Что такое параллельные операционные системы?

Параллельные операционные системы используются для взаимодействия нескольких сетевых компьютеров для параллельного выполнения задач. Архитектура программного обеспечения часто представляет собой платформу на основе UNIX, которая позволяет ему координировать распределенные нагрузки между несколькими компьютерами в сети. Параллельные операционные системы могут использовать программное обеспечение для управления всеми различными ресурсами компьютеров, работающих параллельно, такими как память, кэши, пространство хранения и вычислительная мощность. Параллельные операционные системы также позволяют пользователю напрямую взаимодействовать со всеми компьютерами в сети.

Параллельная операционная система работает, разделяя наборы вычислений на более мелкие части и распределяя их между машинами в сети. Чтобы облегчить связь между ядрами процессора и массивами памяти, программное обеспечение маршрутизации должно либо совместно использовать свою память, назначая одно и то же адресное пространство всем сетевым компьютерам, или распределять свою память, назначая различное адресное пространство каждому ядру обработки. Совместное использование памяти позволяет операционной системе работать очень быстро, но обычно она не такая мощная. При использовании распределенной разделяемой памяти процессоры имеют доступ как к своей локальной памяти, так и к памяти других процессоров; это распределение может замедлить работу операционной системы, но зачастую оно более гибкое и эффективное.

Большинство областей науки, включая биотехнологию, космологию, теоретическую физику, астрофизику и информатику, используют параллельные операционные системы для использования возможностей параллельных вычислений. Эти типы системных настроек также помогают повысить эффективность в таких отраслях, как консалтинг, финансы, оборона, телекоммуникации и прогнозирование погоды. Фактически, параллельные вычисления стали настолько надежными, что они использовались космологами для ответа на вопросы о происхождении Вселенной. Эти ученые смогли запустить симуляции больших участков пространства одновременно - ученым потребовался всего один месяц, чтобы собрать симуляцию формирования Млечного Пути, подвиг, который ранее считался невозможным.

Ученые, исследователи и отрасли часто предпочитают использовать параллельные операционные системы из-за их экономической эффективности. Сборка параллельной компьютерной сети обходится гораздо дешевле, чем разработка и создание суперкомпьютера для исследований. Параллельные системы также являются полностью модульными, что позволяет производить недорогой ремонт и модернизацию.

В 1967 году Джин Амдаль, работая в IBM, концептуализировала идею использования программного обеспечения для координации параллельных вычислений. Он опубликовал свои выводы в статье под названием «Закон Амдала» , в которой описывалось теоретическое увеличение вычислительной мощности, которое можно ожидать от сети с параллельной операционной системой. Его исследования привели к развитию коммутации пакетов и, следовательно, к современной параллельной операционной системе. Это часто пропускаемое развитие коммутации пакетов также стало прорывом, который впоследствии положил начало «проекту Arpanet», который отвечает за основополагающую основу крупнейшей в мире параллельной компьютерной сети: Интернет.