن الخوارزميات المتوازية المحرجة يسهل تنفيذها في مزارع الخوادم التي تفتقر إلى البنية التحتية الخاصة المستخدمة في مجموعة أجهزة كمبيوتر عملاقة حقيقية.

نظرًا لطبيعة الخوارزميات الموازية المحرجة ، فهي مناسبة تمامًا للمنصات الموزعة الكبيرة القائمة على الإنترنت ، ولا تعاني من تباطؤ متوازي. إن نقيض المشاكل الموازية المحرجة هي المشاكل المتسلسلة بطبيعتها ، والتي لا يمكن موازنتها على الإطلاق.

يمكن تلخيص الحالة المثالية للخوارزميات المتوازية بشكل محرج على النحو التالي:

  • يتم تحديد جميع المشكلات أو المهام الفرعية قبل بدء العمليات الحسابية.
  • يتم تخزين جميع الحلول الفرعية في مواقع ذاكرة مستقلة (المتغيرات وعناصر الصفيف).
  • وبالتالي ، فإن حساب الحلول الفرعية مستقل تمامًا.
  • إذا كانت الحسابات تتطلب بعض الاتصالات الأولية أو النهائية ، فإننا نسميها موازية تقريبًا بشكل محرج.

قد يتساءل الكثيرون عن أصل كلمة "محرج". في هذه الحالة ، المحرج ليس له علاقة بالحرج ؛ في الواقع ، هذا يعني وفرة زائدة - تشير هنا إلى مشاكل الموازية التي تعتبر "سهلة بشكل محرج"

مثال شائع لمشكلة موازية محرجة هو عرض الفيديو ثلاثي الأبعاد الذي تتم معالجته بواسطة وحدة معالجة الرسومات ، حيث يمكن التعامل مع كل إطار أو بكسل بدون ترابط. قد تكون بعض الأمثلة الأخرى عبارة عن برنامج طي البروتين الذي يمكن تشغيله على أي جهاز كمبيوتر مع قيام كل آلة بجزء صغير من العمل ، وتوليد جميع المجموعات الفرعية ، والأرقام العشوائية ، ومحاكاة مونت كارلو.