並列オペレーティングシステムとは

並列オペレーティングシステムは、複数のネットワーク化されたコンピューターをインターフェイスして、タスクを並列に完了するために使用されます。 ソフトウェアのアーキテクチャは、多くの場合、UNIXベースのプラットフォームであるため、ネットワーク内の複数のコンピューター間の分散負荷を調整できます。 並列オペレーティングシステムは、ソフトウェアを使用して、メモリ、キャッシュ、ストレージスペース、処理能力など、並列で実行されているコンピューターのさまざまなリソースをすべて管理できます。 また、並列オペレーティングシステムにより、ユーザーはネットワーク内のすべてのコンピューターと直接インターフェイスできます。

並列オペレーティングシステムは、計算のセットを小さな部分に分割し、それらをネットワーク上のマシン間で分散することにより機能します。 プロセッサコアとメモリアレイ間の通信を容易にするために、ルーティングソフトウェアは、ネットワーク化されたすべてのコンピューターに同じアドレススペースを割り当ててメモリを共有するか、各処理コアに異なるアドレススペースを割り当ててメモリを分散する必要があります。 メモリを共有すると、オペレーティングシステムを非常に高速に実行できますが、通常はそれほど強力ではありません。 分散共有メモリを使用する場合、プロセッサは自分のローカルメモリと他のプロセッサのメモリの両方にアクセスできます。 この配布はオペレーティングシステムの速度を低下させる可能性がありますが、多くの場合、より柔軟で効率的です。

バイオテクノロジー、宇宙論、理論物理学、天体物理学、コンピューター科学など、科学のほとんどの分野では、並列オペレーティングシステムを使用して並列コンピューティングの能力を活用しています。 これらのタイプのシステム設定は、コンサルティング、金融、防衛、通信、天気予報などの業界での効率化にも役立ちます。 実際、並列計算は非常に堅牢になったため、宇宙の起源に関する質問に答えるために宇宙論者によって使用されています。 これらの科学者は、宇宙の大部分のシミュレーションを一度に実行できました。科学者が天の川の形成のシミュレーションをコンパイルするのにたった1か月しかかかりませんでした。

科学者、研究、および業界では、コスト効率も高いため、多くの場合、並列オペレーティングシステムの使用を選択しています。 並列コンピューターネットワークの構築にかかる費用は、研究用のスーパーコンピューターの開発と構築にかかる費用よりもはるかに少ないです。 並列システムも完全にモジュール化されているため、安価な修理やアップグレードが可能です。

1967年、Gene AmdahlはIBMで働いていたときに、ソフトウェアを使用して並列コンピューティングを調整するというアイデアを概念化しました。 彼はAmdahlの法則と呼ばれる論文で発見を発表しました。これは、並列オペレーティングシステムでネットワークを実行することで期待できる処理能力の理論的な増加を概説したものです。 彼の研究はパケットスイッチングの開発につながり、したがって、最新の並列オペレーティングシステムにつながりました。 これはしばしばパケットスイッチングの開発を見落としていたが、後に世界最大の並列コンピュータネットワークであるインターネットの基本的な基盤を担う「Arpanetプロジェクト」を後から開始した突破口でもありました。