Introducere in Stiinta Calculatoarelor 2013 | Page 94
6.3.1. Calcule matematice
De la începuturi, maşinile de calcul au fost gândite pentru a efectua mai
rapid calcule laborioase şi în volum mare. Caracteristicile acestor
prelucrări sunt:
determinismul – prelucrările execută operaţii şi paşi bine
determinaţi, spre rezultate repetabile (adică pentru aceleaşi date
de intrare se obţin aceleaşi rezultate);
exprimarea numerică – prelucrările se referă la cantităţi ce se
e xprimă prin numere şi sunt reprezentate direct în sistemul de
calcul în format binar.
Este deja evident că, prin caracteristicile lor, aceste prelucrări se rezolvă
algoritmic, pe baza unor modele matematice elaborate anterior şi a căror
validitate este demonstrată şi verificată.
Prelucrările matematice se întâlnesc în orice aplicaţie, fiindcă în orice
domeniu al realităţii se utilizează mărimi cantitative. Tocmai de aceea,
în general, limbajele de programare oferă – pe lângă operaţiile generale
de atribuire, decizie şi repetiţie (denumite instrucţiuni de programare),
un set de funcţii pentru prelucrări matematice uzuale (cum sunt funcţiile
trigonometrice, cele de aflare a părţii întregi sau fracţionare a numerelor
reale) – grupate în biblioteci de funcţii matematice.
Pentru efectuarea de calcule foarte laborioase – cum sunt calcule pentru
modelarea fenomenelor în mecanica fluidelor sau pentru volume foarte
mari de date (în economie, administraţie, transport), precum şi pentru
calcule a căror rezultat este aşteptat imediat („cu timp mic de răspuns”),
se folosesc pentru prelucrarea datelor algoritmi paraleli. Cu aceşti
algoritmi se realizează programe care vor rula pe „maşini paralele”,
adică maşini de calcul cu mai multe procesoare în care fiecare
prelucrează o anumită parte a problemei; rezultatele parţiale se preiau
de la acestea şi se combină în rezultatul final ce va fi prezentat omului.
Algoritmii paraleli sunt elaboraţi pe baza unor modele deterministe,
rolul lor fiind în principal de a distribui sarcinile de calcul şi a obţine o
încărcare echilibrată a procesoarelor.
94