pourquoi la Confusion existe

il y a Confusion parce que le sens de ces deux mots dans les dictionnaires est presque le même:

• Concurrent : existant, se produisant, ou fait en même temps(dictionary.com)
• parallèle : très similaire et se produisant souvent en même temps(merriam webster).

l'informatique et la programmation sont assez différentes. Voici mon interprétation:

• Concurrence : Interruptibilité
• Parallélisme : Indépendance

alors qu'est-ce que j'entends par définitions ci-dessus?

je vais clarifier avec une analogie du monde réel. Disons que vous devez faire 2 tâches très importantes dans un jour:

1. obtenir un passeport
2. présentation

maintenant, le problème est que la tâche-1 exige que vous alliez à un bureau gouvernemental extrêmement bureaucratique qui vous fait attendre pendant 4 heures dans une file d'attente pour obtenir votre passeport. En attendant, la tâche-2 est requise par votre bureau, et c'est une tâche critique. Les deux doivent être terminés un jour donné.

Cas 1: Exécution Séquentielle

normalement, vous conduirez jusqu'au bureau des passeports pendant 2 heures, vous attendrez dans la file pendant 4 heures, vous ferez la tâche, vous retournerez deux heures en arrière, vous rentrerez à la maison, vous resterez à l'écart pendant 5 heures supplémentaires et vous ferez la présentation.

Case 2: Exécution Concurrente

Mais tu es intelligent. Vous planifier à l'avance. Vous transportez un ordinateur portable avec vous, et en attendant dans la ligne, vous commencez à travailler sur votre présentation. De cette façon, une fois que vous revenez à la maison, vous avez juste besoin de travailler 1 heure supplémentaire au lieu de 5.

Dans ce cas, les deux tâches sont fait par vous, juste en morceaux. Vous avez interrompu la tâche du passeport en attendant dans la file et travaillé sur la présentation. Quand votre numéro a été appelé, vous avez interrompu la tâche de présentation et êtes passé à la tâche de passeport. L'économie de temps était essentiellement possible en raison de l'interruption des deux tâches.

la Simultanéité, de l'OMI, doit être pris comme "l'isolement" dans l'ACIDE propriétés d'une base de données. Deux base de données les transactions satisfont à l'exigence d'isolement si vous effectuez des sous-transactions dans chacune d'elles d'une manière quelconque et que le résultat final est le même que si les deux tâches étaient effectuées en série. Rappelez-vous, que pour les deux tâches de passeport et de présentation, vous êtes le seul exécuteur .

Case 3: Exécution Parallèle

Maintenant, puisque vous êtes si intelligent fella, vous êtes évidemment un plus, et vous avez un assistant. Donc, avant de vous quitter pour commencer la tâche passeport, vous l'appelez et lui dire de préparer la première ébauche de la présentation. Vous passez votre journée entière et finissez la tâche de passeport, revenez voir vos mails, et vous trouvez le brouillon de présentation. Il a fait un travail assez solide et avec quelques modifications dans 2 heures de plus, vous le finalisez.

depuis, votre compagnon est tout aussi intelligent que vous, il a pu travailler sur indépendamment , sans avoir à constamment vous demander pour clarification. Ainsi, en raison de l'indépendance des tâches, elles ont été effectuées en même temps par deux exécuteurs différents .

toujours avec moi? Alright...

Case 4: Concurrent Mais Pas Parallèle

rappelez-vous votre tâche de passeport, où vous devez attendre dans la ligne? Puisqu'il s'agit du votre passeport, votre assistant ne peut pas faire la queue pour vous. Ainsi, la tâche passeport a interruptibilité (vous pouvez l'arrêter en attendant dans la ligne, et le reprendre plus tard quand votre numéro est appelé), mais pas indépendance (votre assistant ne peut pas attendre à votre place).

Affaire 5: Parallèle Mais Non Concurrent

Suppose que le bureau du gouvernement a un contrôle de sécurité pour entrer dans les locaux. Ici, vous devez supprimer tous les appareils électroniques et les soumettre à la officiers, et ils ne vous rendent vos appareils qu'après que vous ayez terminé votre tâche.

dans ce cas, la tâche de passeport n'est ni independentable ni interruptible . Même si vous attendez dans la file d'attente, vous ne pouvez pas travailler sur autre chose parce que vous n'avez pas l'équipement nécessaire.

de même, dire la présentation est de nature tellement mathématique que vous exigez 100% de concentration pour au moins 5 heures. Vous ne pouvez pas le faire en attendant en ligne pour passeport tâche, même si vous avez votre ordinateur portable avec vous.

dans ce cas, la tâche de présentation est indépendant (vous ou votre assistant pouvez mettre dans 5 heures d'effort focalisé), mais pas interruptible .

