Diseño de Algoritmos Paralelos

1. Diseño de
Algoritmos
Paralelos
Pedro L. Rosario Dominguez
22-0972

2. Introducción
• Los algoritmos paralelos son algoritmos diseñados para
ejecutarse en sistemas paralelos, como
supercomputadoras, clústeres de computadoras y sistemas
de multiprocesamiento. Estos algoritmos se utilizan en
aplicaciones que requieren grandes cantidades de cómputo
y son importantes porque permiten que las aplicaciones se
ejecuten más rápido y manejen mayores cargas de trabajo.
Ejemplos de aplicaciones que se benefician de los
algoritmos paralelos incluyen simulaciones físicas,
procesamiento de imágenes y video, y análisis de big data.

3. Tipos de arquitecturas de computación
paralela
Existen dos tipos principales de arquitecturas de
computación paralela:
• Memoria compartida, todos los procesadores
comparten una sola memoria, lo que facilita el
intercambio de datos.
• Memoria distribuida, cada procesador tiene su propia
memoria, lo que significa que los procesadores deben
comunicarse explícitamente para intercambiar datos.

4. Ventajas y Desventajas
de cada tipo
Cada tipo de arquitectura tiene
ventajas y desventajas:
Las arquitecturas de memoria
compartida son más fáciles de
programar y manejar, pero pueden
ser menos escalables que las
arquitecturas de memoria
distribuida. Las arquitecturas de
memoria distribuida son más
escalables, pero pueden requerir
más trabajo para programar y
pueden tener un mayor costo de
comunicación.

5. Diseño de algoritmos
paralelos
El diseño de algoritmos paralelos implica la
identificación de oportunidades para la paralelización
y la creación de algoritmos que aprovechen esas
oportunidades. Las técnicas comunes de diseño son:
• División Y Conquista
• La Descomposición De Datos
• La Programación Dinámica Paralela

6. División Y Conquista
• La división y conquista implica dividir el
problema en subproblemas más pequeños
que pueden resolverse de forma
independiente

7. La Descomposición
De Datos
• La descomposición de datos implica
dividir los datos de entrada en partes
que se pueden procesar de forma
independiente.

8. La Programación
Dinámica
Paralela
• La programación dinámica
paralela implica la
aplicación de técnicas de
programación dinámica a
algoritmos paralelos.

9. Implementación de
algoritmos paralelos
La implementación de algoritmos
paralelos presenta desafíos únicos
debido a la necesidad de coordinar y
comunicar datos entre
procesadores. Las técnicas de
programación utilizadas para la
implementación de algoritmos
paralelos incluyen:
• La paralelización de bucles
• La asignación de tareas
• La sincronización de procesos.

10. Conclusión
El diseño de algoritmos paralelos es importante para la
computación de alto rendimiento y la mejora del rendimiento
de las aplicaciones. Los algoritmos paralelos aprovechan los
sistemas paralelos para permitir que las aplicaciones se
ejecuten más rápido y manejen mayores cargas de trabajo.
Las técnicas comunes de diseño y programación de
algoritmos paralelos incluyen la división y conquista, la
descomposición de datos y la programación dinámica
paralela. La implementación de algoritmos paralelos presenta
desafíos únicos debido a la necesidad de coordinar y
comunicar datos entre procesadores. Los ejemplos de
algoritmos paralelos incluyen la multiplicación de matrices, el
ordenamiento rápido y otras aplicaciones que requieren un
alto grado de paralelismo. En general, los algoritmos
paralelos ofrecen mejoras significativas en el rendimiento en
comparación con los algoritmos secuenciales y son esenciales
para muchas aplicaciones de alto rendimiento y gran escala.

11. Referencias
1. Grama, A., Gupta, A., Karypis, G., & Kumar, V. (2003). Introduction to parallel
computing (2nd ed.). Addison-Wesley.
2. Malek, M. A., & Fouda, M. M. (2018). Parallel algorithms: Principles and practice. CRC
Press.
3. Wilkinson, B., & Allen, M. (2017). Parallel programming: Techniques and applications
using networked workstations and parallel computers (2nd ed.). Pearson Education.
4. Kshemkalyani, A. D., & Singhal, M. (2011). Distributed computing: Principles,
algorithms, and systems. Cambridge University Press.
5. Solihin, Y. (2018). Fundamentals of parallel computer architecture: Multichip and
multicore systems. Cambridge University Press.