Jakie są równoległe systemy operacyjne?

Równoległe systemy operacyjne są używane do łączenia wielu komputerów w sieci w celu równoległego wykonywania zadań. Architektura oprogramowania jest często platformą opartą na systemie UNIX, co pozwala mu koordynować obciążenia rozproszone między wieloma komputerami w sieci. Równoległe systemy operacyjne mogą wykorzystywać oprogramowanie do zarządzania wszystkimi różnymi zasobami komputerów pracujących równolegle, takimi jak pamięć, pamięci podręczne, miejsce do przechowywania i moc obliczeniowa. Równoległe systemy operacyjne pozwalają również użytkownikowi na bezpośredni interfejs ze wszystkimi komputerami w sieci.

Równoległy system operacyjny działa, dzieląc zestawy obliczeń na mniejsze części i rozdzielając je między maszyny w sieci. Aby ułatwić komunikację między rdzeniami procesora a macierzami pamięci, oprogramowanie do trasowania musi albo współdzielić swoją pamięć, przydzielając tę ​​samą przestrzeń adresową wszystkim komputerom w sieci, albo rozdzielić swoją pamięć, przypisując inną przestrzeń adresową do każdego rdzenia przetwarzającego. Udostępnianie pamięci pozwala systemowi operacyjnemu działać bardzo szybko, ale zwykle nie jest tak wydajny. Podczas korzystania z rozproszonej pamięci współużytkowanej procesory mają dostęp zarówno do własnej pamięci lokalnej, jak i do pamięci innych procesorów; ta dystrybucja może spowolnić system operacyjny, ale często jest bardziej elastyczna i wydajna.

Większość dziedzin nauki, w tym biotechnologia, kosmologia, fizyka teoretyczna, astrofizyka i informatyka, korzysta z równoległych systemów operacyjnych, aby wykorzystać moc obliczeń równoległych. Tego rodzaju konfiguracje systemów pomagają również zwiększyć wydajność w takich branżach, jak doradztwo, finanse, obrona, telekomunikacja i prognozowanie pogody. W rzeczywistości obliczenia równoległe stały się tak niezawodne, że kosmolodzy wykorzystali je do udzielenia odpowiedzi na pytania dotyczące pochodzenia wszechświata. Ci naukowcy byli w stanie przeprowadzić symulacje dużych fragmentów przestrzeni naraz - naukowcy skompilowali symulację formowania Drogi Mlecznej tylko miesiąc, co wcześniej uważano za niemożliwe.

Naukowcy, badacze i branże często wybierają równoległe systemy operacyjne również ze względu na opłacalność. Montaż równoległej sieci komputerowej kosztuje znacznie mniej niż opracowanie i zbudowanie superkomputera do badań. Systemy równoległe są również całkowicie modułowe, co pozwala na niedrogie naprawy i modernizacje.

W 1967 r. Gene Amdahl, pracując w IBM, wpadł na pomysł wykorzystania oprogramowania do koordynacji obliczeń równoległych. Opublikował swoje odkrycia w artykule zatytułowanym Prawo Amdahla , w którym nakreślono teoretyczny wzrost mocy obliczeniowej, jakiego można oczekiwać po uruchomieniu sieci z równoległym systemem operacyjnym. Jego badania doprowadziły do ​​rozwoju przełączania pakietów, a tym samym do nowoczesnego równoległego systemu operacyjnego. Ten często pomijany rozwój przełączania pakietów był również przełomem, który później zapoczątkował „Arpanet Project”, który jest odpowiedzialny za podstawową podstawę największej na świecie równoległej sieci komputerowej: Internetu.