Kľúčový rozdiel – paralelný a distribuovaný výpočtový systém
Počítač vykonáva úlohy podľa pokynov poskytnutých človekom. Paralelné výpočty a distribuované výpočty sú dva typy výpočtov. Tento článok pojednáva o rozdieloch medzi paralelným a distribuovaným výpočtovým systémom. Paralelné výpočty sa používajú vo vysokovýkonných výpočtoch, ako je vývoj superpočítačov. Distribuované výpočty poskytujú škálovateľnosť a konzistenciu údajov. Google a Facebook používajú na ukladanie údajov distribuovaný výpočtový systém. Kľúčový rozdiel medzi paralelným a distribuovaným výpočtom spočíva v tom, že paralelné výpočty majú vykonávať viaceré úlohy pomocou viacerých procesorov súčasne, zatiaľ čo v distribuovanom výpočte je viacero počítačov prepojených prostredníctvom siete, aby komunikovali a spolupracovali s cieľom dosiahnuť spoločný cieľ. Každý počítač v distribuovanom systéme má svojich vlastných používateľov a pomáha zdieľať zdroje.
Čo je paralelné počítanie?
Počítač je stroj, ktorý môže vykonávať úlohy podľa pokynov poskytnutých ľuďmi. Architektúra počítača definuje, ako vykonávať inštrukcie poskytnuté počítaču. Predchádzajúce počítačové systémy mali jeden procesor. Problém, ktorý treba vyriešiť, bol rozdelený do série pokynov. Tieto inštrukcie boli zadávané procesoru jeden po druhom. V každom okamihu sa vykoná iba jedna inštrukcia. Potom procesor spracoval tieto inštrukcie a vydal výstup. Nebol to účinný mechanizmus. Rýchlosť sa dá zlepšiť zvýšením frekvencie, ale tiež sa zvýši teplota. To spôsobuje väčší rozptyl tepla. Preto nie je jednoduché zvýšiť rýchlosť procesora. Výsledkom tohto paralelného výpočtu bolo zavedenie.
Paralelné počítanie je známe aj ako paralelné spracovanie. Je to forma výpočtu, ktorá môže vykonávať viacero výpočtov súčasne. Paralelné výpočty využívajú veľa procesorov. Problém, ktorý sa má vyriešiť, je rozdelený na samostatné časti. Každá časť je ďalej rozdelená na pokyny. Tieto inštrukcie sú rozdelené medzi procesory. Preto viaceré procesory vykonávajú inštrukcie súčasne. Paralelné výpočty sú užitočné na vykonávanie zložitých výpočtov, pretože procesory rozdeľujú pracovné zaťaženie medzi seba. Šetrí to aj čas.
Obrázok 01: Parallel Computing
Paralelné systémy môžu mať niekoľko nevýhod. Inštrukcia vykonaná jedným procesorom môže byť potrebná pre iný procesor. To môže spôsobiť latenciu. Rastúci počet procesorov je tiež drahý. Tieto skutočnosti by sa mali zohľadniť pri vývoji paralelných systémov. Celkovo možno povedať, že paralelné výpočty pomáhajú spúšťať viacero inštrukcií súčasne na dokončenie úloh.
Čo je distribuovaná výpočtová technika?
V každodennom živote môže jednotlivec používať počítač na prácu s aplikáciami, ako sú Microsoft Word, Microsoft PowerPoint. Zložité problémy nemožno vyriešiť pomocou jedného počítača. Preto je možné jeden problém rozdeliť do viacerých úloh a distribuovať do mnohých počítačov. Tieto počítače môžu komunikovať s inými počítačmi prostredníctvom siete. Všetky fungujú podobne ako jedna entita. Proces rozdelenia jednej úlohy medzi viacero počítačov je známy ako distribuované výpočty. Každý počítač v distribuovanom systéme je známy ako uzol. Množina uzlov je klaster.
Distribuovaná výpočtová technika sa dnes používa v mnohých aplikáciách. Niektoré príklady sú Facebook a Google. Pozostávajú z miliónov a miliónov používateľov. Všetci používatelia komunikujú s ostatnými, zdieľajú fotografie atď. Toto veľké množstvo údajov sa ukladá pomocou distribuovaných výpočtov. Automaty v bankách, telefónnych sieťach, mobilných sieťach a distribuovaných databázach tiež využívajú distribuované výpočty.
Obrázok 02: Distributed Computing
Distribuovaná výpočtová technika poskytuje viacero výhod. Distribuované systémy sú rozšíriteľné na rastúci rast. Poskytuje škálovateľnosť a je ľahké zdieľať zdroje. Niektoré nevýhody sú, že môžu nastať problémy so sieťou a je ťažké vyvinúť distribuovaný softvér.
Aký je rozdiel medzi paralelnou a distribuovanou výpočtovou technikou?
Paralelné vs. Distribuované výpočty |
|
| Paralelné počítanie je typ výpočtu, pri ktorom viacero procesorov vykonáva viacero úloh súčasne. | Distribuovaná výpočtová technika je typ výpočtov, pri ktorom počítače v sieti komunikujú a koordinujú prácu prostredníctvom odovzdávania správ s cieľom dosiahnuť spoločný cieľ. |
| Počet požadovaných počítačov | |
| Paralelné výpočty prebiehajú na jednom počítači. | Distribuované výpočty prebiehajú medzi viacerými počítačmi. |
| Mechanizmus spracovania | |
| Pri paralelnom výpočte vykonáva spracovanie viacero procesorov. | V distribuovaných výpočtoch sa počítače spoliehajú na odovzdávanie správ. |
| Synchronizácia | |
| Všetky procesory zdieľajú na synchronizáciu jedny hlavné hodiny. | V distribuovanej výpočtovej technike neexistujú žiadne globálne hodiny, ale používa synchronizačné algoritmy. |
| Pamäť | |
| V paralelných počítačoch môžu mať počítače zdieľanú pamäť alebo distribuovanú pamäť. | V distribuovaných výpočtoch má každý počítač vlastnú pamäť. |
| Použitie | |
| Paralelné výpočty sa používajú na zvýšenie výkonu a na vedecké výpočty. | Distribuovaná výpočtová technika sa používa na zdieľanie zdrojov a zvýšenie škálovateľnosti. |
Summary – Paralelné vs. Distribuované výpočty
Paralelné výpočty a distribuované výpočty sú dva typy výpočtov. Tento článok diskutoval o rozdieloch medzi paralelným a distribuovaným výpočtovým systémom. Rozdiel medzi paralelným a distribuovaným výpočtom spočíva v tom, že paralelné výpočty majú vykonávať viaceré úlohy pomocou viacerých procesorov súčasne, zatiaľ čo pri paralelnom výpočte je viacero počítačov prepojených prostredníctvom siete, aby komunikovali a spolupracovali s cieľom dosiahnuť spoločný cieľ. Paralelné počítanie sa používa hlavne na zvýšenie výkonu. Distribuované výpočty sa používajú na koordináciu využívania zdieľaných zdrojov alebo na poskytovanie komunikačných služieb používateľom.
Stiahnite si súbor PDF o paralelnom vs. distribuovanom výpočte
Verziu tohto článku si môžete stiahnuť vo formáte PDF a použiť ju na offline účely podľa citácie. Stiahnite si verziu PDF tu: Rozdiel medzi paralelným a distribuovaným výpočtovým systémom
