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并行计算阿姆达尔定律主要内容阿姆达尔定律(Amdahl'sLaw)是由计算机科学家GeneAmdahl在1967年提出的一个并行计算的性能定律。该定律描述了并行计算中存在的一个基本原则,即某个计算任务的加速比取决于可并行化的部分以及并行化的规模。下面将详细介绍阿姆达尔定律的主要内容。
阿姆达尔定律的基本表述为:
Speedup=1/[(1-P)+P/N]
其中,Speedup表示并行计算的加速比,P表示可并行化的部分所占的比例,N表示并行化的规模(即处理器的数量)。
阿姆达尔定律的核心思想是:虽然并行化可以加快计算任务的速度,但并行化的效果受限于无法并行化的部分。即使在有无限多的处理器的情况下,也无法将计算任务加速至无限快,因为存在一个串行部分,无法通过并行化来改善。
这个串行部分限制了计算任务的最大加速比,导致并行化的效果受到限制。阿姆达尔定律通过一个简单的公式来描述了串行部分对加速比的影响。
阿姆达尔定律的主要内容包括以下几个方面:
1.可并行化的部分:阿姆达尔定律假设计算任务可以被分解为可并行执行的部分和串行执行的部分。可并行化的部分可以通过增加处理器数量来加速执行,而串行部分则无法通过增加处理器数量来改善。
2.并行化的规模:阿姆达尔定律认为,并行化的规模(即处理器的数量)对加速比具有重要影响。处理器数量越大,加速比越高,但是当处理器数量无限增加时,加速比将趋近于一个极限值。
3.加速比的计算:阿姆达尔定律提供了一个简单的公式,用于计算并行计算的加速比。该公式考虑了可并行化的部分占整个计算任务的比例以及处理器数量的影响。通过这个公式,可以估计在不同的并行化规模和可并行化比例下,加速比的变化情况。
4.应用和局限:阿姆达尔定律是并行计算中一个重要的理论基础,它对于设计和分析并行算法和系统具有重要的指导意义。然而,阿姆达尔定律也存在一些局限性,如未考虑通信、同步等因素,只是对理想情况下的并行计算进行分析。因此,在实际应用中需要综合考虑其他因素来评估并行计算的性能。
参考内容:
-"Amdahl'slaw"byJohnL.Gustafson,EncyclopediaofParallelComputing,2011.
-"Amdahl'sLawRevisited"byIvanSutherland,Computer,April1973.
-"LimitstoParallelComputation:P-CompletenessTheory"byRaymondGreenlaw,H.JamesHoover,WalterL.Ruzzo,1995.
-"ParallelComputerArchitecture:AHardware/SoftwareApproach"byDavidCuller,JaswinderPalSingh,AnoopGupta,1998.
-"IntroductiontoParallelComputin
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