Aktivität 8 – Sortiernetzwerk

Schneller fertig sein –Sortiernetzwerk

Obwohl Computer schnell sind, gibt es Grenzen, wie schnell sie Probleme lösen können. Eine Möglichkeit, Dinge zu beschleunigen, ist mehrere Computer zu verwenden um verschiedene Teile eines Problems zu lösen. In dieser Aktivität verwenden wir Sortiernetzwerke, die mehrere Sortiervergleiche gleichzeitig ausführen.

Worum geht es in dieser Aktivität?

Da wir Computer immer häufiger verwenden, möchten wir, dass sie Informationen so schnell wie möglich verarbeiten.

Eine Möglichkeit Computer zu beschleunigen ist es, Programme zu schreiben, die weniger Rechenschritte ausführen (das wurde in den Aktivitäten Suchalgorithmen und Sortieralgorithmen gezeigt).

Eine andere Möglichkeit, Probleme schneller zu lösen, ist es mehrere Computer zu verwenden, die verschiedene Teile derselben Aufgabe gleichzeitig bearbeiten. Zum Beispiel das Sechs-Zahlen-Sortiernetzwerk: Obwohl insgesamt 12 Vergleiche zur Sortierung notwendig sind, können bis zu drei davon gleichzeitig ausgeführt werden. Das bedeutet, dass insgesamt nur die Zeit für fünf Vergleichsschritte benötigt wird. Dieses Parallelnetzwerk sortiert die Liste mehr als doppelt so schnell wie ein System, das pro Schritt nur einen Vergleich durchführen kann.

Nicht alle Aufgaben können durch Parallelverarbeitung schneller erledigt werden. Als Analogie dazu stellen Sie sich vor, eine Person gräbt einen zehn Meter langen Graben. Wenn zehn Personen jeweils einen Meter des Grabens ausgraben würden, könnte die Aufgabe viel schneller erledigt werden. Jedoch könnte die gleiche Strategie nicht auf einen Graben angewendet werden, der zehn Meter tief sein soll - der zweite Meter ist nicht zugänglich, bis der erste Meter ausgegraben worden ist. ComputerwissenschaftlerInnen sind ständig dabei, die besten Wege zu suchen, um solche Probleme durch Computer mithilfe von Parallelverarbeitung zu lösen.

Materialien

Übung: Sortiernetzwerke

Vor der Aktivität: Benutze die Kreide und male dieses Netzwerk auf den Boden.

 

 

Falls ein Team einen Fehler macht, beginnt das Team nochmals von vorn. Prüft, ob ihr die Ausführung der Regel in den Kreisen verstanden habt und bei kleineren Zahlen den linken Weg, sowie bei größeren Zahlen den rechten Weg genommen habt. Hier ein Beispiel:

 

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