Как оптимизировать алгоритмы для параллельных вычислений?

Для оптимизации алгоритмов для параллельных вычислений можно использовать следующие подходы:

• Представление алгоритма в виде графа. habr.com Это позволяет определить рациональные планы выполнения параллельной задачи. habr.com Вершины графа ассоциируются с операторами (группами операторов) программы, а дуги — с линиями передачи (хранения) данных. habr.com
• Получение ярусно-параллельной формы (ЯПФ). habr.com Операторы располагаются на едином ярусе, если они независимы друг от друга по информационным связям. habr.com Это необходимое условие их параллельного выполнения. habr.com
• Уменьшение моментов синхронизации. ikt.muctr.ru Можно ограничиться распараллеливанием только одного внешнего цикла. ikt.muctr.ru
• Перераспределение операций между процессами. izv.etu.ru В итоге уменьшается объём передаваемых сообщений между процессами и сокращается время, затрачиваемое на межпроцессорный обмен данными. izv.etu.ru
• Использование модели общей памяти. cyberleninka.ru Программу или алгоритм нужно разделить на более мелкие задачи, которые могут выполняться параллельно несколькими процессорами. cyberleninka.ru Задачи разрабатывают так, чтобы минимизировать конфликты между процессорами, обращающимися к пространству общей памяти. cyberleninka.ru Для предотвращения гоночных условий используют механизмы синхронизации, например блокировки или семафоры. cyberleninka.ru

Также для оптимизации параллельных алгоритмов можно использовать специальные языки программирования и библиотеки, поддерживающие взаимодействие параллельных процессов. lib.madi.ru Например, OpenMP (Open Multi-Processing). cyberleninka.ru