什么是并行操作系统？（附图）

并行操作系统旨在管理和优化多个进程的同时执行。通过利用多核处理器的强大功能，它们可以实现高效的多任务处理和高速计算，这对于数据分析和模拟等复杂任务至关重要。此类系统将如何改变您的计算体验？与我们一起探讨它们对技术未来的影响。

并行操作系统是一种计算机处理平台，它将大型任务分解为较小的部分，这些部分在不同的地方通过不同的机制同时完成。它们有时也被描述为"多核"处理器。这种类型的系统通常在处理非常大的文件和复杂的数字代码方面非常有效。它最常见于研究环境中，其中中央服务器系统正在处理许多不同的工作一次，但是当多台计算机同时执行类似的工作并连接到共享基础设施时，它们就很有用。它们一开始可能很难设置，并且可能需要一些专业知识，但大多数技术专家都认为，从长远来看，它们比单机计算机更具成本效益和效率。

并行计算基础知识

< p>并行操作系统的工作原理是将计算集分成更小的部分，并将它们分布在网络上的机器之间。为了促进处理器内核和内存阵列之间的通信，路由软件必须通过分配相同的地址空间来共享其内存分配给所有联网的计算机，或者通过为每个处理核心分配不同的地址空间来分配其内存。共享内存可以使操作系统运行得非常快，但通常功能不那么强大。当使用分布式共享内存时，处理器可以访问到它们自己的本地内存和其他处理器的内存；这种分布可能会减慢操作系统的速度，但它通常更加灵活和高效。

软件的架构很重要具体来说，它是围绕基于 UNIX 的平台构建的，该平台允许它协调网络中多台计算机之间的分布式负载。并行系统能够使用软件来管理并行运行的计算机的所有不同资源，例如内存、缓存、存储空间和处理能力。这些系统还允许用户直接与网络中的所有计算机进行交互。

起源和首次使用

1967 年，为 IBM 工作的美国计算机科学家 Gene Amdahl 提出了概念化使用软件协调并行计算的思想。他在一篇名为阿姆达尔定律的论文中发布了他的发现，该论文概述了通过运行并行操作系统的网络理论上可以提高处理能力。他的研究导致了分组交换的发展，从而导致了现代并行操作系统的发展。分组交换的发展被广泛认为是一项突破后来启动了"阿帕网项目"，该项目负责世界上最大的并行计算机网络互联网的基础。

现代应用

大多数科学领域都使用这种类型操作系统，包括生物技术、宇宙学、理论物理学、天体物理学和计算机科学。这些系统的复杂性和容量还有助于提高咨询、金融、国防、电信和天气预报等行业的效率。事实上，并行计算已经变得如此强大，以至于许多领先的宇宙学家都使用它来回答有关宇宙起源的问题。科学家能够同时对大片空间进行模拟。例如，科学家们只花了一个月的时间就使用这种操作系统编写了银河系形成的模拟，这一壮举以前被认为是不可能的，因为它是多么复杂和繁琐。s.

成本考虑

科学家、研究人员和行业领导者经常选择使用此类操作系统，主要是因为它们的效率，但成本通常也是一个因素。一般来说，组装一个并行计算机网络的成本远低于开发和建造一台用于研究的超级计算机的成本，或者投资于许多较小的计算机并划分工作的成本。并行系统也是完全模块化的，在大多数情况下可以进行廉价的维修和升级。

发表于 2024-02-03 16:42
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分类：科学教育