{"id":7292,"date":"2023-11-14T09:00:00","date_gmt":"2023-11-14T12:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meupositivo.com.br\/panoramapositivo\/?p=7292"},"modified":"2023-11-17T14:38:36","modified_gmt":"2023-11-17T17:38:36","slug":"processamento-paralelo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meupositivo.com.br\/panoramapositivo\/processamento-paralelo\/","title":{"rendered":"Entenda o que \u00e9 processamento paralelo e quais s\u00e3o os tipos"},"content":{"rendered":"\n

Processamento paralelo \u00e9 um conjunto de t\u00e9cnicas que possibilita aos sistemas informatizados a realiza\u00e7\u00e3o de tarefas de processamento de dados simultaneamente<\/strong> para aumentar a velocidade computacional dos dispositivos. Esse sistema cria tempos de execu\u00e7\u00e3o mais r\u00e1pidos, pois no momento em que uma instru\u00e7\u00e3o \u00e9 processada em determinado componente da CPU, outro comando pode ser lido na mem\u00f3ria, por exemplo.<\/p>\n\n\n\n

Sendo assim, a arquitetura de sistema de processamento paralelo \u00e9 capaz de aprimorar a capacidade dos computadores e de aumentar o seu rendimento em um intervalo de tempo. Com ela, os dados podem ser distribu\u00eddos entre v\u00e1rias unidades funcionais m\u00faltiplas para a execu\u00e7\u00e3o de opera\u00e7\u00f5es diferentes ou id\u00eanticas concomitantemente.<\/p>\n\n\n\n

Neste conte\u00fado, vamos explicar um pouco mais sobre o assunto, tratando tamb\u00e9m das suas aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas. Gostaria de descobrir o que \u00e9 processamento paralelo, quais s\u00e3o os principais tipos e suas vantagens? Acompanhe a leitura!<\/p>\n\n\n\n

O que \u00e9 processamento paralelo?<\/h2>\n\n\n\n

O processamento paralelo \u00e9 a divis\u00e3o de determinada atividade em v\u00e1rias part\u00edculas<\/strong>, as quais s\u00e3o atribu\u00eddas a diferentes CPUs para funcionar de forma sincronizada com o aux\u00edlio da tecnologia. Portanto, \u00e9 uma metodologia de distribui\u00e7\u00e3o uniforme de demandas com o foco em acelerar o desempenho de uma tarefa.<\/p>\n\n\n\n

Computa\u00e7\u00e3o paralela<\/h3>\n\n\n\n

Esse recurso funciona em um \u00fanico computador que tenha dois ou mais processadores, e tamb\u00e9m em uma rede de dispositivos. Essa t\u00e9cnica tamb\u00e9m \u00e9 conhecida como computa\u00e7\u00e3o paralela e permite que os profissionais utilizem desktops comuns para solucionar problemas complexos. Sendo assim, os usu\u00e1rios n\u00e3o precisam mais da assist\u00eancia de supercomputadores.<\/p>\n\n\n\n

Segmentos de tarefas<\/h3>\n\n\n\n

Aqui, as tarefas se comunicam entre si v\u00e1rias vezes por segundo para a produ\u00e7\u00e3o de resultados otimizados em tempo real<\/strong>. Ele divide uma tarefa completa em segmentos menores, que permanecem em sincronia, e trabalha nelas simultaneamente. Uma vez que uma etapa tenha sido conclu\u00edda, h\u00e1 a prioriza\u00e7\u00e3o da pr\u00f3xima.<\/p>\n\n\n\n

Arquitetura de processamento<\/h3>\n\n\n\n

O processamento paralelo pode ser caracterizado pela sua arquitetura, composta por um encadeamento separado e m\u00faltiplo, homog\u00eaneo ou heterog\u00eaneo, com n\u00facleos distintos. Tudo isso varia conforme a demanda do sistema naquele momento.<\/p>\n\n\n\n

Ela tamb\u00e9m pode ser sim\u00e9trica, ou seja, ter v\u00e1rios processadores id\u00eanticos e independentes que s\u00e3o gerenciados por um sistema operacional. Isso consegue otimizar bem um ambiente Windows<\/a>, por exemplo.<\/p>\n\n\n\n

