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Un système informatique parallèle est un système informatique doté de plusieurs processeurs travaillant simultanément pour résoudre un problème. Au lieu de s'appuyer sur un seul processeur pour exécuter les instructions de manière séquentielle, un système parallèle divise le problème en parties plus petites, attribuant chaque partie à un processeur différent. Ces processeurs travaillent ensuite simultanément, combinant leurs résultats pour produire la solution finale. Cela permet un traitement beaucoup plus rapide qu'un système à processeur unique, en particulier pour les tâches gourmandes en calcul.
Voici une ventilation des aspects clés :
* Processeurs multiples : La principale caractéristique est la présence de plusieurs unités de traitement (CPU, GPU, etc.) travaillant ensemble. Cela peut aller de quelques cœurs dans une seule puce (processeur multicœur) à des milliers de processeurs dans un grand supercalculateur.
* Exécution simultanée : Plusieurs processeurs exécutent simultanément différentes parties du même programme ou différents programmes. Cela contraste avec le traitement en série où les instructions sont exécutées les unes après les autres.
* Communication : Une communication efficace entre les processeurs est cruciale. Ils doivent échanger des données et synchroniser leurs opérations pour produire un résultat cohérent. La méthode de communication varie en fonction de l'architecture (par exemple, mémoire partagée, transmission de messages).
* Programmation parallèle : Le logiciel doit être conçu spécifiquement pour une exécution parallèle. Cela implique de diviser le problème en tâches gérables, de les attribuer aux processeurs, de gérer les dépendances des données et de gérer les frais de communication.
Types de systèmes informatiques parallèles :
Les systèmes parallèles peuvent être classés de différentes manières, notamment :
* Mémoire partagée : Les processeurs partagent le même espace mémoire. Cela simplifie la communication mais peut entraîner des problèmes de synchronisation s'il n'est pas géré avec soin.
* Transmission de messages : Les processeurs disposent de leur propre mémoire privée et communiquent en échangeant des messages. Ceci est plus évolutif mais nécessite des mécanismes de communication explicites.
* SIMD (instruction unique, données multiples) : Tous les processeurs exécutent simultanément la même instruction sur différents ensembles de données. Cela convient aux tâches hautement parallèles comme le traitement d’images.
* MIMD (instructions multiples, données multiples) : Les processeurs peuvent exécuter simultanément différentes instructions sur différents ensembles de données. Il s’agit du type de calcul parallèle le plus général.
Essentiellement, les systèmes informatiques parallèles offrent des accélérations significatives pour les applications qui peuvent être efficacement parallélisées. Cependant, ils introduisent également des complexités dans la programmation et la gestion de l'interaction entre plusieurs processeurs.
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