ISSN 1436-3011

09.02.2010

Anwendungen paralleler Systeme
Editorial

Bekanntlich ist der Trend zu immer noch größeren Rechenleistungen ungebrochen. Galten bis vor kurzem Prozessoren mit Taktraten von 100 MHz noch als Novität, so wird bald eine Steigerung um eine weitere Zehnerpotenz erfolgen. Nicht nur die hohen Taktraten trugen zur Leistungssteigerung bei, sondern auch effektivere interne Architekturen. Um aber dem Bedarf der immer noch größeren Rechenleistungen gerecht zu werden, finden Parallelarchitekturen mit einigen wenigen Prozessoren bis hin zu Prozessor-Arrays immer mehr Anwendungen. Waren diese Architekturen in erster Linie den technisch-wissenschaftlichen Anwendungen vorbehalten, wie beispielsweise in der Bildverarbeitung, bei der Lösung finiter Systeme, bei der Wettervorhersage usw., so ist zunehmend auch der Einsatz bei kommerziellen Anwendungen zu beobachten. Sogar Arbeitsplatzrechner können zur Leistungssteigerung mit zwei und mehr Prozessoren ausgestattet werden.

Hauptproblem bei parallelen Systemen ist bekanntlich deren effiziente Organisation. Beispielsweise galt die "van Holland-Maschine" bis in die 70er Jahre als technisch machbar, jedoch organisatorisch äußerst schwer verwaltbar; sie weist ein Prozessor-Array von n x n Prozessoren mit bidirektionalen Verbindungen zu den jeweiligen Nachbarn auf. Die Situation hat sich in den vergangenen Jahren aber deutlich geändert. Betriebssysteme, die lastabhängig die einzelnen Prozessoren bedienen, wie sie zuerst bei Echtzeitsystemen zum Einsatz gelangten, sind keine Seltenheit mehr. Sind mehrere Prozessoren vorhanden, werden während des Betriebs die zur Verarbeitung anstehenden Tasks durch das Betriebssystem auf die verschiedenen Prozessoren verteilt. Solche Systeme können heutzutage beispielsweise bei leistungsstarken Servern eingesetzt werden. Ganz anders sieht es dabei bei der automatisierten Parallelisierung von Algorithmen aus. Hier tritt das Grundproblem auf, daß sich nicht jeder Algorithmus parallelisieren läßt. Dies mag auch einer der Gründe dafür sein, daß die anfangs große Euphorie der Realität wich und man an dieser Stelle statt Parallelisierung einfach schnellere Prozessoren einsetzte. Ziel ist es aber weiterhin, dem Anwender Systeme und Programmiersprachen zur Verfügung zu stellen, bei denen er bereits bei der Programmerstellung - losgelöst von jeglicher Prozessorarchitektur - auf einfache Weise parallele Elemente einbringen kann, die dann automatisiert auf ein Mehrprozessor-System umgesetzt werden können.

Aufgrund der Fülle und Komplexität des Themas "Anwendungen paralleler Systeme" können in den Beiträgen des Heftes nur Teilgebiete kurz angerissen werden. Dabei beschäftigt sich ein Beitrag mit Prozessorarchitekturen und deren Möglichkeiten zur parallelen Verarbeitung. Zwei Artikel widmen sich der programmtechnischen Seite, wie sie sich dem Anwender darstellt. Prinzipielle Betrachtungen und Anwendungsbeispiele runden das Schwerpunktthema ab. Für eingehende Betrachtungen wird der Leser auf die in den Beiträgen erwähnte weiterführende Literatur verwiesen.

Dieses Heft ist vergriffen, d.h. nicht mehr lieferbar. Eine Neuauflage ist nicht geplant. Die Beiträge aus diesem Heft sind jedoch noch separat und kostenpflichtig unter www.genios.de erhältlich.

HMD, Heft 203, Oktober 1998