Protocolo de Transfer\u00eancia de Hipertexto<\/h3>\n\n\n\n

As a\u00e7\u00f5es podem ser coordenadas por meio de filas de mensagens ou Protocolo de Transfer\u00eancia de Hipertexto (HTTP)<\/strong> ou distribu\u00eddas com processadores localizados em diferentes dispositivos em uma rede. Ainda assim, normalmente, todos os componentes em processamento paralelo est\u00e3o acoplados, rodam no mesmo sistema operacional, compartilham um \u00fanico terminal de usu\u00e1rio e fazem o armazenamento secund\u00e1rio.<\/p>\n\n\n\n

Para que serve o processamento paralelo?<\/h2>\n\n\n\n

O processamento paralelo serve para reduzir o tempo total do trabalho em cima de um volume de dados. Essa t\u00e9cnica espec\u00edfica de computa\u00e7\u00e3o possibilita que v\u00e1rios fluxos de informa\u00e7\u00f5es ou tarefas de c\u00e1lculo ocorram paralelamente. Ela \u00e9 \u00fatil para melhorar o rendimento ou a quantidade de dados processados \u200b\u200bpor unidade de tempo em uma m\u00e1quina.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Ele tamb\u00e9m \u00e9 essencial para processar e fornecer mais dados em tempo real para implementa\u00e7\u00e3o de sensores de Internet das Coisas ou IoT, microsservi\u00e7os, servi\u00e7os em nuvem<\/a>, unidades de processamento gr\u00e1fico e diferentes endpoints.<\/p>\n\n\n\n

No processamento paralelo, cada processador ou n\u00facleo pode usar um software para se comunicar e permanecer sincronizado quando as informa\u00e7\u00f5es mudam. Quando o processo estiver conclu\u00eddo, a tecnologia que permite a execu\u00e7\u00e3o das instru\u00e7\u00f5es reunir\u00e1 todos os dados das diferentes partes da atividade extra\u00eddos da mem\u00f3ria<\/a> do computador para produzir o resultado da tarefa \u00fanica.<\/p>\n\n\n\n

Ent\u00e3o, em situa\u00e7\u00f5es complexas ou que necessitam de uma agilidade superior para serem resolvidas, o recurso \u00e9 ainda mais \u00fatil.<\/p>\n\n\n\n

Quais s\u00e3o os tipos de processamento paralelo?<\/h2>\n\n\n\n

Existem diversos tipos de processamento paralelo, os quais s\u00e3o categorizados com base no m\u00e9todo de processamento das instru\u00e7\u00f5es. Cada um deles conta com recursos diferentes e funciona de maneira distinta, raz\u00e3o pela qual alguns s\u00e3o mais populares que outros. Veja a seguir os principais e confira detalhes sobre o seu funcionamento!<\/p>\n\n\n\n

PMP ou Processamento Massivamente Paralelo<\/h3>\n\n\n\n

Com o PMP, a transmiss\u00e3o de mensagens \u00e9 habilitada entre processos com um conjunto de links de dados relacionados para que funcione.<\/strong> V\u00e1rios processadores usam uma interface de mensagens para se comunicar e podem lidar com uma grande quantidade de dados e diferentes se\u00e7\u00f5es do programa. Cada CPU usa sua pr\u00f3pria mem\u00f3ria e sistema operacional para coordenar a execu\u00e7\u00e3o de opera\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

SIMD ou instru\u00e7\u00e3o \u00fanica<\/h3>\n\n\n\n

Esse tipo de processamento \u00e9 feito por dois ou mais processadores que seguem o mesmo conjunto de instru\u00e7\u00f5es. A CPU trabalha de maneira diferente com os dados que s\u00e3o fornecidos por cada processador com um conjunto distinto de instru\u00e7\u00f5es. Isso auxilia na an\u00e1lise de grandes conjuntos de informa\u00e7\u00f5es com benchmarks semelhantes.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Um \u00fanico algoritmo \u00e9 aplicado a v\u00e1rios conjuntos de dados enviados por diversos componentes de processamento, enquanto todas as unidades s\u00e3o supervisionadas por uma central de controle. As mesmas instru\u00e7\u00f5es s\u00e3o enviadas para cada processador enquanto eles trabalham diferentes informa\u00e7\u00f5es e os m\u00f3dulos do subsistema compartilhado ajudam na comunica\u00e7\u00e3o com todas as outras CPUS concomitantemente.<\/p>\n\n\n\n