Case 6: exécution simultanée et parallèle

maintenant, dites qu'en plus d'affecter votre assistant à la présentation, vous avez également un ordinateur portable avec vous à la tâche passeport. En attendant dans la file, vous voyez que votre assistant a créé les 10 premières diapositives dans un deck partagé. Vous envoyer des commentaires sur son travail avec quelques corrections. Plus tard, quand vous arrivez à la maison, au lieu de 2 heures pour finaliser le brouillon, vous avez juste besoin de 15 minutes.

cela a été possible parce que la tâche de présentation a indépendance (l'un d'entre vous peut le faire) et interruptibilité (vous pouvez l'arrêter et le reprendre plus tard). Ainsi vous avez exécuté simultanément les deux tâches , et exécuté la tâche de présentation en parallèle.

disons que, en plus d'être excessivement bureaucratique, le bureau du gouvernement est corrompu. Ainsi, vous pouvez montrer votre identification, l'entrer, commencer à attendre dans la ligne pour votre numéro d'être appelé, soudoyer un garde et quelqu'un d'autre pour tenir votre position dans la ligne, se faufiler, revenir avant que votre numéro soit appelé, et de reprendre l'attente vous-même.

dans ce cas, vous pouvez effectuer les tâches de passeport et de présentation simultanément et en parallèle. Vous pouvez vous faufiler dehors, et votre poste est tenu par votre assistant. Vous pourrez ensuite travailler sur la présentation, etc.

retour à L'Informatique

Dans le monde de l'informatique, voici des exemples de scénarios typiques de chacun de ces cas:

• Case 1: interrompre le traitement.
• Case 2: Lorsqu'il n'y a qu'un seul processeur, mais que toutes les tâches d'exécution ont des temps d'attente en raison de I / O.
• cas 3: souvent vu quand nous parlons de réduire la carte ou Hadoop clusters.
• Case 4: je pense que la Case 4 est rare. C'est rare pour une tâche concurrente mais pas en parallèle. Mais il pourrait se produire. Par exemple, supposons que votre tâche nécessite l'accès à une puce computationnelle spéciale qui ne peut être accessible que par le processeur-1. Ainsi, même si le processeur-2 est libre et que le processeur-1 exécute une autre tâche, la tâche spéciale de calcul ne peut pas se poursuivre sur le processeur-2.
• Case 5: également rare, mais pas aussi rare que le cas 4. Un code non concurrent peut être une région critique protégée par les mutex. Une fois qu'il est lancé, il doit exécuter à l'achèvement. Cependant, deux régions critiques peuvent évoluer simultanément sur deux processeurs différents.
• Cas 6: de l'OMI, la plupart des discussions parallèles ou de la programmation simultanée sont essentiellement parler de Cas 6. Il s'agit d'un mélange d'exécutions parallèles et simultanées.

concurrence et Go

Si vous voyez pourquoi Rob Pike dit que la concurrence est meilleure, vous devez comprendre que la raison est. Vous avez une tâche très longue dans laquelle il ya de multiples périodes d'attente où vous attendez pour certaines opérations externes comme la lecture de fichiers, le téléchargement réseau. Dans sa conférence, tout ce qu'il dit est, "il suffit de briser cette longue tâche séquentielle de sorte que vous pouvez faire quelque chose d'utile pendant que vous attendez."C'est pourquoi il parle de différentes organisations avec différents gaufres.

maintenant la force de Go vient de rendre cette rupture vraiment facile avec go mot-clé et les canaux. En outre, il y a un excellent support sous-jacent dans le runtime pour programmer ces goroutines.

mais essentiellement, la concurrence est-elle meilleure que le parallélisme?

les pommes sont-elles préférées aux oranges?

j'aime Rob Pike parler: la Simultanéité n'est pas de Parallélisme (c'est mieux!) (présentation) (talk)

Rob parle habituellement de Go et aborde habituellement la question de la concurrence vs le parallélisme dans une explication visuelle et intuitive! Voici un bref résumé:

tâche: brûlons une pile de manuels de langues obsolètes! Un à la fois!

simultanéité: il y a plusieurs décompositions simultanées de la tâche! Un exemple:

parallélisme: la configuration précédente se produit en parallèle s'il y a au moins 2 gaufres travaillant en même temps ou non.

