Основы параллельного программирования

Параллельное программирование - это техника, которая ускоряет выполнение программного обеспечения, разрешая одновременную обработку задач. Это контрастирует с последовательным программированием, которое выполняет задачи одну за другой. Параллелизм позволяет нескольким задачам прогрессировать со временем, в то время как параллелизм выполняет их действительно одновременно. Потоки и процессы - это единицы выполнения, которые работают независимо, управляемые через синхронизацию, чтобы предотвратить несоответствия данных. Состояния гонки возникают из несинхронизированного доступа к общим данным, представляя вызов для разработчиков. Различные языки, такие как Python, C++, Java и Go, предлагают инструменты для параллельного программирования, включая потоки, исполнители и горутины. Параллелизм данных, задач и конвейерный параллелизм - это различные подходы к разделению и завоеванию вычислительных задач. Преимущества включают в себя более быстрые вычисления, лучшее использование ЦП, и улучшенную производительность приложений, но существуют вызовы, такие как сложное отладка и состояния гонки. Реальные приложения включают научные симуляции, обработку изображений, машинное обучение и игры. Хотя и сложное, параллельное программирование является существенным для создания высокоскоростных, масштабируемых приложений.