Paralelni operacijski sustavi su vrsta platforme za računalnu obradu koja rastavlja velike zadatke na manje dijelove koji se rade u isto vrijeme na različitim mjestima i različitim mehanizmima. Ponekad se opisuju i kao “višejezgreni” procesori. Ova vrsta sustava obično je vrlo učinkovita u rukovanju vrlo velikim datotekama i složenim numeričkim kodovima. Najčešće se viđa u istraživačkim postavkama u kojima sustavi središnjeg poslužitelja rade s puno različitih poslova odjednom, ali može biti korisno svaki put kada više računala istovremeno obavlja slične poslove i povezuje se na dijeljenu infrastrukturu. U početku ih je teško postaviti i može zahtijevati malo stručnosti, ali većina tehnoloških stručnjaka slaže se da su, dugoročno gledano, mnogo isplativiji i učinkovitiji od svojih kolega s jednim računalom.
Osnove paralelnog računanja
Paralelni operativni sustav radi tako da skupove izračuna dijeli na manje dijelove i distribuira ih između strojeva u mreži. Kako bi se olakšala komunikacija između procesorskih jezgri i memorijskih nizova, softver za usmjeravanje mora ili dijeliti svoju memoriju dodjeljivanjem istog adresnog prostora svim umreženim računalima ili distribuirati svoju memoriju dodjeljivanjem različitog adresnog prostora svakoj procesorskoj jezgri. Dijeljenje memorije omogućuje operacijskom sustavu da radi vrlo brzo, ali obično nije tako moćan. Kada koriste distribuiranu dijeljenu memoriju, procesori imaju pristup i vlastitoj lokalnoj memoriji i memoriji drugih procesora; ova distribucija može usporiti operativni sustav, ali je često fleksibilnija i učinkovitija.
Arhitektura softvera je obično izgrađena oko UNIX-temeljene platforme, što mu omogućuje koordinaciju distribuiranog opterećenja između više računala u mreži. Paralelni sustavi mogu koristiti softver za upravljanje svim različitim resursima računala koja rade paralelno, kao što su memorija, predmemorija, prostor za pohranu i procesorska snaga. Ovi sustavi također omogućuju korisniku izravno sučelje sa svim računalima u mreži.
Podrijetlo i prva uporaba
Godine 1967., Gene Amdahl, američki informatičar koji radi za IBM, osmislio je ideju korištenja softvera za koordinaciju paralelnog računanja. Svoje je nalaze objavio u radu pod nazivom Amdahlov zakon, koji je ocrtao teorijsko povećanje procesorske snage koje se može očekivati od pokretanja mreže s paralelnim operativnim sustavom. Njegovo istraživanje dovelo je do razvoja komutacije paketa, a time i do modernog paralelnog operativnog sustava. Ovaj razvoj paketne komutacije naširoko se smatra probojom koji je kasnije pokrenuo “Projekt Arpanet”, koji je odgovoran za temeljne temelje Interneta, najveće svjetske paralelne računalne mreže.
Moderne aplikacije
Većina područja znanosti koristi ovu vrstu operacijskog sustava, uključujući biotehnologiju, kozmologiju, teorijsku fiziku, astrofiziku i informatiku. Složenost i kapacitet ovih sustava također mogu pomoći u stvaranju učinkovitosti u industrijama kao što su savjetovanje, financije, obrana, telekomunikacije i vremenska prognoza. Zapravo, paralelno računanje postalo je toliko robusno da su ga mnogi vodeći kozmolozi koristili za odgovore na pitanja o podrijetlu svemira. Znanstvenici su uspjeli pokrenuti simulacije velikih dijelova svemira odjednom. Znanstvenici su trebali samo mjesec dana da sastave simulaciju formiranja Mliječne staze koristeći ovu vrstu operativnog sustava, na primjer, za koji se prije smatralo da je nemoguć jer je složen i glomazan.
Razmatranje troškova
Znanstvenici, istraživači i čelnici industrije često se odlučuju koristiti ove vrste operacijskih sustava prvenstveno zbog njihove učinkovitosti, ali cijena je također također faktor. Općenito, sastavljanje paralelne računalne mreže košta mnogo manje nego što bi koštalo razvoj i izgradnja superračunala za istraživanje — ili ulaganje u brojna manja računala i podjela posla. Paralelni sustavi su također potpuno modularni, što u većini slučajeva omogućuje jeftine popravke i nadogradnje.