ГДЗ по информатике, 10 класс, Поляков, номер 29.5: Современные компьютерные системы
Информатика (в 2 частях); углубленное обучение — Поляков К.Ю., Еремин Е.А.
Анна Соколова, преподаватель информатики Шпаргача обновлено 12 сентября 2026
Условие
Объясните назначение большого количества процессоров в суперкомпьютерах. Можно ли ускорить решение любой задачи за счет параллельного выполнения на множестве процессоров (используйте аналогию с распределением частей задания между учениками).
Номер как в учебнике. Условие — полный пересказ редакции: те же пункты, числа и факты, не цитата из книги.
Пошаговое решение
В данном задании требуется объяснить принцип работы суперкомпьютеров и ограничения параллельных вычислений. Мы разберем назначение множества процессоров и проанализируем возможность ускорения любых задач через аналогию с распределением работы.
Шаг 1. Назначение большого количества процессоров в суперкомпьютерах
Суперкомпьютеры предназначены для решения задач, требующих колоссальных объемов вычислений за ограниченное время (например, моделирование климата, ядерные реакции, расшифровка генома).
- Параллелизм: Один процессор физически не может выполнить триллионы операций быстрее предела тактовой частоты. Поэтому задача делится на множество независимых подзадач.
- Масштабируемость: Большое количество процессоров позволяет одновременно обрабатывать разные части данных или выполнять разные этапы алгоритма.
- Пропускная способность: Архитектура суперкомпьютера спроектирована так, чтобы минимизировать простои процессоров из-за ожидания данных из памяти.
Таким образом, назначение множества процессоров — разделить единый сложный вычислительный поток на параллельные ветки , суммарная производительность которых многократно превышает возможности одного мощного чипа.
Шаг 2. Можно ли ускорить решение любой задачи? Аналогия с учениками
Ответ: Нет, нельзя ускорить решение любой задачи . Это ограничение описывается законом Амдала, но его суть проще понять через бытовую аналогию.
Аналогия с распределением задания между учениками
Представьте, что классу нужно написать сочинение или решить контрольную работу.
- Идеальный случай (параллельная часть): Если задание — переписать текст книги, где каждая страница независима, то можно раздать по одной странице каждому из N учеников. Время выполнения сократится примерно в N раз.
- Проблемный случай (последовательная часть):
- Подготовка: Учитель должен сначала объяснить тему всем сразу. Этот этап нельзя разделить между учениками — он занимает фиксированное время Tseq.
- Зависимость шагов: Чтобы написать второй абзац, нужно знать содержание первого. Второй ученик не может начать писать, пока первый не закончит свою часть логической цепочки.
- Сборка: В конце все листки нужно собрать, проверить согласованность и скрепить. Это тоже последовательная операция, которую нельзя полностью распараллелить.
Если задача имеет значительную последовательную часть (зависимые шаги), то добавление новых «учеников» (процессоров) после определенного момента перестает давать выигрыш во времени. Более того, если учеников слишком много, они начнут мешать друг другу (конкуренция за ресурсы, накладные расходы на синхронизацию), и общее время даже увеличится.
Шаг 3. Итоговый вывод
Ускорение за счет параллельного выполнения возможно только для тех частей задачи, которые не имеют взаимных зависимостей . Для задач с сильной последовательной связностью (где результат следующего шага зависит от предыдущего) использование множества процессоров дает ограниченный эффект или не дает его вовсе.
Назначение: обработка огромных массивов данных путем одновременного выполнения независимых подзадач.
Можно ли ускорить любую задачу: Нет.
Обоснование: Задачи содержат последовательные этапы (подготовка, сборка, зависящие шаги), которые нельзя разделить. Как в классе: если учитель объясняет тему всем сразу, а потом проверяет работы по очереди, то увеличение числа учеников не сократит это фиксированное время.
Решение построено на логическом анализе вопроса без сложных математических формул закона Амдала, так как в условии предложена качественная аналогия. Акцент сделан на различии между параллельными и последовательными участками алгоритма.
Как решение?
Двойная оценка: понятность и подробность. Можно выбрать одно или оба.
У вас другое условие?
Загрузите фото — учтём ваши числа и редакцию.
Частые вопросы
Это точный номер 29.5 из моего учебника?
Номер совпадает с учебником «Информатика (в 2 частях); углубленное обучение», Поляков К.Ю., Еремин Е.А.. Формулировка — пересказ редакции, не дословная цитата. Если в вашей редакции другие числа — загрузите фото.
Какой ответ в задании 29.5?
Краткий ответ: Назначение: обработка огромных массивов данных путем одновременного выполнения независимых подзадач. Можно ли ускорить любую задачу: Нет. Обоснование: Задачи содержат последовательные этапы (подготовка, сборка, зависящие шаги), которые нельзя разделить. Как в классе: если учитель объясняет тему всем сразу, а потом проверяет работы по очереди, то увеличение числа учеников не сократит это фиксированное время.
Как пользоваться этим разбором?
Сначала прочитайте условие и чертёж, затем шаги решения по порядку и сверьте свой ход с кратким ответом внизу.
Какой учебник имеется в виду?
«Информатика (в 2 частях); углубленное обучение», Поляков К.Ю., Еремин Е.А.. Проверьте часть, год и автора на обложке. Тема в учебнике: § 29. Современные компьютерные системы.
Можно ли списать ответ без решения?
Лучше сначала решить самостоятельно, а разбор использовать для проверки хода и поиска ошибки.