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| | | | | Beschreibung | | Ein weiteres Berechnungsmodell ist das der parallelen Rechnung.1 Dieses ist dadurch charakterisiert, dass die Anweisungen der Berechung parallel ausgeführt werden können. Bei klassischen von-Neumann-Rechnern existiert ein einziger Instruktions- und Datenstrom. Nach Flynn2 handelt es sich um Single-Instruction-Single-Data-Stream (SISD)-Architekturen. Bei parallelen Architekturen handelt es sich demnach um Single-Instruction-Multiple-Data-Stream (SIMD) bzw. Multiple-Instruction-Multiple-Data-Stream (MIMD)-Architekturen; es sind mehrere Datenströme vorhanden. Dabei treten jedoch Probleme, wie die adequate Zerlegung des Berechnungsproblems, oder die Koordination der Recheneinheiten auf. Diese Probleme wirken der maximalen Beschleunigung der sequentiellen Berechung durch eine parallele Rechnung entgegen. Diese Problematik wird durch das Gesetz von Amdahl thematisiert, das aussagt, dass in einer Verarbeitung einer Problemstellung stets sequentielle Anteile zu finden sind, die nicht parallel durchgeführt werden können. Somit ist es nicht möglich, durch dieWahl einer beliebigen Anzahl von parallelen Verarbeitungseinheiten, eine beliebige Beschleunigung einer Verarbeitung zu erzielen.
Ein theoretisches Modell für diese Art der Rechung sind die zellularen Automaten.1
Es handelt sich dabei um eine schachbrettartige Anordnung von einzelnen Automaten, die synchronisiert ihren Zustand, in Abhängigkeit der Zustände ihrer Nachbarautomaten und einer Zustandsüberführungsvorschrift, ändern. Die Automaten
entsprechen dabei einer Turing-Maschine ohne Band. Die Zustände fungieren bei diesem Modell als Informationsspeicher.
Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass diese zellularen Automaten, durch Parallelisierung der Berechung, nicht mehr berechnen können, als Turing-Maschinen; die Mächtigkeiten beider Modelle sind äquivalent. Lediglich eine quadratische Beschleunigung der Rechengeschwindigkeit, ist im Vergleich zu einer Turing-Maschine zu erzielen.
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