pour ajouter à ce que d'autres ont dit:

C'est comme avoir un jongleur qui jongle avec plusieurs balles. Peu importe comment il semble, le jongleur attrape/jette seulement une balle par main à la fois. Le parallélisme est d'avoir plusieurs jongleurs qui jonglent avec des balles simultanément.

dites que vous avez un programme qui a deux fils. Le programme peut être exécuté de deux façons:

Concurrency                 Concurrency + parallelism
(Single-Core CPU)           (Multi-Core CPU)
 ___                         ___ ___
|th1|                       |th1|th2|
|   |                       |   |___|
|___|___                    |   |___
    |th2|                   |___|th2|
 ___|___|                    ___|___|
|th1|                       |th1|
|___|___                    |   |___
    |th2|                   |   |th2|

dans les deux cas, nous sommes en concurrence du simple fait que nous avons plus d'un fil courant.

si nous faisions tourner ce programme sur un ordinateur avec un seul noyau CPU, L'OS changerait entre les deux threads, permettant à un thread de fonctionner à la fois.

si nous avons exécuté ce programme sur un ordinateur avec un CPU multi-core alors nous serions en mesure d'exécuter les deux threads dans parallèle - côte à côte au même moment exact.

simultanéité: si deux ou plusieurs problèmes sont résolus par un seul processeur.

Parallélisme: Si un problème est résolu par plusieurs processeurs.

je vais essayer d'expliquer avec un exemple intéressant et facile à comprendre. :)

supposer Qu'une organisation organise un tournoi d'échecs où 10 joueurs ( avec des compétences égales de jeu d'Échecs ) défiera un champion professionnel joueur d'Échecs. Et puisque les échecs est 1: 1 jeu donc les organisateurs doivent conduire 10 jeux de manière efficace dans le temps afin qu'ils puissent terminer l'ensemble de l'événement comme rapidement que possible.

J'espère que les scénarios suivants décriront facilement les multiples façons de mener ces 10 jeux:

1) SERIAL - permet de dire que le professionnel joue avec chaque personne un par un i.e. commence et termine le jeu avec une personne, puis commence le jeu suivant avec la personne suivante et ainsi de suite. En d'autres termes, ils ont décidé de mener les jeux de manière séquentielle. Donc si un jeu prend 10 minutes à compléter alors 10 jeux va prendre 100 minutes, supposent également que la transition d'un jeu à l'autre prend 6 secondes puis pour 10 jeux, il sera 54 secondes (approx. 1 min).

de sorte que l'ensemble de l'événement se terminera approximativement en 101 minutes ( WORST APPROACH )

2) CONCURRENT - permet de dire que le professionnel joue son tour et passe au joueur suivant de sorte que les 10 joueurs jouent simultanément, mais le joueur professionnel n'est pas avec deux personne à la fois, il joue son tour et passe à la personne suivante. Supposons maintenant que le joueur professionnel prend 6 sec pour jouer son tour et aussi le temps de transition du joueur professionnel B / W deux joueurs est de 6 sec donc le temps de transition total pour revenir au premier joueur sera de 1min (10x6sec). Par conséquent, au moment où il est de retour à la première personne avec qui l'événement a commencé, 2mins ont passé (10xtime_per_turn_by_champion + 10xtransition_time=2mins)

en supposant que tous les joueurs prennent 45sec pour compléter leur tour donc basé sur 10 minutes par jeu de L'événement de série le no. (45+6) = 11 tours (approx.)

ainsi, l'ensemble de l'événement se terminera approximativement en 11xtime_per_turn_by_player_ & _champion + 11xtransition_time_across_10_players = 11x51 + 11x60sec= 561 + 660 = 1221sec = 20.35 minutes (approximativement)

voir L'amélioration de 101 minutes à 20,35 minutes ( meilleure approche )

3) parallèle - disons que les organisateurs obtiennent des fonds supplémentaires et a donc décidé d'inviter deux joueurs champion professionnel (les deux également capable) et divisé l'ensemble des mêmes 10 joueurs (Challenger) en deux groupes de 5 chacun et les a assignés à deux champions c.-à-d. un groupe chacun. Maintenant l'événement progresse en parallèle dans ces deux ensembles c'est à dire au moins deux joueurs (un de chaque groupe de jouer contre les deux professionnels les joueurs de leur groupe respectif.

