并行計算英文解釋翻譯、并行計算的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 concurrent computation
分詞翻譯:
并行的英語翻譯:
【計】 P
計算的英語翻譯:
calculate; compute; cast; count; figure up; calculation; computation
【計】 calc; calculating; computing; tallying
【經】 calculate; calculation; computation; computing element; reckon
reckoning
專業解析
并行計算(Parallel Computing)是一種通過同時使用多個計算資源解決複雜問題的技術範式。其核心原理是将大規模任務分解為若幹子任務,在獨立的處理器或計算節點上協同執行,從而實現效率的指數級提升。
從系統架構角度看,并行計算包含三個關鍵層級:
- 硬件架構:基于多核處理器、GPU集群或分布式計算節點構成的物理基礎(參考:美國計算機協會《計算機體系結構評論》)
- 編程模型:采用MPI(消息傳遞接口)、OpenMP等多線程編程框架實現任務分配(來源:IEEE Xplore數字圖書館)
- 算法設計:要求任務具備可分解性和數據獨立性,如蒙特卡洛模拟等 embarrassingly parallel 問題
該技術在現代工程領域的典型應用包括:
- 氣候建模與流體動力學仿真(美國國家大氣研究中心案例庫)
- 基因組測序與蛋白質折疊分析(《自然·生物技術》2023年度綜述)
- 深度學習模型訓練(TensorFlow官方技術白皮書)
根據阿姆達爾定律(Amdahl's Law),并行加速效果受限于:
$$
S = frac{1}{(1-p) + frac{p}{N}}
$$
其中$S$為加速比,$p$為可并行化比例,$N$為處理器數量。這揭示了并行計算在理論層面的性能邊界(原始公式來源:1967年IBM研究備忘錄)。
網絡擴展解釋
并行計算是一種通過同時使用多個計算資源(如處理器、計算單元)來加速問題求解的計算模式。以下從定義、原理、分類、優勢和應用五個方面詳細解釋:
-
定義與核心思想
并行計算是指将大規模計算任務分解為多個子任務,利用多個處理器協同執行,以提高計算速度和處理能力。其核心思想是通過空間或時間上的并行性,解決單個處理器難以處理的複雜問題。
-
基本原理
- 任務分解:将問題拆分為可獨立或部分依賴的子任務(如矩陣運算分割為子矩陣)。
- 并行執行:子任務分配到不同處理器或計算單元同步/異步執行。
- 結果整合:彙總各子任務計算結果以獲得最終解,需保證數據一緻性和準确性。
-
分類方式
- 空間并行:多處理器并發執行(如GPU的多核心同時處理圖像數據)。
- 時間并行:流水線技術分階段處理任務(如CPU指令流水線)。
- 計算模型:包括SIMD(單指令多數據,適用于向量運算)和MIMD(多指令多數據,用于分布式系統)。
-
主要優勢
- 高效性:縮短大規模計算時間(如氣象模拟從數天降至幾小時)。
- 可擴展性:通過增加計算節點擴大問題求解規模。
- 資源利用率:充分發揮多核CPU、GPU集群等硬件性能。
-
典型應用領域
- 科學計算:核物理模拟、氣候建模等複雜數值計算。
- 人工智能:GPU并行加速神經網絡訓練。
- 大數據分析:分布式系統(如Hadoop)處理海量數據。
知識擴展:現代并行計算需結合Amdahl定律優化,公式為:
$$
S = frac{1}{(1 - P) + frac{P}{N}}
$$
其中,( S )為加速比,( P )為可并行化比例,( N )為處理器數量。該公式表明并行效果受限于串行部分比例。
分類
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
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