De mogelijkheid van een computer om een aantal bewerkingen tegelijkertijd uit te voeren, wordt ingeschakeld door een combinatie van hardware- en softwarefuncties:
Hardware:
* Meerdere verwerkingseenheden (CPU's): Moderne computers hebben vaak meerdere kernen binnen een enkele CPU, of zelfs meerdere CPU's helemaal. Elke kern kan instructies onafhankelijk uitvoeren, waardoor meerdere programma's of taken gelijktijdig worden uitgevoerd.
* multithreading: Een enkele kern kan verder worden verdeeld in virtuele kernen die threads worden genoemd. Hierdoor kan een enkele kern tegelijkertijd meerdere delen van een programma verwerken, hoewel het fysiek één instructie tegelijk uitvoert.
* grafische verwerkingseenheden (GPU's): Oorspronkelijk ontworpen voor grafische weergave, zijn GPU's geëvolueerd tot krachtige parallelle processors. Ze kunnen duizenden threads tegelijkertijd uitvoeren, waardoor ze ideaal zijn voor taken die kunnen worden opgesplitst in veel onafhankelijke bewerkingen.
* vectorverwerkingseenheden (VPU's): Deze gespecialiseerde eenheden voeren bewerkingen uit op gehele gegevensvectoren in één keer, waardoor bepaalde soorten berekeningen aanzienlijk worden versneld.
software:
* besturingssystemen: Moderne besturingssystemen beheren de toewijzing van taken aan verschillende verwerkingseenheden, effectief multitasking.
* programmeertalen: Talen zoals Python, C ++ en Java bieden functies voor parallelle verwerking, waardoor ontwikkelaars code kunnen schrijven die profiteert van multi-core systemen.
* bibliotheken en frameworks: Gespecialiseerde bibliotheken en frameworks zoals OpenMP, CUDA en MPI bieden hulpmiddelen en abstracties voor parallelle programmering, waardoor de ontwikkeling van parallelle toepassingen wordt vereenvoudigd.
Hoe het werkt:
* Parallellisme: Een taak afbreken in kleinere, onafhankelijke onderdelen die tegelijkertijd kunnen worden uitgevoerd.
* Concurrency: Beheer van meerdere taken die tegelijkertijd lijken te werken, zelfs als ze niet tegelijkertijd worden uitgevoerd.
* Time-sharing: Snel schakelen tussen verschillende taken, waardoor de illusie van gelijktijdige uitvoering wordt gegeven.
Opmerking: De feitelijke prestaties van de gelijktijdige bewerkingen van een computer zijn afhankelijk van factoren zoals het aantal cores, kloksnelheid, geheugenbandbreedte en de aard van de taken die worden uitgevoerd. |