cependant au sein du groupe le joueur professionnel avec prendre un joueur à la fois (c.-à-d. séquentiellement) donc sans aucun calcul, vous pouvez facilement déduire que tout l'événement sera approximativement complet en 101/2=50.5 minutes à compléter

voir L'amélioration de 101 minutes à 50,5 minutes ( bonne approche )

4) CONCURRENT + parallèle - ci-dessus scénario, disons que les deux joueurs Champions joueront en même temps (lisez le 2e point) avec les 5 joueurs de leur groupe respectif, donc maintenant les jeux entre les groupes se déroulent en parallèle, mais au sein du groupe ils se déroulent en parallèle.

ainsi, les jeux d'un groupe seront approximativement terminés en 11xtime_per_turn_by_player_&_champion + 11xtransition_time_across_5_players = 11x51 + 11x30 = 600 + 330 = 930sec = 15.5 mins (approximativement)

donc le tout l'événement (impliquant deux de ces groupes de course en parallèle) se terminera approximativement en 15,5 minutes 151910920"

voir L'amélioration de 101 minutes à 15,5 minutes ( meilleure approche )

NOTE: dans le scénario ci-dessus si vous remplacez 10 joueurs avec 10 Emplois similaires et deux joueurs professionnels avec deux cœurs de processeur alors de nouveau l'ordre suivant restera vrai:

SÉRIE > PARALLÈLE > CONCURRENT > CONCURRENT + PARALLÈLE

(NOTE: Cet ordre Pourrait changer pour d'autres scénarios, car cet ordre dépend fortement de l'interdépendance des emplois, des besoins en communication des emplois B/w et des frais généraux de transition des emplois b/w)

concurency: flux d'exécution multiples avec la possibilité de partager des ressources

Ex: deux threads en compétition pour un port D'E / S.

paralelism: diviser un problème en plusieurs morceaux similaires.

Ex: analyser un gros fichier en exécutant deux processus sur chaque moitié du fichier.

ils résolvent différents problèmes. La simultanéité résout le problème d'avoir peu de ressources CPU et de nombreuses tâches. Ainsi, vous créez des threads ou des chemins d'exécution indépendants à travers du code afin de partager du temps sur la ressource rare. Jusqu'à récemment, la concurrence a dominé la discussion en raison de la disponibilité du CPU.

Parallélisme résout le problème de trouver suffisamment de tâches et des tâches (qui peuvent être divisées correctement) et de la distribution sur les ressources CPU abondantes. Le parallélisme a toujours existé, bien sûr, mais il prend de l'importance parce que les processeurs multi-noyaux sont si bon marché.

exemple Simple:

Concurrent est:" deux files d'attente accéder à un guichet automatique "

Parallèle est: "Deux files d'attente et les deux machines ATM"

imaginez apprendre un nouveau langage de programmation en regardant un tutoriel vidéo. Vous devez mettre en pause la vidéo, appliquer ce qui a été dit dans le code puis continuer à regarder. c'est de la concurrence.

Maintenant, vous êtes un programmeur professionnel. Et vous aimez écouter de la musique calme tout en codant. C'est du parallélisme.

de Profiter de.

pensez-y comme des files d'attente de service où le serveur ne peut servir que la première tâche dans une file d'attente.

1 Serveur , 1 file d'attente (avec 5 tâches) -> pas de concurrence, pas de parallélisme (une seule tâche est en cours de révision jusqu'à son achèvement, la prochaine tâche dans la file d'attente doit attendre jusqu'à ce que la tâche soit terminée et il n'y a pas d'autre serveur pour la servir)

1 Serveur, 2 files d'attente différentes ou plus (avec 5 jobs par file d'attente) - > concurrence (puisque le serveur partage du temps avec tous les premiers emplois dans les files d'attente, égaux ou pondérés) , toujours pas de parallélisme car à tout moment, il y a un seul emploi en cours de révision.

2 serveurs ou plus, une file d'attente -> parallélisme ( 2 tâches effectuées au même instant) mais pas de concurrence ( le serveur ne partage pas le temps, la 3e tâche doit attendre que l'un des serveurs soit terminé.)

