Что такое многопроцессорная обработка?
Многопроцессорная система имеет более двух процессоров. Процессоры добавляются в систему, что помогает увеличить скорость вычислений в системе. Каждый процессор имеет свой набор регистров и основную память.
Однако, поскольку каждый ЦП является отдельным, может случиться так, что одному ЦП может быть нечего обрабатывать. Один процессор может бездействовать, а другой может быть перегружен конкретными процессами. В таком случае процесс и ресурсы динамически распределяются между процессорами.
В этом уроке вы узнаете:
- Что такое многопроцессорная обработка?
- Что такое многопоточность?
- Характеристики многопроцессорной обработки:
- Характеристики многопоточности
- Разница между многопроцессорностью и многопоточностью
- Преимущество многопроцессорности
- Преимущество многопоточности
- Недостаток многопроцессорности
- Недостаток многопоточности
Что такое многопоточность?
Многопоточность — это метод выполнения программы, который позволяет одному процессу иметь несколько сегментов кода (например, потоков). Он также работает одновременно в «контексте» этого процесса. Многопоточные приложения — это приложения, в которых два или более потоков работают одновременно. Поэтому он также известен как параллелизм.
Характеристики многопроцессорной обработки
Вот основные функции многопроцессорной обработки:
- Многопроцессорность классифицируется в соответствии с тем, как организована их память.
- Многопроцессорная обработка повышает надежность системы
- Многопроцессорная обработка может повысить производительность путем разложения программы на параллельные исполняемые задачи.
Характеристики многопоточности
Вот важные аспекты многопоточности:
- В процессе многопоточности каждый поток работает параллельно друг другу.
- Потоки не позволяют разделить область памяти. Поэтому он экономит память и обеспечивает лучшую производительность приложений.
Разница между многопроцессорностью и многопоточностью
Вот важные различия между многопроцессорностью и многопоточностью.
| параметр | многопроцессорная обработка | Многопоточность |
|---|---|---|
| основной | Многопроцессорность помогает вам увеличить вычислительную мощность. | Многопоточность помогает вам создавать вычислительные потоки одного процесса для увеличения вычислительной мощности. |
| выполнение | Это позволяет вам выполнять несколько процессов одновременно. | Несколько потоков одного процесса выполняются одновременно. |
| Переключение процессора | В многопроцессорной обработке ЦП должен переключаться между несколькими программами, чтобы было похоже, что несколько программ выполняются одновременно. | В многопоточности ЦП должен переключаться между несколькими потоками, чтобы создать впечатление, что все потоки работают одновременно. |
| Создание | Создание процесса происходит медленно и зависит от ресурсов. | Создание потока экономно по времени и ресурсам. |
| классификация | Многопроцессорная обработка может быть симметричной или асимметричной. | Многопоточность не классифицируется. |
| Память | Многопроцессорная обработка выделяет отдельную память и ресурсы для каждого процесса или программы. | Многопоточные потоки, принадлежащие одному и тому же процессу, используют ту же память и ресурсы, что и у процесса. |
| Травление объектов | Многопоточность позволяет избежать травления. | Многопроцессорная обработка основывается на выделении объектов в памяти для отправки другим процессам. |
| программа | Многопроцессорная система позволяет выполнять несколько программ и задач. | Многопоточная система выполняет несколько потоков одинаковых или разных процессов. |
| Затраченное время | Меньше времени уходит на обработку задания. | Умеренное количество времени уходит на обработку задания. |
Преимущество многопроцессорности
Вот минусы / плюсы мультипроцессинга:
- Самым большим преимуществом многопроцессорной системы является то, что она помогает выполнять больше работы в более короткие сроки.
- Код обычно прост.
- Использует преимущества нескольких процессоров и ядер
- Помогает избежать ограничений GIL для CPython
- Удалите примитивы синхронизации, если только вы не используете общую память.
- Дочерние процессы в основном прерываются / убиваются
- Это поможет вам выполнить работу в более короткие сроки.
- Эти типы систем следует использовать, когда для обработки большого объема данных требуется очень высокая скорость.
- Многопроцессорные системы экономят деньги по сравнению с однопроцессорными системами, поскольку процессоры могут совместно использовать периферийные устройства и источники питания.
Преимущество многопоточности
Вот преимущества / преимущества многопоточности:
- Потоки имеют одинаковое адресное пространство
- Потоки имеют малый вес и занимают мало памяти
- Стоимость связи между потоками низкая.
- Доступ к состоянию памяти из другого контекста проще
- Это позволяет легко создавать адаптивные интерфейсы
- Идеальный вариант для приложений ввода-вывода
- Занимает меньше времени для переключения между двумя потоками в общей памяти и время для завершения
- Потоки запускаются быстрее, чем процессы, а также при переключении задач.
- Все потоки имеют общий пул памяти процесса, что очень полезно.
- Занимает меньше времени для создания нового потока в существующем процессе, чем новый процесс
Недостаток многопроцессорности
Вот минусы / минусы при использовании многопроцессорной операционной системы
- IPC (межпроцессное взаимодействие) довольно сложный с большими накладными расходами
- Имеет больший объем памяти
Недостаток многопоточности
Вот минусы / недостатки использования многопоточной системы:
- Многопоточная система не прерываемая / убиваемая
- Если не следует очереди команд и модели сообщений, тогда необходимо ручное использование синхронизации, что становится необходимостью
- Код, как правило, сложнее понять, и его потенциал в условиях гонки резко возрастает.
Ключевые ОТЛИЧИЯ:
- Многопроцессорная система имеет более двух процессоров, тогда как многопоточность — это метод выполнения программы, который позволяет одному процессу иметь несколько сегментов кода.
- Многопроцессорная обработка повышает надежность системы, тогда как в многопоточном процессе каждый поток работает параллельно друг другу.
- Многопроцессорность помогает вам увеличить вычислительную мощность, тогда как многопоточность помогает создавать вычислительные потоки одного процесса.
- В многопроцессорной обработке процесс создается медленно и зависит от ресурсов, тогда как в многопрограммировании создание потока экономично по времени и ресурсам.
- Многопоточность предотвращает выборку, тогда как многопроцессорная обработка полагается на выборку объектов в памяти для отправки другим процессам.
- Многопроцессорная система занимает меньше времени, в то время как для обработки работы требуется умеренное количество времени.