Die Fähigkeit eines Computers, eine Reihe von Vorgängen gleichzeitig auszuführen, wird durch eine Kombination aus Hardware- und Softwarefunktionen aktiviert:
Hardware:
* Mehrere Verarbeitungseinheiten (CPUs): Moderne Computer haben häufig mehrere Kerne innerhalb einer einzelnen CPU oder sogar mehrere CPUs. Jeder Kern kann Anweisungen unabhängig ausführen und mehrere Programme oder Aufgaben gleichzeitig effektiv ausführen.
* Multithreading: Ein einzelner Kern kann weiter in virtuelle Kerne unterteilt werden, die als Fäden bezeichnet werden. Dies ermöglicht es einem einzelnen Kern, mehrere Teile eines Programms gleichzeitig zu verarbeiten, auch wenn es eine Anweisung gleichzeitig ausführt.
* Grafikverarbeitungseinheiten (GPUs): GPUs wurden ursprünglich für Grafiken entwickelt und haben sich zu leistungsstarken parallelen Prozessoren entwickelt. Sie können gleichzeitig Tausende von Threads ausführen und sie ideal für Aufgaben machen, die in viele unabhängige Operationen unterteilt werden können.
* Vektorverarbeitungseinheiten (VPUs): Diese spezialisierten Einheiten führen gleichzeitig Operationen für ganze Datenvektoren aus und beschleunigen bestimmte Arten von Berechnungen erheblich.
Software:
* Betriebssysteme: Moderne Betriebssysteme verwalten die Zuweisung von Aufgaben zu verschiedenen Verarbeitungseinheiten, die sich effektiv Multitasking befinden.
* Programmiersprachen: Sprachen wie Python, C ++ und Java bieten Funktionen für die parallele Verarbeitung und ermöglichen es Entwicklern, Code zu schreiben, die Multi-Core-Systeme nutzen.
* Bibliotheken und Frameworks: Spezielle Bibliotheken und Frameworks wie OpenMP, CUDA und MPI bieten Tools und Abstraktionen für die parallele Programmierung und vereinfachen die Entwicklung paralleler Anwendungen.
wie es funktioniert:
* Parallelität: Eine Aufgabe in kleinere, unabhängige Teile aufzuteilen, die gleichzeitig ausgeführt werden können.
* Parallelität: Verwalten Sie mehrere Aufgaben, die gleichzeitig ausgeführt werden, auch wenn sie nicht gleichzeitig ausgeführt werden.
* Zeit Sharing: Schnell zwischen verschiedenen Aufgaben wechseln und die Illusion der gleichzeitigen Ausführung ergeben.
Hinweis: Die tatsächliche Leistung der gleichzeitigen Vorgänge eines Computers hängt von Faktoren wie der Anzahl der Kerne, der Uhrgeschwindigkeit, der Speicherbandbreite und der Art der auszuführenden Aufgaben ab.
