Pipeline
En computación, se le llama pipeline a una serie de elementos de procesamiento de datos ordenados de tal modo que la salida de cada uno es la entrada del siguiente, como quien dice una cadena de montaje pero en vez de orientada a la manufactura, orientada al procesamiento de datos e instrucciones.
La arquitectura en pipeline (basada en filtros) consiste en ir transformando un flujo de datos en un proceso comprendido por varias fases secuenciales, siendo la entrada de cada una la salida de la anterior.
Esta arquitectura es muy común en el desarrollo de programas para el intérprete de comandos, ya que se pueden concatenar comandos fácilmente con tuberías (pipe).
También es una arquitectura muy natural en el paradigma de programación funcional, ya que equivale a la composición de funciones matemáticas.
Ley de Amdahl
El aumento de rendimiento que puede obtenerse al mejorar alguna parte de una computadora puede calcularse utilizando la Ley de Amdahl.
La Ley de Amdahl establece que la mejora obtenida en el rendimiento al utilizar algún modo de ejecución más rápido está limitada por la fracción de tiempo que se pueda utilizar ese modo más rápido.
La Ley de Amdahl define la ganancia de rendimiento o aceleración (speedup) que puede lograrse al utilizar una característica particular.
La aceleración nos indica la rapidez con que se realizará una tarea utilizando una máquina con la mejora con respecto a la máquina original. La Ley de Amdahl nos da una forma rápida de calcular la aceleración, que depende de dos factores:
1. La fracción del tiempo de cálculo de la máquina original que pueda utilizarse para aprovechar la mejora. Por el ejemplo, si 20 segundos del tiempo de ejecución puede utilizar la mejora de un programa que toma 60 segundos en total, la fracción es 20 /60. Este valor, que se llama Fracción mejorada, es siempre menor o igual que 1.
2. La optimización lograda por el modo de ejecución mejorado; es decir, cuánto más rápido con la que se ejecutaría la tarea si solamente se utilizase el modo mejorado. Este valor es el tiempo del modo original con respecto al tiempo del modo mejorado. Si el modo mejorado toma 2 segundos para alguna porción de programa que puede usar el modo completamente mientras que el modo original tomaba 5 segundos para la misma porción de programa, la mejora es 5/2. Este valor es siempre mayor que 1 y se llama Aceleración mejorada.
El tiempo de ejecución utilizando la máquina original con el modo mejorado será el tiempo empleado utilizando la parte no mejorada de la máquina más el tiempo empleado utilizando la parte mejorada.
Ley de Gustafson
La ley de Gustafson (también conocida como ley de Gustafson-Barsis)1 es una ley en ciencia de la computación que establece que cualquier problema suficientemente grande puede ser eficientemente paralelizado. La ley de Gustafson está muy ligada a la Ley de Amdahl, que pone límite a la aceleración que se puede obtener gracias a la paralelización, dado un conjunto de datos de tamaño fijo, ofreciendo así una visión pesimista del procesamiento paralelo. Por el contrario la ley de Gustafson ofrece un nuevo punto de vista y así una visión positiva de las ventajas del procesamiento paralelo. John L. Gustafson enunció por primera vez la ley que lleva su nombre en 1988.
La ley de Gustafson aborda las limitaciones de la Ley de Amdahl, la cual no escala la disponibilidad del poder de cómputo a medida que el número de máquinas aumenta. La ley de Gustafson propone que los programadores establezcan el tamaño de los problemas para utilizar el equipamiento disponible en su solución en un tiempo práctico. Por consiguiente, si existe equipamiento más rápido disponible, mayores problemas se pondrán resolver en el mismo tiempo.
La Ley de Amdahl se basa en una carga de trabajo o tamaño de entrada prefijados. Esto implica que la parte secuencial de un programa no cambia con respecto al número de procesadores de la máquina, sin embargo, la parte paralelizable es uniformemente distribuida en el número de procesadores. El impacto de la ley de Gustafson fue el cambio de dirección de los objetivos de investigación hacia la selección o reformulación de problemas a fin de que fuera posible la solución de mayores problemas en el mismo intervalo de tiempo. En particular la ley redefine la eficiencia como una necesidad para minimizar la parte secuencial de un programa, incluso si esto incrementa la cantidad total de cálculos
Referencias
http://www.infor.uva.es/~bastida/Arquitecturas%20Avanzadas/General.pdf
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Gustafson
http://mixteco.utm.mx/~merg/AC/2009/2.7-principios_cuantitativos.h ml
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