2 serveurs ou plus, 2 files d'attente différentes ou plus - > concurrence et parallélisme

En d'autres termes, la concurrence, c'est partager le temps pour accomplir un travail, il peut prendre le même temps pour accomplir son travail, mais au moins il commence tôt. Chose importante , les emplois peuvent être coupées en petits emplois, ce qui permet l'entrelacement.

le parallélisme est atteint avec juste plus de CPU, serveurs, personnes etc qui fonctionnent en parallèle.

gardez à l'esprit, si les ressources sont partagées, le parallélisme pur ne peut pas être atteint, mais c'est là où la concurrence aurait le meilleur utilisation pratique, occuper un autre emploi qui n'a pas besoin de cette ressource.

simultanéité = > lorsque plusieurs tâches sont effectuées pendant des périodes de chevauchement avec des ressources partagées (ce qui maximise potentiellement l'utilisation des ressources).

parallèle = > lorsqu'une seule tâche est divisée en plusieurs sous-tâches indépendantes simples qui peuvent être exécutées simultanément.

je vais vous donner une réponse qui contredit un peu certaines des réponses populaires ici. À mon avis, la concurrence est un terme général qui comprend le parallélisme. simultanéité s'applique à toute situation où des tâches ou des unités de travail distinctes se chevauchent dans le temps. parallélisme s'applique plus spécifiquement aux situations où des unités de travail distinctes sont évaluées/exécutées au même moment physique. La raison d'être du parallélisme est d'accélérer logiciel qui peut bénéficier de multiples ressources de calcul. L'autre grand concept qui s'inscrit dans la concurrence est l'interactivité. Interactivité s'applique lorsque le chevauchement des tâches est observable de l'extérieur. La raison d'être de l'interactivité est de rendre le logiciel sensible aux entités du monde réel comme les utilisateurs, les pairs réseau, les périphériques matériels, etc.

le parallélisme et l'interactivité sont presque entièrement indépendants dimension de la concurrence. Pour un projet en particulier, les développeurs pourraient se soucient soit, les deux ou aucun des deux. Ils ont tendance à se confondre, notamment parce que l'abomination que sont les fils donne une primitive raisonnablement commode pour faire les deux.

un peu plus de détails sur le parallélisme :

existe à de très petites échelles (par exemple, le parallélisme au niveau de l'instruction dans les processeurs), à des échelles moyennes (par exemple, les processeurs multicores) et à grande échelle (p. ex., grappes de calcul haute performance). La pression exercée sur les développeurs de logiciels pour qu'ils exposent davantage le parallélisme au niveau du thread a augmenté ces dernières années, en raison de la croissance des processeurs multicore. Le parallélisme est intimement lié à la notion de dépendance . Les dépendances limitent la mesure dans laquelle le parallélisme peut être atteint; deux tâches ne peuvent pas être exécutées en parallèle si l'une dépend de l'autre (en ignorant les spéculations).

il y a beaucoup de modèles et de cadres que les programmeurs utilisent pour exprimer le parallélisme: pipelines, pools de tâches, opérations d'agrégation sur les structures de données ("réseaux parallèles").

un peu plus de détails sur l'interactivité :

la façon la plus élémentaire et la plus courante de faire de l'interactivité est avec les événements (c.-à-d. une boucle d'événements et des gestionnaires/callbacks). Pour les tâches simples les événements sont grands. Essayer de faire des tâches plus complexes, avec des événements obtient dans la pile ripping(A. K. A. callback hell; A. K. A. inversion de contrôle). Quand vous en avez marre des événements, vous pouvez essayer des choses plus exotiques comme les générateurs, les coroutines (A. K. A. Async / Wait), ou des fils coopératifs.

pour l'amour du logiciel fiable, s'il vous plaît n'utilisez pas de threads si ce que vous cherchez est l'interactivité.

Curmudgeonliness

Je n'aime pas la concurrence de Rob Pike "ce n'est pas du parallélisme, c'est mieux" slogan. La simultanéité n'est ni meilleure ni pire que le parallélisme. La simultanéité inclut l'interactivité qui ne peut pas être comparée d'une manière meilleure/pire avec le parallélisme. C'est comme dire "le flux de contrôle est meilleur que les données".

en électronique en série et en parallèle représentent un type de topologie statique, déterminant le comportement réel du circuit. Lorsqu'il n'y a pas de simultanéité, le parallélisme est déterministe .

pour décrire la dynamique, phénomènes liés au temps , nous utilisons les Termes séquentiel et concurrent . Par exemple, un certain le résultat peut être obtenu au moyen d'une certaine séquence de tâches (p. ex. recette.) Lorsque nous parlons avec quelqu'un, nous produisons une séquence de mots. Cependant, en réalité, de nombreux autres processus se produisent dans le même moment, et donc, d'accord le résultat d'une action. Si beaucoup de personnes parlent en même temps, concurrente des pourparlers peuvent interférer avec notre séquence, mais les résultats de cette intervention ne sont pas connus à l'avance. La concordance introduit l'indétermination .

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