並行與分布式計算導論 練習題指導(三)

2021-10-06 12:10:53 字數 1144 閱讀 4993

等效關係反映了為了維持並行效率不變,增加處理器與增大問題規模這兩個影響並行效率的因素間的關係

在問題的某個並行實現下,記t(n

,p

)t(n,p)

t(n,p)

為使用k個處理器計算規模為n的問題所需時間,t0(

n,p)

t_0(n,p)

t0​(n,

p)為使用k個處理器計算規模為n的問題花在通訊和冗餘計算上的時間,問題的等效關係如下:

t (n

,1)≥

ct0(

n,p)

t(n,1)\ge ct_0(n,p)

t(n,1)

≥ct0

​(n,

p)其中c =e

/(1−

e)

c=e/(1-e)

c=e/(1

−e),e

ee為並行效率。由於此後的計算關心的主要是函式的量級,不等式中不需要代入e

ee實際計算中,記原序列演算法(也就是原本使用的baseline)的時間複雜度為g(n

)g(n)

g(n)

,通訊時間複雜度為h(n

,p

)h(n,p)

h(n,p)

,可以簡化為

g (n

)≥ch

(n,p

)g(n)\ge ch(n,p)

g(n)≥c

h(n,

p)其中,g和h可以直接用複雜度量級來替換,最高複雜度項的次數可以直接併入c

化簡該不等式得到

n ≥f

(p

)n\ge f(p)

n≥f(p)

此即並行系統的等加速比關係

對於規模為n的問題,記m(n

)m(n)

m(n)

為問題所需的記憶體,則該問題的並行實現的可拓展性函式為

m (f

(p))

/p

m(f(p))/p

m(f(p)

)/p該函式表示,為了保持效率不變,每個處理器所需的記憶體容量如何作為p的函式增加

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