并行计算英文解释翻译、并行计算的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 concurrent computation
分词翻译:
并行的英语翻译:
【计】 P
计算的英语翻译:
calculate; compute; cast; count; figure up; calculation; computation
【计】 calc; calculating; computing; tallying
【经】 calculate; calculation; computation; computing element; reckon
reckoning
专业解析
并行计算(Parallel Computing)是一种通过同时使用多个计算资源解决复杂问题的技术范式。其核心原理是将大规模任务分解为若干子任务,在独立的处理器或计算节点上协同执行,从而实现效率的指数级提升。
从系统架构角度看,并行计算包含三个关键层级:
- 硬件架构:基于多核处理器、GPU集群或分布式计算节点构成的物理基础(参考:美国计算机协会《计算机体系结构评论》)
- 编程模型:采用MPI(消息传递接口)、OpenMP等多线程编程框架实现任务分配(来源:IEEE Xplore数字图书馆)
- 算法设计:要求任务具备可分解性和数据独立性,如蒙特卡洛模拟等 embarrassingly parallel 问题
该技术在现代工程领域的典型应用包括:
- 气候建模与流体动力学仿真(美国国家大气研究中心案例库)
- 基因组测序与蛋白质折叠分析(《自然·生物技术》2023年度综述)
- 深度学习模型训练(TensorFlow官方技术白皮书)
根据阿姆达尔定律(Amdahl's Law),并行加速效果受限于:
$$
S = frac{1}{(1-p) + frac{p}{N}}
$$
其中$S$为加速比,$p$为可并行化比例,$N$为处理器数量。这揭示了并行计算在理论层面的性能边界(原始公式来源:1967年IBM研究备忘录)。
网络扩展解释
并行计算是一种通过同时使用多个计算资源(如处理器、计算单元)来加速问题求解的计算模式。以下从定义、原理、分类、优势和应用五个方面详细解释:
-
定义与核心思想
并行计算是指将大规模计算任务分解为多个子任务,利用多个处理器协同执行,以提高计算速度和处理能力。其核心思想是通过空间或时间上的并行性,解决单个处理器难以处理的复杂问题。
-
基本原理
- 任务分解:将问题拆分为可独立或部分依赖的子任务(如矩阵运算分割为子矩阵)。
- 并行执行:子任务分配到不同处理器或计算单元同步/异步执行。
- 结果整合:汇总各子任务计算结果以获得最终解,需保证数据一致性和准确性。
-
分类方式
- 空间并行:多处理器并发执行(如GPU的多核心同时处理图像数据)。
- 时间并行:流水线技术分阶段处理任务(如CPU指令流水线)。
- 计算模型:包括SIMD(单指令多数据,适用于向量运算)和MIMD(多指令多数据,用于分布式系统)。
-
主要优势
- 高效性:缩短大规模计算时间(如气象模拟从数天降至几小时)。
- 可扩展性:通过增加计算节点扩大问题求解规模。
- 资源利用率:充分发挥多核CPU、GPU集群等硬件性能。
-
典型应用领域
- 科学计算:核物理模拟、气候建模等复杂数值计算。
- 人工智能:GPU并行加速神经网络训练。
- 大数据分析:分布式系统(如Hadoop)处理海量数据。
知识扩展:现代并行计算需结合Amdahl定律优化,公式为:
$$
S = frac{1}{(1 - P) + frac{P}{N}}
$$
其中,( S )为加速比,( P )为可并行化比例,( N )为处理器数量。该公式表明并行效果受限于串行部分比例。
分类
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