رایانش موازی

رایانش موازی یا محاسبات موازی به اجرای هم زمان یک برنامه (که به بخش های کوچک تری تقسیم شده است) بر روی چند پردازنده به منظور دستیابی به سرعت بیشتر اطلاق می شود. ایدهٔ اصلی این است که فرایند حل یک مسئله را معمولاً می توان به زیروظایف خردتری تقسیم کرد که با اجرای هم زمان این زیروظایف و هماهنگ کردن آنها مسئله اصلی در زمان کوتاهتری حل می شود.
نسبت هزینه به کارایی بسیار پایین
سخت افزار و نرم افزار ارزان و در دسترس
تعمیر و نگهداری ساده
قابلیت توسعه سیستم متناسب با افزایش نیاز
امکان به روزرسانی سیستم
زمان بالای در اختیار بودن و سرویس دهی سیستم
کاهش زمان اجرا در شبیه سازی ها و حل مسائل کاربردی
گسترش دامنه تحقیقات
امکان حل مسائل بزرگتر و پیچیده تر
استفاده از IO (سیستم های ورودی و خروجی) در بسیاری از ماشین آلات (مثل پایگاه داده های توزیعی).
یک سیستم محاسبات موازی رایانه ایست با بیش از یک پردازنده که برای پردازش موازی استفاده می شود. در گذشته، در یک سیستم چندپردازنده هر پردازنده در یک بسته بندی جداگانه قرار داشت، اما امروزه با معرفی تراشه های چندهسته ای، چندین پردازنده در کنار یکدیگر در یک بسته قرار می گیرند. در حال حاضر انواع بسیار گوناگونی از رایانه های موازی وجود دارند که بر اساس نوع اتصالات بین پردازنده ها و حافظه از یکدیگر متمایز می شوند. رده بندی Flynn که یکی از پذیرفته شده ترین رده بندی ها برای رایانه های موازی است، رایانه های موازی را بر این اساس طبقه بندی می کند که آیا شامل پردازنده هایی هستند که همگی هم زمان یک دستور یکسان را روی داده های متفاوتی اجرا می کنند (یک دستور چند داده SIMD: Single Instruction Multiple Data) و یا هر پردازنده دستور متفاوتی را روی داده هایی متفاوت اجرا می کند (چند دستور چند داده MIMD: Multiple Instruction Multiple Data).
مفهوم هم روندی به معنی این است که چند عمل وجود دارند و آن ها به طور هم زمان باهم درحال اجرا هستند و می توان وقفه ای در یک عمل صورت بگیرد و به طور کلی عمل متوقف شود.همروندی در علوم رایانه در سامانه هایی پیش می آید که در آن ها چند پردازش محاسباتی همزمان اجرا می شوند و با یکدیگر اندرکنش دارند (ناحیه بحرانی دارند). مطالعه همروندی محدوده وسیعی از سامانه ها را دربرمی گیرد، از سامانه های رایانش موازی سخت-درگیر و بسیار همزمان گرفته تا سامانه های توزیع شده ناهمزمان سست-درگیر. حال آنکه در پردازش موازی ، عمل اصلی وقتی به چند عمل کوچک تر تقسیم می شود ، این عمل ها می توانند از هم مستقل باشند.به عنوان مثال اگر دو نخ یا دو پردازه همزمان درحال اجرا روی یک هسته پردازنده باشند، این مفهوم هم روندی ست اما اگر دو نخ یا دو پردازه همزمان درحال اجرا روی دو هسته پردازنده باشند، این مفهوم موازیست. چندکارگی یا چندوظیفگی اجرای هم زمان دو یا چند کار و وظیفهٔ رایانه ای از سوی واحد پردازش مرکزی است.مراحل کار به صورت زیر میباشد: ۱- پردازنده یک سیگنال وقفه دریافت مینماید. ۲- پس از دریافت سیگنال وقفه توسط پردازنده، پردازنده کاری را که در حال انجامش است را متوقف نموده و تا آن نقطه ای که آن کار را انجام داده ذخیره مینماید تا در زمان مقتضی به ادامه کار قبلی از همان نقطه توقف یافته بازگردد. ۳- پردازنده به سراغ دستگاه یا برنامه درخواست کننده وقفه رفته و دستور را برای پردازش فراخوانی مینماید. ۴- بعد از پردازش یک دستور از مرحله قبل، وقفه برای زمان بندی فراخوان میدهد
پردازش موازی اجرای یک فرایند به طور هم زمان، عموماً با تقسیم عملیات پردازش بر روی چندین پردازنده به منظور افزایش کارایی و در نهایت سرعت بخشیدن برای رسیدن به جواب است. گاهی استفاده از تکنیکهای اشتراک زمان را در یک پردازنده، به اشتباه پردازش موازی به حساب می آورند (چند پروسه به طور موازی روی یک پردازنده اجرا می شوند). ایدهٔ این کار بر این مبنا است که هر مسئله به طور معمول قابل تقسیم به چندین مسئله با اندازهٔ کوچک تر است که این مسئله های کوچک تر می توانند به صورت هم زمان حل شده و در نهایت ادغام شوند تا نتیجه نهایی سریع تر بدست آید.