MIMD ou Instru\u00e7\u00e3o M\u00faltipla<\/h3>\n\n\n\n

Essa \u00e9 a categoria de processamento de m\u00faltiplos dados e instru\u00e7\u00f5es na qual cada conjunto de centrais executa informa\u00e7\u00f5es provenientes de diferentes fontes. Ent\u00e3o, todo processador<\/a> da cadeia segue instru\u00e7\u00f5es e algoritmos da fonte, sendo que a organiza\u00e7\u00e3o computacional envolve um sistema paralelo capaz de executar v\u00e1rias orienta\u00e7\u00f5es operando fluxos de tarefas simultaneamente.<\/p>\n\n\n\n

Portanto, cada processador opera por meio de um programa separado, aceita fluxos de instru\u00e7\u00f5es individuais e permite o gerenciamento de um fluxo de instru\u00e7\u00f5es exclusivo. Os dados s\u00e3o fornecidos por diferentes fluxos e o processamento \u00e9 feito por dois ou mais processadores que usam um algoritmo mais sofisticado e podem executar v\u00e1rias tarefas ao mesmo tempo.<\/p>\n\n\n\n

MISD ou instru\u00e7\u00e3o m\u00faltipla<\/h3>\n\n\n\n

A sigla MISD se refere a um \u00fanico fluxo de processamento de dado<\/a>s e m\u00faltiplas instru\u00e7\u00f5es. Esse m\u00e9todo de organiza\u00e7\u00e3o inclui diversas unidades de processamento que recebem instru\u00e7\u00f5es diferentes e operam de modo semelhante. V\u00e1rios processadores recebem os mesmos conjuntos de dados, contudo, s\u00e3o instru\u00eddos a process\u00e1-los de forma diferente para produzir resultados diversificados.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Inicialmente, os desenvolvedores implementaram essa estrutura apenas por interesse te\u00f3rico. Cada processador recebe a entrada de dados semelhante e opera segundo as instru\u00e7\u00f5es e em um fluxo de dados an\u00e1logo. O n\u00famero de opera\u00e7\u00f5es \u00e9 influenciado pelo n\u00famero de processadores dispon\u00edveis e s\u00e3o usados algoritmos diferentes para trabalhar as informa\u00e7\u00f5es recebidas.<\/p>\n\n\n\n

SISD ou Instru\u00e7\u00e3o \u00danica<\/h3>\n\n\n\n

\u00c9 o tipo de processamento que usa um \u00fanico CPU e dados \u00fanicos. Pode haver mais de uma unidade funcional, mas a \u00fanica unidade de controle \u00e9 respons\u00e1vel por todas elas. Por outro lado, ele pode ou n\u00e3o ser capaz de trabalhar em paralelo, dependendo da configura\u00e7\u00e3o realizada pelo usu\u00e1rio.<\/p>\n\n\n\n

O processamento SISD utiliza v\u00e1rias unidades funcionais e faz o processamento de pipeline para realizar os c\u00e1lculos paralelos. As instru\u00e7\u00f5es, por sua vez, acontecem em todas as fases de execu\u00e7\u00e3o e sequencialmente. O sistema gerencia uma \u00fanica fonte de dados e algoritmos para gerar os resultados desejados.<\/p>\n\n\n\n

SPMD ou Programa \u00danico<\/h3>\n\n\n\n

Essa \u00e9 uma variante MIMD que utiliza dados m\u00faltiplos enquanto todos os processadores executam instru\u00e7\u00f5es semelhantes. Cada n\u00f3 interage com outros n\u00f3s, lan\u00e7ando sua aplica\u00e7\u00e3o e usando rotinas de envio e recebimento. Para isso, o processamento \u00e9 utilizado como um programa de passagem de mensagens por sistemas de computador com mem\u00f3ria distribu\u00edda, voltadas para um conjunto de computadores separados.<\/p>\n\n\n\n

Essas mensagens tamb\u00e9m podem ser usadas para sincroniza\u00e7\u00e3o de barreiras. Nesse caso, a transfer\u00eancia de informa\u00e7\u00f5es segue m\u00e9todos de comunica\u00e7\u00e3o espec\u00edficos, como Transmission Control Protocol ou Internet Protocol (TCP\/IP)<\/strong> ou over Ethernet e interconex\u00f5es dedicadas de alta velocidade, como Supercomputer Interconnect e Myrinet.<\/p>\n\n\n\n

