Параллельные вычисления

Еще одна область программирования, в которой возможно изменение явно указанного порядка выполнения операторов, — это область параллельных вычислений. С появлением недорогих ПК с несколькими процессорами возникла возможность распараллеливания программы — одновременного выполнения ее независимых частей на разных процессорах, что теоретически позволяет получить выигрыш в быстродействии, линейно зависящий от числа процессоров. Однако на практике это очень сложная задача, которая требует правильного выделения независимых модулей кода (так называемых процессов), выполнение которых не скажется на результатах работы других процессов. Так как момент окончания работы того или иного процесса заранее неизвестен, то в программе надо предусмотреть действия, связанные с синхронизацией обработки получаемых результатов. Их выполнение может потребоваться в самые неожиданные моменты, поэтому изменение линейной последовательности работы операторов неизбежно.

Ввод и вывод

Чтобы получать от человека информацию для обработки и показывать результаты своей работы, программа должна иметь средства для организации интерактивного общения с пользователем (общения в реальном масштабе времени — человек щелкнул мышкой на кнопке и сразу получил ответ) и средства для ввода данных из файлов и сохранения данных в файлах. Интерактивное общение реализуется с помощью /МО-систем, позволяющих быстро спроектировать пользовательский интерфейс. Ввод и вывод информации осуществляется в разных языках по-разному. В Паскале и Бейсике есть операторы для такой работы, в Си++ они выделены в специальные библиотеки. Введен также специальный тип данных «файл» (FILE).

Работа с файлами всегда происходит в три этапа.

1. Файл открывается в одном из выбранных режимов (он рассматривается как последовательность строк или двоичных чисел, разрешается только считывать из него данные или только записывать и т. д.). Файл может состоять из последовательности одинаковых блоков, каждый из которых будет представлять собой копию структуры данных определенного типа, описанного в программе. Каждый такой блок называется записью.

2. Выполняется считывание, обновление или удаление записей в файле.

3. Файл закрывается. Если этого не сделать, то он останется открытым, и в дальнейшем к нему нельзя будет обратиться из других программ.

Каждый из этих пунктов реализуется в каждом из языков программирования по-своему. Некоторые пункты требуют для своей реализации нескольких операторов.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие типы данных считаются базовыми?

2. Приведите примеры арифметических и логических выражений.

3. Напишите формулу для вычисления среднего арифметического и среднего геометрического значений двух переменных.

4. В чем различие структуры и массива?

5. Зачем нужны комментарии?

6. С помощью условных операторов выполните проверку неравенства х < у < z.

7. Из каких частей состоит оператор цикла?

8. Назовите достоинства и недостатки параллельных вычислений.

9. Как организуется работа с файлами?