Составители:
Рубрика:
В В Е Д Е Н И Е
Имеется большое количество важнейших задач, решение ко-
торых требует использования огромных вычислительных мощно-
стей, зачастую недоступных для современных вычислительных си-
стем. К таким задачам прежде всего относятся задачи точных дол-
госрочных прогнозов климатических изменений и геологических
катаклизмов (землетрясений, извержений вулканов, столкновений
тектонических плит), прогнозов цунами и разрушительных урага-
нов, а также экологических прогнозов и т.п. Сюда следует отнести
также прогнозирование результатов экспериментов во многих раз-
делах физики, в особенности, экспериментов по выявлению основ
мироздания (экспериментов на коллайдерах со встречными пучка-
ми частиц, экспериментов, направленных на получение антимате-
рии и, так называемой, темной материи и т.д.). Важными задачами
являются расшифровка генома человека, определение роли каж-
дого гена в организме, влияние генов на здоровье человека и на
продолжительность жизни. Не решена задача безопасного хране-
ния вооружений, в особенности, ядерного оружия (из-за запрета на
ядерные испытания состояние накопленных ядерных зарядов мож-
но определить лишь путем моделирования на компьютере большой
мощности). Постоянно появляются новые задачи подобного рода и
возрастают требования к точности и к скорости решения прежних
задач; поэтому вопросы разработки и использования сверхмощных
компьютеров (называемых суперкомпьютерами) актуальны сейчас
и в будущем. К сожалению технологические возможности увеличе-
ния быстродействия процессоров ограничены: увеличение быстро-
действия связано с уменьшением размеров процессоров, а при ма-
лых размерах появляются трудности из-за квантово-механических
эффектов, вносящих элементы недетерминированности; эти труд-
ности пока что не удается преодолеть. Из-за этого приходится ид-
ти по пути создания параллельных вычислительных систем, т.е.
систем, в которых предусмотрена одновременная реализация ря-
да вычислительных процессов, связанных с решением одной зада-
чи. На современном этапе развития вычислительной техники такой
способ, по-видимому, является одним из основных способов ускоре-
ния вычислений.
Первоначально идея распараллеливания вычислительного про-
цесса возникла в связи с необходимостью ускорить вычисления для
3