Quais s\u00e3o as vantagens do processamento paralelo?<\/h2>\n\n\n\n

Usar os m\u00e9todos de processamento paralelo descritos acima nas empresas pode trazer uma s\u00e9rie de benef\u00edcios. Al\u00e9m de executar os c\u00f3digos com efici\u00eancia, tamb\u00e9m diminuem o tempo da computa\u00e7\u00e3o e geram uma rotina de trabalho mais responsiva. Observe abaixo outras vantagens dessa t\u00e9cnica!<\/p>\n\n\n\n

Simplifica dados complexos<\/h3>\n\n\n\n

Esses m\u00e9todos de processamento ajudam os profissionais a analisar conjuntos de dados que podem ser muito complexos ou ter um enorme volume que seriam imposs\u00edveis de analisar sequencialmente. Eles ajudam a resolver outros problemas mais complexos de programa\u00e7\u00e3o em um curto per\u00edodo e reduzem os custos das an\u00e1lises.<\/p>\n\n\n\n

Um \u00fanico aplicativo web pode processar milh\u00f5es de transa\u00e7\u00f5es a cada segundo com a ajuda de IA e Big Data.<\/strong> O processamento paralelo, por sua vez, pode ajudar a superar v\u00e1rios desafios, como proteger o ciberespa\u00e7o ou os recursos computacionais.<\/p>\n\n\n\n

Com essa t\u00e9cnica, v\u00e1rios computadores com m\u00faltiplos n\u00facleos podem filtrar muito mais dados em tempo real que os computadores convencionais, isolados em seus ambientes.<\/p>\n\n\n\n

Redu\u00e7\u00e3o de custos<\/h3>\n\n\n\n

A implementa\u00e7\u00e3o do processamento paralelo ajuda a economizar dinheiro a curto, m\u00e9dio e longo prazo, proporcionando um melhor custo por desempenho. Os profissionais especializados podem utilizar componentes relativamente baratos para construir computadores com processadores paralelos e, com isso, aumentar a organiza\u00e7\u00e3o dos dados de um neg\u00f3cio.<\/p>\n\n\n\n

O n\u00famero de processadores pode ser incrementado e o sistema configurado de acordo com as necessidades da sua empresa. Os custos de constru\u00e7\u00e3o e manuten\u00e7\u00e3o s\u00e3o baixos enquanto ocorre o desperd\u00edcio m\u00ednimo de poder computacional. A t\u00e9cnica possibilita o uso de mais recursos para economizar tempo de execu\u00e7\u00e3o e resolver problemas com agilidade. <\/p>\n\n\n\n

Facilita o compartilhamento<\/h3>\n\n\n\n

Os m\u00e9todos de processamento paralelo tamb\u00e9m ajudam voc\u00ea a gerenciar corretamente as informa\u00e7\u00f5es de uma organiza\u00e7\u00e3o, facilitam a comunica\u00e7\u00e3o e o compartilhamento de dados entre usu\u00e1rios. Al\u00e9m disso, aperfei\u00e7oa os recursos de armazenamento, pois a t\u00e9cnica auxilia na otimiza\u00e7\u00e3o das instala\u00e7\u00f5es e infraestruturas de Tecnologia da Informa\u00e7\u00e3o das empresas.<\/p>\n\n\n\n

Tempo de resposta aprimorado<\/h3>\n\n\n\n

Algumas empresas podem usar o processamento paralelo para realizar simula\u00e7\u00f5es e ampliar a sua compreens\u00e3o de fen\u00f4menos que ocorrem no mundo real. Ao utilizar v\u00e1rios processadores, o rendimento do sistema \u00e9 aumentado e o tempo de resposta aprimorado. H\u00e1 uma toler\u00e2ncia a falhas mais flex\u00edvel, pois \u00e9 poss\u00edvel reprogramar as tarefas para serem conclu\u00eddas por outro processador se houver erros no sistema.<\/p>\n\n\n\n

Os eventos do cotidiano n\u00e3o acontecem um de cada vez e nem terminam antes do pr\u00f3ximo iniciar. Para isso, o processamento paralelo atua na imita\u00e7\u00e3o de cen\u00e1rios do mundo real, tendo em vista que ao nosso redor, as coisas ocorrem simultaneamente.<\/p>\n\n\n\n

