병렬 프로그래밍 모델

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병렬 프로그래밍 모델은 여러 프로세서 또는 코어를 활용하여 작업을 동시에 처리함으로써 성능을 향상시키는 프로그래밍 방식입니다. 다음은 병렬 프로그래밍 모델에 대한 자세한 설명입니다.
병렬 프로그래밍 모델의 개념병렬 프로그래밍 모델은 병렬 컴퓨터 아키텍처를 추상화한 것으로, 알고리즘과 그 구성을 프로그램으로 표현하는 것을 용이하게 합니다. 병렬 프로그래밍의 주요 목적은 여러 개의 CPU 또는 코어를 사용하여 작업을 동시에 처리함으로써 처리 시간을 단축하는 것입니다.
병렬 프로그래밍 모델의 종류

• 공유 메모리 모델 (Shared Memory Model): 스레드들이 메모리를 공유하는 방식으로, 간단하게 데이터를 교환할 수 있습니다.
• 메시지 패싱 모델 (Message Passing Model): 함수를 통해 스레드 ID와 데이터를 명시하여 데이터를 주고받는 방식입니다. 시스템 콜을 통해 커널을 이용합니다.
• 데이터 병렬화 (Data Parallelism): 데이터 집합을 분해하여 각 프로세서에 할당하고 동일한 연산을 수행하는 기술입니다.
• 태스크 병렬화 (Task Parallelism): 서로 다른 작업을 여러 프로세서에 할당하여 동시에 처리하는 방식입니다.
• 가속기 프로그래밍 모델: GPU, DSP 등 특정 연산에 최적화된 가속기를 활용하는 모델입니다. 주로 데이터 병렬화에 사용됩니다.

• 스레드: 공유 메모리 모델에 적합하며, 프로세스 내에서 실행 흐름을 분리하는 단위입니다.
• 프로세스: 메시지 패싱 모델에 적합하며, 독립적인 메모리 공간을 가지는 실행 단위입니다.

• 정확성: 여러 스레드 또는 프로세스가 동시에 데이터를 공유하거나 접근할 때 발생할 수 있는 문제를 해결해야 합니다 (예: 경쟁 상태, 교착 상태).
• 성능: 코어 수가 증가함에 따라 성능도 향상되어야 합니다.
• 동기화: 공유 자원에 대한 접근을 제어하고 스레드 간의 실행 순서를 조정해야 합니다.