並行演算法中的Work and Span

2021-09-26 20:12:22 字數 1713 閱讀 3674

下面正式引入並行演算法中的一些概念:

對比fig1fig2,fig2中的time step數就是在最大並行度下的span的值

work law. cost至少是work:ptp

≥t

1pt_p \ge t_1

ptp​≥t

1​span law. 有限的p

pp個處理器不可能勝過無限個處理器,即tp≥

t∞

t_p \ge t_∞

tp​≥t∞

​由此,ifif

ifp

>t1

t∞

p > \frac

p>t∞

​t1​

​我們可以得到speedup的上界⇒

\rightarrow

⇒ ∵tp≥

t∞∴t

1tp≤

t1t∞

<

p\because t_p \ge t_∞ \therefore \frac \leq \frac∵t

p​≥t

∞​∴t

p​t1

​​≤t

∞​t1

​​brent's law.

記n

kn_k

nk​為每個time step的primitive operations,其中k=1

,2...

nk=1,2...n

k=1,2.

..n tp≤

t1−t

np+t

n(其中

p≤

max⁡kn

k)

t_p \leq \frac+t_n(其中p\leq \max_kn_k)

tp​≤pt

1​−t

n​​+

tn​(

其中p≤

maxk​n

k​) 推論:tp≤

t1p+

tn

t_p \leq \frac+t_n

tp​≤pt

1​​+

tn​ (tp

≤wp+

s)

(t_p \leq \frac+s)

(tp​≤p

w​+s

) 證明:

注意到兩點,由1,2即可得證

1. tp≤

∑k=1

n⌈nk

p⌉

t_p \leq \sum_^n\left \lceil \frac \right \rceil

tp​≤∑k

=1n​

⌈pnk

​​⌉2. 對∀k,

m∈z+

⌈km⌉

≤k+m

−1

m\forall k,m \in z^+\left \lceil \frac \right \rceil \leq \frac

∀k,m∈z

+⌈mk

​⌉≤m

k+m−

1​amdahl』s law

gustafson』s law

參考文獻:analysis of parallel algorithms 維基百科[1]

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