Введение в QNX/Neutrino 2. Руководство по программированию приложений реального времени в QNX Realtime Platform | страница 44
Последовательное выполнение, один процессор.
Минуточку! Мы тратим впустую драгоценные секунды, ожидая, пока аппаратура сделает свое дело!
Если мы сделали бы это в многопоточном варианте, мы смогли бы добиться более эффективного использования процессора, так?
Многопоточное выполнение, один процессор
Это уже намного лучше, потому что теперь, даже при том, второй поток затрачивает немного времени на ожидание, мы добились уменьшения суммарного времени вычислений.
Если бы в нашем примере тратилось T>compute единиц времени на вычисления, T>tx — на передачу и T>wait — на ожидание аппарату средств, тогда для первого случая в нашем примере общие затраты времени на обработку были бы равны:
(T>compute + T>tx + T>wait) ∙ num_x_lines,
тогда как затраты времени при использовании двух потоков были бы равны:
(T>compute + T>tx) ∙ num_x_lines + T>wait,
что меньше на величину:
T>wait ∙ (num_x_lines – 1),
в предположении, конечно, что T>wait ≤ T>compute.
T>compute + T>tx ∙ num_x_lines,
потому что мы должны будем завершить по меньшей мере одно полное вычисление, а также еще и передать данные. Иными словами, мы можем использовать многопоточность для распараллеливания вычислений, но аппаратный ресурс для передачи данных у нас все равно есть только один.
А если бы мы разработали вариант системы с четырьмя потоками и выполнили это в SMP-системе с четырьмя процессорами, это выглядело бы примерно так:
Четыре потока, четыре процессора.
Обратите внимание, насколько каждый из этих четырех центральных процессоров недоиспользован (см. незаштрихованные прямоугольники в строках «Загрузка»). На представленном выше рисунке имеются две интересные зоны. Когда все четыре потока стартуют одновременно, все они вычисляются. К сожалению, когда потоки заканчивают вычисления, они начинают конкурировать за право обладания аппаратными средствами передачи данных (зоны «X» на диаграмме смещены одна относительно другой, поскольку, имея только один передающий ресурс, можно вести только одну передачу одновременно). Это дает нам небольшую аномалию на начальном этапе. После того как потоки отработали этот этап, они оказываются естественным образом синхронизированы по отношению к работе аппаратных средств, так как время передачи данных намного меньше, чем ¼ времени вычислительного цикла. Если игнорировать эту небольшую аномалию в работе системы на начальном этапе, значения временных интервалов в данной системе можно оценить по формуле:
