工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算

甘云志

（深圳市京華科訊科技有限公司，深圳 518000）

并行計(jì)算，是計(jì)算機(jī)算法的一種表現(xiàn)形式，它是相對(duì)于串行計(jì)算來表示的，而且它的優(yōu)點(diǎn)在于它可以在一次計(jì)算的過程中執(zhí)行多個(gè)指令，極大的提升了計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度，從而解決更為復(fù)雜的問題和難點(diǎn)。對(duì)于工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算來說，就是將并行計(jì)算在工作站進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的基礎(chǔ)上利用互聯(lián)網(wǎng)的連接來進(jìn)行運(yùn)算。所以工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算保證了計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度，對(duì)于計(jì)算機(jī)的革新有著重要的作用。

1 并行計(jì)算的介紹

并行計(jì)算是計(jì)算機(jī)算法的一種，它可以在一次算法的執(zhí)行過程中完成系統(tǒng)給出的多個(gè)指令，提升了計(jì)算機(jī)的工作速度。在并行計(jì)算的執(zhí)行過程中，可以分為時(shí)間和空間上的并行，時(shí)間上的并行計(jì)算形式主要是指流水線的技術(shù)，而空間上的并行則是指在計(jì)算過程中多個(gè)指示器發(fā)出的多個(gè)執(zhí)行運(yùn)算。并行計(jì)算在計(jì)算的過程中之所以可以執(zhí)行多個(gè)系統(tǒng)設(shè)定的指令，是因?yàn)樗昧硕鄠€(gè)處理器將問題系統(tǒng)性的分開，不同的處理器執(zhí)行不同的計(jì)算任務(wù)，再將多個(gè)任務(wù)完成后的結(jié)果整合起來成為一個(gè)總的運(yùn)算結(jié)果。在計(jì)算的過程中，系統(tǒng)既可以是同一臺(tái)計(jì)算機(jī)中有多個(gè)處理器來完成計(jì)算任務(wù)，又可以是多個(gè)計(jì)算機(jī)分開使用，分配不同的任務(wù)來計(jì)算的一個(gè)計(jì)算機(jī)群。這兩種存在形式都可以將初始的問題計(jì)算出來并實(shí)行計(jì)算，最后再將計(jì)算結(jié)果導(dǎo)出，形成系統(tǒng)的并行計(jì)算模式。

并行計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)在于將整體的計(jì)算機(jī)運(yùn)算分開，將整體系統(tǒng)性分散，利用多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)來完成計(jì)算過程，而且整個(gè)運(yùn)算分開后小的指令簡(jiǎn)單的就可以執(zhí)行成功，充分的省下了計(jì)算時(shí)間，為后續(xù)的計(jì)算工作留出了很大的執(zhí)行空間。

2 工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算

2.1 工作站的定義和工作形式

工作站是指連接到網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，而且這個(gè)系統(tǒng)有著極大的信息儲(chǔ)蓄能力，這對(duì)于工作站的信息處理有著很大的幫助。工作站顧名思義具有很強(qiáng)的工作能力，他能夠完成設(shè)定者指定的任務(wù)并且將將任務(wù)通過互聯(lián)網(wǎng)連接將其發(fā)送到設(shè)定者的賬戶之中。在計(jì)算機(jī)中有著不同的工作站，例如有計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)工作站、自動(dòng)辦公工作站、數(shù)據(jù)的分析及處理工作站等等，不同的工作站可以完成不同的任務(wù)。通過各種程序的組合和配置，就可以建立一個(gè)簡(jiǎn)單的工作站。工作站作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接與任務(wù)執(zhí)行的結(jié)合體，對(duì)其需要較高的運(yùn)算速度，所以，并行計(jì)算應(yīng)用到了工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下。

2.2 并行計(jì)算在工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的應(yīng)用

工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算是指在工作站工作的過程中，通過并行計(jì)算來完成工作站制定的任務(wù)，并利用工作站連接互聯(lián)網(wǎng)來完成在線計(jì)算，完成工作站的任務(wù)。由于工作站的任務(wù)較為復(fù)雜，例如在計(jì)算機(jī)繪制設(shè)計(jì)工作站中，就需要有執(zhí)行裝置、繪制裝置、測(cè)量裝置三個(gè)裝置組成，而每個(gè)裝置的工作都是非常復(fù)雜的，而利用并行計(jì)算就可以很好的解決這種問題。首先，并行計(jì)算在時(shí)間上是流水線的技術(shù)，工作站的工作環(huán)境就是一步一步來完成的，而且并行技術(shù)還可以將工作站的任務(wù)系統(tǒng)性的分散開，分別通過工作站上不同的處理器和不同的執(zhí)行裝置來完成整個(gè)工作站上設(shè)定的任務(wù)。

由于工作站上的數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)，而且數(shù)據(jù)流量較大，所以在工作過程中并行利用并行計(jì)算的飛快的計(jì)算速度和工作站上的大數(shù)據(jù)流量，就可以將工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)雜的任務(wù)系統(tǒng)性分散開來執(zhí)行，節(jié)省了工作站上任務(wù)完成的時(shí)間，提高了工作站的工作效率。

3 工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的工作站的指定任務(wù)的執(zhí)行過程中，并行計(jì)算很好的結(jié)合了工作站的巨大流量性，再利用計(jì)算本身的速度來迅速完成工作站的任務(wù)。并行計(jì)算是依靠網(wǎng)絡(luò)將執(zhí)行計(jì)算的多個(gè)處理器或者計(jì)算機(jī)連接起來，建立系統(tǒng)的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，通過各個(gè)處理器的配合，來完成并行計(jì)算的全過程。而且在工作站工作過程中，各個(gè)工作裝置是動(dòng)態(tài)連接的，而且在線執(zhí)行任務(wù)需要通過工作站連接網(wǎng)絡(luò)的配合才能完成整個(gè)過程。工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算的優(yōu)點(diǎn)在于它可以講復(fù)雜、難以利用普通算法計(jì)算出來的工作站任務(wù)分散成多個(gè)簡(jiǎn)單的小任務(wù)，通過小任務(wù)計(jì)算的結(jié)果，再將這些結(jié)果整合在一起，這樣省去了復(fù)雜的計(jì)算過程，而且節(jié)省了時(shí)間，提高了工作站工作的效率。

3.2 工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算的缺點(diǎn)

雖然并行計(jì)算提高了工作站的工作效率，但是它仍然存在著很多的缺點(diǎn)。

第一，在工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算的計(jì)算過程中，它對(duì)于計(jì)算要求的節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力過高。由于并行計(jì)算是利用多個(gè)處理器或者計(jì)算機(jī)共同計(jì)算，它在計(jì)算的過程中也就需要更多的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)去連接各個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)。然而過高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力的要求也會(huì)消耗更多的研究經(jīng)費(fèi)，對(duì)企業(yè)的發(fā)展大為不利。

第二，并行計(jì)算的應(yīng)用范圍較為狹窄。在并行計(jì)算提出的時(shí)候，它是主要應(yīng)用于一些較為復(fù)雜、較為專業(yè)的領(lǐng)域中，而傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)如果要使用這種算法，就需要操作能力較高的專業(yè)人員操作，所以在一些普通的企業(yè)或者日常生活中是不可能存在的。

第三，并行計(jì)算追求更高的運(yùn)算速度導(dǎo)致更新?lián)Q代較快，一些企業(yè)使用這種算法是為了加快計(jì)算機(jī)的工作速度，但是由于更新速度太快，導(dǎo)致一些企業(yè)在收入這種算法后的不長(zhǎng)時(shí)間，又會(huì)產(chǎn)生新的版本，這對(duì)企業(yè)的發(fā)展大為不利，如果在這個(gè)過程中并行計(jì)算不能夠發(fā)揮出它的作用，那么將會(huì)產(chǎn)生不小的經(jīng)濟(jì)損失。

4 結(jié)束語

并行計(jì)算是為了提高計(jì)算機(jī)的計(jì)算效率而提出的一種算法，現(xiàn)在也廣泛應(yīng)用到工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的工作任務(wù)中去。并行計(jì)算提高了工作站的工作效率，節(jié)省了工作時(shí)間，對(duì)工作站的任務(wù)執(zhí)行起到了極大的作用。本文主要圍繞著工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來談并行計(jì)算的工作原理、工作過程和在工作過程中的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)現(xiàn)如今的并行計(jì)算進(jìn)行分析，說明了工作站網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的并行計(jì)算的計(jì)算效果，分析了并行計(jì)算在工作站任務(wù)中的影響。