Desse modo, ele consegue trabalhar grandes volumes de informa\u00e7\u00f5es<\/strong> sobre cuidados de sa\u00fade, ind\u00fastrias, ecossistemas, tr\u00e1fego, agricultura, caracter\u00edsticas meteorol\u00f3gicas e muito mais para entregar percep\u00e7\u00f5es aos gestores que tomar\u00e3o decis\u00f5es mais bem embasadas.<\/p>\n\n\n\n

Uso eficaz de hardware<\/h3>\n\n\n\n

Uma das principais vantagens da computa\u00e7\u00e3o paralela \u00e9 que os computadores podem executar c\u00f3digos com mais efici\u00eancia<\/strong>. Eles economizam tempo e dinheiro ao classificar dados provenientes de Big Data com mais rapidez que nunca. O processamento paralelo tamb\u00e9m soluciona dificuldades complexas e oferece mais recursos para os profissionais. <\/p>\n\n\n\n

Os sistemas de processamento aprimoram a utiliza\u00e7\u00e3o de recursos, distribuindo a sua carga de trabalho para os recursos de hardware dispon\u00edveis. Eles limitam a subutiliza\u00e7\u00e3o de equipamentos gerais ou componentes espec\u00edficos, e aperfei\u00e7oam a efici\u00eancia geral das m\u00e1quinas. Em virtude disso, reduzem o tempo necess\u00e1rio para obter resultados e facilitam a tomada de decis\u00f5es mais acertadas. <\/p>\n\n\n\n

Ganhos de escalabilidade<\/h3>\n\n\n\n

Um sistema de processamento paralelo pode ser facilmente dimensionado por meio da remo\u00e7\u00e3o ou adi\u00e7\u00e3o de novos processadores. Na pr\u00e1tica, isso representa economia na hora de dimensionar a exig\u00eancia de um novo projeto.<\/p>\n\n\n\n

Ent\u00e3o, antes de passar o or\u00e7amento para um cliente sobre custos com servidores e tempo de m\u00e1quina, voc\u00ea saber\u00e1 com mais clareza os recursos que precisam ser implementados. Consequentemente, a margem de lucro aumenta.<\/p>\n\n\n\n

Qual a diferen\u00e7a entre processamento paralelo e processamento distribu\u00eddo?<\/h2>\n\n\n\n

O processamento distribu\u00eddo \u00e9 completamente distinto do paralelo. No primeiro modelo, os equipamentos<\/a> podem ser diferentes e est\u00e3o conectados por meio de uma rede local ou de longa dist\u00e2ncia, cada qual com sua mem\u00f3ria e fila de execu\u00e7\u00e3o de tarefas, n\u00e3o sendo, necessariamente, simult\u00e2neas. Por outro lado, no paralelo, a base \u00e9 uma s\u00f3, exigindo que as m\u00e1quinas trabalhem em conjunto.<\/p>\n\n\n\n

\u00c9 importante considerar as necessidades do seu neg\u00f3cio<\/a> e dos projetos que vir\u00e3o para decidir qual desses meios adotar. Se velocidade \u00e9 uma prioridade, principalmente em aplica\u00e7\u00f5es web<\/a> com valida\u00e7\u00f5es constantes, sem d\u00favidas o processamento paralelo \u00e9 a melhor solu\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Uma boa alternativa \u00e9 contratar empresas que trabalham com foco em solu\u00e7\u00f5es baseada nessa arquitetura. Assim, os custos ser\u00e3o reduzidos e n\u00e3o haver\u00e1 nenhum problema em caso de n\u00f3s do sistema falharem.<\/p>\n\n\n\n

Agora que voc\u00ea j\u00e1 entendeu como funciona o processamento paralelo, basta escolher o tipo adequado ao seu contexto e priorizar os processos. N\u00e3o deixe de ter equipamentos com um hardware capaz de trabalhar nesse ecossistema, otimizando a rela\u00e7\u00e3o de custo-benef\u00edcio e garantindo mais seguran\u00e7a<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Este conte\u00fado esclareceu as suas d\u00favidas sobre o assunto? Ent\u00e3o, aproveite para ler outros materiais relacionados \u00e0 intelig\u00eancia de neg\u00f3cios e Tecnologia da Informa\u00e7\u00e3o. Se gostou, n\u00e3o se esque\u00e7a de compartilhar o material nas suas redes sociais!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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