دراسة الخوارزميات المتوازية 

**دراسة الخوارزميات المتوازية و أنواعها و تمييز خواصها و تقنيات تصميمها و مقاييس تحليلها و تحديد كفائتها **

&مقدمة عن الخوارزميات المتوازية :لقد أدرك العالم أهمية و فائدة قيام أجزاء و طرفيات الحاسب المختلفة بأعمال مختلفة بآن واحد, و هذا حدث منذ أن بدأ العمل و تطوير المعالجات الحديثة ,فبينما تقوم وحدة المعالجة المركزية بالحساب يمكن أن تقرأ المدخلات من وسائط الدخل المتاحة وتخرج المخرجات على وسائط الخرج المتاحة.

وفي أجهزة متقدمة أكثر ,تحوي معالجات بسيطة متعددة يختص كل منها بعمل معين , و تشترك فيما بينها لإنجاز المهام المقدمة للمعالجة.

وبالرغم من أن سرعة المعالجات قد ازدادت بشكل كبير إلا أن الطلب على معالجة أسرع للمعطيات أصبح ضروري أكثر كما أنه من غير الممكن في أغلب حالات تطبيقات الزمن الحقيقي إنجاز كل الحسابات باستخدام معالج واحد.

وقد قاد ظهور الأجهزة المتوازية ذات المعالجات المتعددة المتزامنة وغير المتزامنة ,و ظهور الشبكات الكبيرة إلى إعادة التفكير في مفهوم الخوارزميات , إذ أن الخوارزمية تهدف بعد أن تتحقق من وجود الحل إلى البحث عن حل عملي.

كما أن الحاسوب المتوازي الذي يحوي العديد من وحدات المعالجة , يقوم بتجزئة المسألة المعطاة إلى مسائل جزئية يقوم بحلها بشكل متزامن كل مسألة جزئية في معالج مختلف و بعد ذلك تجمع النتائج لإعطاء حل المسألة الأصلية.

و يعتبر هذا انتقالاً جذرياً من نموذج الحساب بالحاسوب المعتمد في بناء الحاسبات ,أي ذات المعالجات التسلسلية. و قد أصبح التوازي يضاهي تحقيق سرعات عالية جداً للحساب بوساطة الحاسوب.

ومع ظهور الحواسيب المتوازية وتوفر مكوناتها المادية نجد أن هناك سؤالاً مطروحاً وهو: كيف نبرمج الحواسيب المتوازية لحل المسائل بشكل فعال وعملي وبطريقة ذات كلفة منخفضة.

بالطبع نحن بحاجة في الحساب المتوازي إلى خوارزميات ولغات برمجة ومترجمات ... الخ.

بالإضافة إلى أن الأنظمة العملية بحاجة فعلاً لإنجاز الحساب على المكونات المادية المتوازية. بما أن الخوارزمية المتوازية هي طريقة حل للمسائل على الحواسيب المتوازية , لذلك فهي تتبع بشكل أساسي للنماذج الرياضية الأساسية في الحاسوب المتوازي , و التي قمنا بتعريفها سابقاً و تتمايز أنواعها حسب أنواع الحواسيب المتوازية. &

**تعريف الخوارزمية المتوازية**

& إن التعريف العام للخوارزمية المتوازية هو أنها عبارة عن مجموعة من العمليات التي تنجز كل منها خوارزمية تتابعية خاصة بها , و تتبادل الاتصالات فيما بينها عبر شبكة اتصالات محددة ,و يمكن أن نميز بين حالتين في الخوارزميات المتوازية , و ذلك حسب طريقة اتصال المعالجات فيما بينها إذ أنه في حين اتصال المعالجات عن طريق شبكة اتصالات محددة , فإن طبولوجيا هذه الشبكة يعتبر هاماً و مؤثراً في زمن تنفيذ هذه الخوارزمية و في فعالية الخوارزمية و ذلك تبعاً لوجود خط الواصل بين المعالجين الموافقين و عند اتصال المعالجات بوساطة الذاكرة المشتركة القابلة للتقسيم يستطيع كل معالج الاتصال مع الآخر بدون كلفة زمنية ولا نهتم هنا بالطريقة التي تتم بها الاتصالات بين المعالجات .&

**تحليل الخوارزميات المتوازية**

& لقد ازدادت سرعة الحواسيب كثيراً في الأربعين سنة السابقة فقد كان يعتقد أن