Ανάπτυξη εργαστηριακού οδηγού Παράλληλου Προγραμματισμού με τη γλώσσα προγραμματισμού Python

Abstract

Στην εποχή της ψηφιακής επανάστασης, η ανάγκη για αποτελεσματική εκτέλεση υπολογιστικών εργασιών καθίσταται επιτακτική. Η εκμετάλλευση της υπολογιστικής ισχύος απαιτεί συνεχή εξέλιξη τεχνικών και προσεγγίσεων. Στο πλαίσιο αυτό, ο παράλληλος προγραμματισμός εμφανίζεται ως κρίσιμο κομμάτι για την αξιοποίηση της δυναμικής των υπολογιστικών συστημάτων. Αναλυτικότερα στον κόσμο των υπολογιστών, οι διεργασίες και τα νήματα αποτελούν τα βασικά στοιχεία του παράλληλου προγραμματισμού. Μια διεργασία αναπαριστά ένα ανεξάρτητο πρόγραμμα που εκτελείται σε δικό της χώρο διευθύνσεων μνήμης, ενώ τα νήματα μοιράζονται τον ίδιο χώρο διευθύνσεων. Η εκτέλεση των εργασιών στην CPU μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους. Η διαδικασία αυτή μπορεί να διακριθεί σε τρεις βασικές κατηγορίες εκτέλεσης: σειριακή, συντρέχουσα, και παράλληλη. Καθένας από αυτούς τους τρόπους παρουσιάζει διαφορετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, που εξαρτώνται από τη φύση των εργασιών και τις απαιτήσεις της εφαρμογής. Η παραλληλοποίηση μπορεί να επιτευχθεί με τη χρήση νημάτων και διεργασιών. Πιο συγκεκριμένα τα νήματα βελτιστοποιούν τον χρόνο για εργασίες εισόδου – εξόδου, ενώ οι διεργασίες για εργασίες μεγάλων υπολογιστικών πράξεων. Συνολικά, ο παράλληλος προγραμματισμός ανοίγει νέους ορίζοντες για την απόδοση των εφαρμογών, ενισχύοντας την ικανότητα εκμετάλλευσης των πόρων της CPU και επιτυγχάνοντας την παράλληλη εκτέλεση εργασιών για βέλτιστα αποτελέσματα.