Paralleelsed operatsioonisüsteemid on teatud tüüpi arvutitöötlusplatvorm, mis jagab suured ülesanded väiksemateks tükkideks, mida tehakse korraga erinevates kohtades ja erinevate mehhanismidega. Neid nimetatakse mõnikord ka “mitmetuumalisteks” protsessoriteks. Seda tüüpi süsteem on tavaliselt väga tõhus väga suurte failide ja keeruliste numbrikoodide käsitlemisel. Seda on kõige sagedamini näha uurimisseadetes, kus keskserverisüsteemid tegelevad korraga paljude erinevate töödega, kuid võib olla kasulik igal ajal, kui mitu arvutit teevad sarnaseid töid ja loovad samaaegselt ühenduse jagatud infrastruktuuridega. Nende seadistamine võib alguses olla keeruline ja vajada pisut asjatundlikkust, kuid enamik tehnoloogiaeksperte nõustub, et pikemas perspektiivis on need palju kulutasuvamad ja tõhusamad kui nende ühe arvutiga analoogid.
Paralleelarvutamise alused
Paralleelne operatsioonisüsteem jagab arvutuste komplektid väiksemateks osadeks ja jagab need võrgus olevate masinate vahel. Protsessori tuumade ja mälumassiivide vahelise suhtluse hõlbustamiseks peab marsruutimistarkvara kas jagama oma mälu, määrates kõigile võrguga ühendatud arvutitele sama aadressiruumi, või jaotama oma mälu, määrates igale töötlemistuumale erineva aadressiruumi. Mälu jagamine võimaldab operatsioonisüsteemil väga kiiresti töötada, kuid tavaliselt pole see nii võimas. Hajutatud ühismälu kasutamisel on protsessoritel juurdepääs nii oma kohalikule mälule kui ka teiste protsessorite mälule; see jaotus võib operatsioonisüsteemi aeglustada, kuid sageli on see paindlikum ja tõhusam.
Tarkvara arhitektuur on tavaliselt üles ehitatud UNIX-põhise platvormi ümber, mis võimaldab koordineerida jaotatud koormusi mitme võrgu arvuti vahel. Paralleelsüsteemid saavad kasutada tarkvara, et hallata kõiki paralleelselt töötavate arvutite erinevaid ressursse, nagu mälu, vahemälud, salvestusruum ja töötlemisvõimsus. Need süsteemid võimaldavad kasutajal ka otse liidestada kõigi võrgus olevate arvutitega.
Päritolu ja esimesed kasutusalad
1967. aastal mõtles IBM-is töötav Ameerika arvutiteadlane Gene Amdahl idee kasutada tarkvara paralleelarvutuse koordineerimiseks. Ta avaldas oma leiud Amdahli seaduse nimelises dokumendis, milles kirjeldati teoreetiliselt töötlusvõimsuse suurenemist, mida võiks oodata paralleelse operatsioonisüsteemiga võrgu käitamisel. Tema uurimistöö viis pakettkommutatsiooni väljatöötamiseni ja seeläbi kaasaegse paralleelse operatsioonisüsteemini. Seda pakettkommutatsiooni arengut peetakse laialdaselt läbimurdeks, millest hiljem sai alguse Arpaneti projekt, mis vastutab Interneti, maailma suurima paralleelse arvutivõrgu põhialuse eest.
Kaasaegsed rakendused
Enamik teadusvaldkondi kasutab seda tüüpi operatsioonisüsteeme, sealhulgas biotehnoloogia, kosmoloogia, teoreetiline füüsika, astrofüüsika ja arvutiteadus. Nende süsteemide keerukus ja suutlikkus võivad samuti aidata suurendada tõhusust sellistes tööstusharudes nagu nõustamine, rahandus, kaitse, telekommunikatsioon ja ilmaennustamine. Tegelikult on paralleelarvutus muutunud nii jõuliseks, et paljud juhtivad kosmoloogid on seda kasutanud universumi päritolu küsimustele vastamiseks. Teadlased suutsid korraga simuleerida suuri ruumiosasid. Teadlastel kulus vaid üks kuu, et koostada Linnutee moodustumise simulatsioon, kasutades seda tüüpi operatsioonisüsteemi, mida varem peeti võimatuks selle keerukuse ja tülika tõttu.
Kulude kaalutlused
Teadlased, uurijad ja tööstuse juhid otsustavad sageli kasutada seda tüüpi operatsioonisüsteeme peamiselt nende tõhususe tõttu, kuid tavaliselt on tegur ka kuluga. Üldiselt kulub paralleelse arvutivõrgu kokkupanemine palju vähem kui teadustöö jaoks superarvuti arendamine ja ehitamine – või investeerida arvukatesse väiksematesse arvutitesse ja jagada tööd. Paralleelsüsteemid on ka täielikult modulaarsed, mis võimaldab enamikul juhtudel odavalt remontida ja uuendada.