محاسبات توزیع شده چیست؟
محاسبات توزیع شده Distributed Computing چیست؟
در حوزه علوم کامپیوتر، مفهوم محاسبات توزیع شده به مجموعهای از کامپیوترها گفته میشود که در شبکهای با هم ارتباط دارند و برای اجرای یک برنامه یا حل یک مسئله، به صورت هماهنگ با یکدیگر کار میکنند. در Distributed Computing، هر کامپیوتر میتواند یک قسمتی از اجرای برنامه را بر عهده داشته باشد و در نهایت نتیجه کلی برنامه با ترکیب نتایج هر کامپیوتر به دست میآید.
محاسبات توزیع شده برای حل مسائل پیچیده و مسائلی که نیاز به پردازش بالا دارند، استفاده میشود. این روش به جای استفاده از یک کامپیوتر بزرگ و قدرتمند، از چندین کامپیوتر کوچکتر با قدرت پردازشی متفاوت استفاده میکند که در نتیجه، سرعت اجرای برنامه و حل مسئله به شدت افزایش مییابد.
محاسبات توزیع شده به دلیل وجود چندین کامپیوتر که همگی در حال اجرای برنامه هستند، مزایایی دارد که عبارتند از:
- افزایش سرعت پردازش: با استفاده از چندین کامپیوتر بجای یک کامپیوتر بزرگ، سرعت پردازش کلی برنامه افزایش مییابد.
- افزایش قابلیت اطمینان: در محاسبات توزیع شده، اگر یکی از کامپیوترها خراب شود یا مشکل داشته باشد، کامپیوترهای دیگر میتوانند به جای آن کار کنند و از پایداری و قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار باشند.
- صرفهجویی در هزینه: به جای خرید یک کامپیوتر بزرگ، میتوان از چندین کامپیوتر کوچکتر استفاده کرد که هزینه آن کمتر از یک کامپیوتر بزرگ باشد.
- قابلیت مقیاسپذیری: در صورت نیاز به پردازش بیشتر، میتوان به راحتی کامپیوترهای جدید به شبکه اضافه کرد و این به سادگی در توسعه برنامهها کمک میکند.
- انعطافپذیری بالا: در محاسبات توزیع شده، میتوان برای چندین کاربرد از چندین برنامه استفاده کرد و نیاز به ساختارهای پیچیدهای ندارد. همچنین، میتوان از قابلیت انعطافپذیری بالای آن برای پشتیبانی از برنامههای جدید استفاده کرد.
- قابلیت توسعه: با توجه به اینکه در محاسبات توزیع شده از کامپیوترهای کوچکتر استفاده میشود، میتوان به راحتی به فرآیند توسعه برنامه کمک کرد و به سرعت تغییرات را در برنامهها اعمال کرد.
- محافظت از اطلاعات: در Distributed Computing، اطلاعات در سراسر شبکه توزیع میشوند و هرگونه دسترسی نامناسب به دادهها قابل تشخیص است.
شبکههای محاسبات توزیع شده ، یک سیستم محاسباتی پویا و قابل توسعه هستند که به طور معمول از چندین رایانه و دستگاه دیگر تشکیل شدهاند. این شبکهها میتوانند به عنوان یک منبع مشترک برای محاسبات سنگین علمی، پردازش تصاویر و صوت، حل مسائل کاربردی و غیره استفاده شوند.
مزیتهای استفاده از شبکههای محاسبات توزیع شده در مقایسه با سیستمهای محاسباتی مرکزی شامل این است که قابلیت مقیاسپذیری بالا، افزایش کارایی، کاهش زمان پاسخدهی و هزینههای محاسباتی و سرور را فراهم میکنند. همچنین، با استفاده از شبکههای محاسباتی توزیع شده، اطمینان از ایمنی دادهها و حفظ آنها نیز بالاتر میرود.
انواع محاسبات توزیع شده شامل:
- پردازش تصاویر و ویدئوها: در این نوع محاسبات، تصاویر و ویدئوها به چند قسمت تقسیم شده و هر قسمت به یک سرور مختلف فرستاده میشود. سپس هر سرور به صورت مستقل قسمت خود را پردازش کرده و نتایج را به سرور اصلی ارسال میکند.
- محاسبات علمی: در برخی موارد، محاسبات علمی مانند شبیهسازیهای بزرگ، نیاز به قدرت پردازش بالا دارند. در این نوع محاسبات، وظایف مختلف به چندین سرور تقسیم شده و نتایج همگامسازی شده و با هم ادغام میشوند.
- محاسبات فضایی: در این نوع محاسبات، اطلاعات جغرافیایی از چند منبع مختلف جمعآوری شده و به صورت توزیع شده پردازش میشود.
برای انجام محاسبات توزیع شده ، یک سری فعالیت لازم است:
- تقسیم وظایف: وظایف محاسباتی بزرگ به چندین بخش تقسیم میشوند. هر بخش به یک دستگاه تخصیص داده میشود که قابلیت پردازش بالایی داشته باشد.
- پردازش محاسبات: هر دستگاه مسئول پردازش بخشی از وظیفه است. هر دستگاه باید بتواند وظیفه خود را به صورت مستقل و با کیفیت پردازش کند.
- جمع آوری نتایج: هر دستگاه پس از پردازش بخشی از وظیفه، نتایج خود را به صورت مستقل ذخیره میکند.
- همگامسازی نتایج: با استفاده از الگوریتمهای همگامسازی، نتایج به صورت مستقل در هر دستگاه با هم ادغام میشوند.
- تحویل نهایی نتایج: پس از ادغام نتایج در همه دستگاهها، نتایج نهایی به سرور اصلی تحویل داده میشود.
دیدگاهتان را بنویسید