Підсумки

Висновки

Зростання тактової частоти процесорів зупинилося через «стіну потужності», тому продуктивність сьогодні зростає за рахунок кількості ядер, графічних прискорювачів і кластерів, а програми необхідно розпаралелювати. Системи зі спільною пам’яттю (SMP, NUMA) дозволяють потокам обмінюватися даними через спільні змінні, системи з розподіленою пам’яттю – лише повідомленнями через мережу. Ієрархія пам’яті та кеш суттєво впливають на швидкість паралельних програм. Класифікація Флінна поділяє системи на SISD, SIMD, MISD і MIMD. Якість паралельної програми оцінюють прискоренням, ефективністю та вартістю. Закон Амдала обмежує прискорення задачі фіксованого розміру величиною $1/(1-f)$, а закон Густафсона–Барсіса показує, що зі зростанням розміру задачі прискорення може зростати майже лінійно. Метрика Карпа–Флатта допомагає з’ясувати, що обмежує прискорення: послідовний код чи накладні витрати. Час виконання слід вимірювати в конфігурації Release за допомогою Stopwatch, з прогріванням і медіаною кількох запусків. Практичні роботи модуля 1 виконуються на платформі .NET 10 у середовищі JetBrains Rider.

Питання для самоперевірки

1. Що таке «стіна потужності» і як вона вплинула на розвиток процесорів?
2. Чим паралельні обчислення відрізняються від конкурентних і розподілених?
3. Що таке зернистість паралельної задачі та накладні витрати?
4. Чим відрізняються архітектури SMP і NUMA?
5. Що таке SMT (Hyper-Threading) і гібридні процесори з P- та E-ядрами?
6. Навіщо процесору кеш? Що таке кеш-лінія, влучання та промах кешу?
7. Які системи належать до систем із розподіленою пам’яттю?
8. Назвіть класи класифікації Флінна та наведіть приклади систем.
9. Що означають моделі SPMD і MPMD?
10. Які моделі паралелізму ви знаєте?
11. Як обчислюються прискорення, ефективність і вартість паралельної програми?
12. Які причини надлінійного прискорення?
13. Сформулюйте закон Амдала. Яка межа прискорення при $f=0,95$?
14. Чим закон Густафсона–Барсіса відрізняється від закону Амдала? Що таке сильна та слабка масштабованість?
15. Що показує метрика Карпа–Флатта?
16. Які правила слід виконувати під час вимірювання часу виконання програми?
17. Чим відрізняються .NET SDK і середовище виконання? Як переглянути встановлені версії?

Корисні посилання

• Завантаження .NET 10: https://dotnet.microsoft.com/download/dotnet/10.0
• Встановлення .NET в Ubuntu: https://learn.microsoft.com/dotnet/core/install/linux-ubuntu
• Встановлення WSL: https://learn.microsoft.com/windows/wsl/install
• Клас Stopwatch: https://learn.microsoft.com/dotnet/api/system.diagnostics.stopwatch
• BenchmarkDotNet: https://benchmarkdotnet.org/
• Документація JetBrains Rider: https://www.jetbrains.com/help/rider/
• Рейтинг TOP500: https://top500.org/