Στοιχεία παράλληλου υπολογισμού

Τα σύγχρονα πολύπλοκα επιστημονικά προβλήματα του αιώνα μας, τα οποία αποκαλούνται «μεγάλες προκλήσεις» και αφορούν την ιατρική, την φαρμακολογία, την κβαντοχημεία, την αστροφυσική, την γενετική μηχανική, κ.ά., αντιμετωπίζονται σήμερα με αριθμητική προσομοίωση, η οποία απαιτεί τεράστια υπολογιστική ισχύ, την οποία οι ακολουθιακοί υπολογιστές δεν διαθέτουν. Η παραγωγή λοιπόν υπολογιστικών συστημάτων, τα οποία είναι επιδεκτικά εκτεταμένων υπολογισμών, π.χ. 150 τρισεκατομμυρίων πράξεων προς πρόβλεψη των ιδιοτήτων ενός υλικού, έγινε επιτακτική ανάγκη, και είναι ήδη γεγονός. Τα συστήματα αυτά, τα οποία βασίζονται στην Ευκλείδεια έννοια της παραλληλίας, καλούνται παράλληλοι υπολογιστές και είναι υπολογιστικές μηχανές με δυνατότητες παράλληλης επεξεργασίας δεδομένων. Το βιβλίο αυτό πραγματεύεται τα συστατικά στοιχεία του παράλληλου υπολογισμού, και αποβλέπει, αφ΄ ενός μεν στη μύηση του αναγνώστη στη σχετική με αυτά τα στοιχεία γνώση, αφ' ετέρου δε στην υπέρβαση από τον ακολουθιακό τρόπο σκέψης, σε έναν τρόπο σκέψης με όρους και συνθήκες παραλληλίας. Η εισαγωγή στο βιβλίο περιλαμβάνει τις μεγάλες σύγχρονες επιστημονικές προκλήσεις, την εξέλιξη της παράλληλης επεξεργασίας δεδομένων, τις έννοιες της σωλήνωσης, του παραλληλισμού δεδομένων και του παραλληλισμού ελέγχου, το Κόσκινο του Ερατοσθένη, το νόμο του Amdahl, και την κατηγοριοποίηση ψηφιακών υπολογιστικών συστημάτων. Το δεύτερο κεφάλαιο επισκοπεί στοιχεία της αρχιτεκτονικής παράλληλων υπολογιστών και συγκεκριμένα τα δίκτυα διασύνδεσης, τους πολυεπεξεργαστές, και τους πολυυπολογιστές. Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται στην προτυποποίηση παράλληλου υπολογισμού και, πέραν των θεμελιωδών εννοιών, πραγματεύεται πρότυπα παράλληλου υπολογισμού, προσομοιώσεις μεταξύ των προτύπων και την έννοια του βέλτιστου παράλληλου αλγόριθμου. Το τέταρτο κεφάλαιο πραγματεύεται θέματα παράλληλων αλγορίθμων, περιλαμβάνοντας βασικές τεχνικές σχεδιασμού παράλληλων αλγορίθμων, αλγορίθμους ταξινόμησης, αλγορίθμους γράφων και στοιχεία της θεωρίας παράλληλης πολυπλοκότητας. Στο πέμπτο κεφάλαιο δίδονται κατευθύνσεις παράλληλου υπολογισμού, όπου μετά την εισαγωγή και τη θεώρηση της διαμοιραζόμενης μνήμης, παρουσιάζονται η Fortran-S, η Fortran υψηλής απόδοσης, και ο αντικειμενοστραφής παραλληλισμός με την pC++. Tέλος, στο Παράρτημα, γίνεται μία σύντομη εισαγωγή στο ΜΡΙ και παρατίθενται οι βασικές συναρτήσεις επικοινωνίας κόμβου με κόμβο και συλλογικής επικοινωνίας, ενώ παρουσιάζονται οι βασικές συναρτήσεις διαχείρισης εικονικών τοπολογιών. Για κάθε μελετητή της τεχνολογικής μορφής της παραλληλίας, το βιβλίο αυτό θα αποτελεί, όχι μόνο μια πηγή αξιόπιστης αναφοράς, αλλά και έναν πολύτιμο οδηγό στα δύσβατα μονοπάτια της παράλληλης συλλογιστικής.