Tiểu Luận BÀI TẬP LỚN AN TOÀN DỮ LIỆU - tìm hiểu tính toán song song trong mật mã

gồm 1 bản word 1 sile thuyết trình 1 tài liệu

I. TỔNG QUAN VỀ TÍNH TOÁN SONG SONG VÀ GPU
1. Tổng quan về tính toán song song
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đặt ra nhiều bài toán với khối lượng tính toán rất lớn. Trong số đó có những bài toán mà kết quả chỉ có ý nghĩa nếu được hoàn thành trong khoảng thời gian cho phép. Ví dụ như các tính toán trong thời gian thực, mô phỏng các hoạt động ở mức lượng tử, tính quĩ đạo chuyển động của vật thể trong không gian, dự báo thời tiết .
Để giải quyết những bài toán này, người ta đã nghiên cứu tăng tốc độ tính toán bằng hai phương pháp hay kết hợp cả hai:
ƒ - Phương pháp 1: Cải tiến công nghệ, tăng tốc độ xử lý của máy tính. Công việc này đòi hỏi nhiều thời gian, công sức và tiền của, nhưng tốc độ cũng chỉ đạt được đến một giới hạn nào đó.
ƒ - Phương pháp 2: Chia bài toán ra thành những công việc nhỏ để có thể chạy song song trên nhiều bộ xử lý.
Việc phát triển công nghệ tính toán theo phương pháp 2 đã cho ra đời công nghệ tính toán song song, đó là việc sử dụng đồng thời nhiều tài nguyên tính toán để giải quyết một bài toán. Các tài nguyên tính toán có thể bao gồm một máy tính với nhiều bộ vi xử lý, một tập các máy tính kết nối mạng hay là một sự kết hợp của hai dạng trên. Công nghệ tính toán song song cho phép giảm thời gian thực thi bài toán tùy thuộc cách phân chia và số bộ xử lý thực thi chương trình. Nguyên tắc quan trọng nhất của tính toán song song chính là tính đồng thời hay xử lý nhiều tác vụ cùng một lúc.
Trong tính toán song song hiện nay, có hai công nghệ chính:
Thứ nhất là sử dụng các siêu máy tính với rất nhiều bộ xử lý được tích hợp bên trong được thiết kế đồng bộ cả về phần cứng và phần mềm. Các công nghệ được áp dụng trong các siêu máy tính thường là các công nghệ tiên tiến làm cho giá thành của hệ thống siêu máy tính tăng rất cao.Vì thế các siêu máy tính thường được sử dụng trong các lĩnh vực mà vấn đề tính toán phức tạp, nhạy cảm và yêu cầu thời gian thực như mô phỏng thực hiện của các động cơ máy bay, quốc phòng, vũ trụ .

Cách thứ hai là kết nối các máy tính lại với nhau và cùng thực hiện bài toán. Hệ thống các máy tính kết nối này chính là hệ thống tính toán song song phân cụm. Hệ thống này có ưu điểm là giá thành rẻ hơn rất nhiều so với siêu máy tính có cùng sức mạnh (do sử dụng các thiết bị thông thường) và tính linh hoạt của hệ thống (số nút, số bộ xử lý, bộ nhớ, thiết bị mạng . đều mang tính tuỳ biến cao). Sự phát triển mạnh mẽ của mạng máy tính, các công nghệ mạng hiện nay đã lấp đi hạn chế về truyền thông trong hệ thống máy tính song song phân cụm làm cho nó được phát triển rộng rãi. Các lĩnh vực sử dụng hệ thống tính toán song song phân cụm thường yêu cầu tính toán không quá lớn, không yêu cầu thời gian thực như xử lý ảnh, nhận dạng vân tay, tính toán kết cấu công trình, mô phỏng các thí nghiệm .

2. Mô hình máy song song
Một hệ thống máy tính song song là một máy tính với nhiều hơn một bộ xử lý
cho phép xử lý song song. Định nghĩa này có thể bao quát được tất cả các siêu máy
tính với hàng trăm bộ xử lý, các mạng máy tính trạm, hay các hệ thống nhúng
Thậm chí trong mấy năm gần đây các máy tính có vi xử lý áp dụng công nghệ mới
multicore cho phép nhiều nhân trong một bộ xử lý cũng được coi là hệ thống máy tính song song .