ПЗ №1_2026

1.

Архитектура вычислительных систем
Лабораторная работа №1
МЕТРИКИ И ЗАКОНЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ
ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
ЛР № 1
10.02.2026
Доцент кафедры «Информационные
и вычислительные системы»
доктор технических наук доцент
Гончаренко Владимир Анатольевич

2.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
Лабораторная работа №1
МЕТРИКИ И ЗАКОНЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ
ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Учебные вопросы:
1. Метрики параллельной обработки информации
2. Законы параллельной обработки информации
3. Выполнение индивидуального задания
Литература для подготовки:
Вычислительные системы: практикум
/сост.:
А.Г.Басыров,
А.С.Дудкин,
И.В.Захаров,
А.С.Швецов, А.О.Шушаков. – СПб.: ВКА имени
А.Ф,Можайского, 2016. – С.8-16
Отсылка отчетов по л.р. – по e-mail: v_gonch@mail.ru

3.

Метрики и законы параллельной обработки информации
УЧЕБНЫЙ ВОПРОС №1
Метрики параллельной
обработки информации

4.

Моделирование параллельных программ
Метрики параллельных вычислений
Степень параллелизма
Ускорение S = T1 / Tn
Эффективность E =S / n
Стоимость Z = n*Tn
Утилизация U = O(n) / (n*Tn)
Качество Q = S * E * C

5. Алгоритм (граф) задания

6. Степень параллелизма

7. Ускорение

Ускорение
S = T1 / Tn
31
Tn
75
T
1
S
2, 419
31
Tn

8. Эффективность

Эффективность
E =S / n
S 2, 419
E
0, 4838
n
5

9. Стоимость

Стоимость
Z = n*Tn
Z = n Tn = 5 31 = 155

10. Утилизация

Утилизация
U = O(n) / n*Tn
75
O
n
U
0, 4838
n T n 5 31
On – объем вычислений

11. Качество

Качество
Q=S*E*C
Cn – сжатие (отношение объема последовательных
вычислений к объему эквивалентных
параллельных вычислений)

12.

Метрики и законы параллельной обработки информации
УЧЕБНЫЙ ВОПРОС №2
Законы параллельной
обработки информации

13.

Законы параллельных вычислений
Закон Амдала

14.

Законы параллельных вычислений
Закон Амдала
Для заданного примера суммарное время вычислений, не
подлежащих распараллеливанию, составляет 10, при общем
времени вычислений 75.
Тогда f = 10 / 75 ≈ 0,1333…
Отсюда S ≤ 5/(1+(5-1)*0,1333)= 3,26

15. Следствие закона Амдала

Зависимость предельного значения коэффициента
ускорения от коэффициента f

16.

Законы параллельных вычислений
Закон Густавсона

17.

Законы параллельных вычислений
Закон Густавсона
(закон масштабируемого ускорения)
Для оценивания возможности ускорения вычислений, когда их
объем увеличивается с ростом количества процессоров в
системе (при постоянстве общего времени вычислений),
используется закон Густавсона:
Для заданного примера по закону Густавсона
для f = 0,1333…
Отсюда S ≤ 5+(1-5)*0,1333= 4,667

18.

Индивидуальное задание №1
1. Построить граф алгоритма решения
задачи.
2. Построить профиль параллельной
программы
3. Рассчитать метрики: ускорение,
эффективность, стоимость,
утилизация, качество

19.

Индивидуальное задание №1

20.

Индивидуальное задание №2
1. Составить таблицу расчета
предельного ускорения параллельных
вычислений по законам Амдала (SA) и
Густавсона (SG) для n-модульной
вычислительной системы
n = [№ по списку (журналу)] + 1
f
0,01
0,05
0,10
0,15
0,25
0,30
0,50
0,75
0,90
1,00
2. Построить график зависимостей SA(f) и SG(f)
SA
SG