تدفق البيانات الموزع

📅 آخر تحديث: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
توضيح للمفاهيم الأساسية التي ينطوي عليها تعريف تدفق البيانات الموزعة.

يشير تدفق البيانات الموزع (ويختصر أيضًا باسم التدفق الموزع ) إلى مجموعة من الأحداث في تطبيق أو بروتوكول موزع .

تؤدي تدفقات البيانات الموزعة وظيفة مشابهة للمتغيرات أو معلمات الدوال في لغات البرمجة مثل جافا ، حيث يمكنها تمثيل الحالة المخزنة أو المنقولة عبر طبقة من البرمجيات. وعلى عكس المتغيرات أو المعلمات، التي تمثل وحدة حالة موجودة في موقع واحد، فإن التدفقات الموزعة ديناميكية وموزعة: إذ تظهر في مواقع متعددة داخل الشبكة في الوقت نفسه. ولذلك، تُعد التدفقات الموزعة طريقة أكثر طبيعية لنمذجة دلالات وآليات عمل بعض فئات الأنظمة الموزعة. وعلى وجه الخصوص، استُخدم تجريد تدفق البيانات الموزعة كوسيلة ملائمة للتعبير عن العلاقات المنطقية عالية المستوى بين أجزاء البروتوكولات الموزعة. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

الخصائص غير الرسمية

يلبي تدفق البيانات الموزع الخصائص غير الرسمية التالية.

  • غير متزامن ، وغير حظري ، وأحادي الاتجاه . يُمثل كل حدث حالةً واحدةً من استدعاء دالة غير حظرية ، أحادية الاتجاه، وغير متزامنة ، أو أي شكل آخر من أشكال تمرير الرسائل الصريح أو الضمني بين طبقتين أو مكونين برمجيين. على سبيل المثال، قد يُمثل كل حدث طلبًا واحدًا لبث حزمة بيانات متعددة ، صادرًا من طبقة التطبيق إلى بروتوكول البث المتعدد الأساسي . يُعد شرط أن تكون الأحداث أحادية الاتجاه وغير متزامنة أمرًا بالغ الأهمية. عادةً ما يتم تمثيل استدعاءات الدوال التي قد تُعيد نتائج بتدفقين منفصلين: تدفق يُمثل الطلبات، وتدفق آخر يُمثل الاستجابات. [ 4 ] [ 5 ]
  • متجانسة ، أحادية الاتجاه ، وموحدة . تخدم جميع الأحداث في التدفق الموزع نفس الغرض الوظيفي والمنطقي، وترتبط ببعضها البعض؛ وعمومًا، نشترط أن تمثل استدعاءات دوال أو تبادل رسائل بين مثيلات من نفس الطبقات الوظيفية ، أو مثيلات من نفس المكونات ، ولكن ربما على عقد مختلفة داخل شبكة حاسوب . علاوة على ذلك، يجب أن تتدفق جميع الأحداث في نفس الاتجاه (أي أن نوعًا واحدًا من الطبقة أو المكون يُنتج الأحداث دائمًا، والآخر يستهلكها دائمًا)، وأن تحمل نفس نوع الحمولة . على سبيل المثال، تُعد مجموعة الأحداث التي تتضمن جميع طلبات البث المتعدد الصادرة من نفس طبقة التطبيق إلى نفس بروتوكول البث المتعدد تدفقًا موزعًا. من ناحية أخرى، لا تُعتبر مجموعة الأحداث التي تتضمن طلبات البث المتعدد الصادرة من تطبيقات مختلفة إلى بروتوكولات بث متعدد مختلفة تدفقًا موزعًا، وكذلك لا تُعتبر مجموعة الأحداث التي تمثل طلبات البث المتعدد بالإضافة إلى الإشعارات والتأكيدات وإشعارات الأخطاء كذلك. [ 4 ] [ 6 ]
  • متزامن ، ومستمر ، وموزع . يشمل التدفق عادةً جميع الأحداث التي تتدفق بين طبقتي البرمجيات، في وقت واحد وفي مواقع مختلفة، وعلى مدى فترة زمنية محدودة أو غير محدودة. وبالتالي، بشكل عام، تتوزع الأحداث في التدفق الموزع مكانيًا (تحدث في عقد مختلفة) وزمنيًا (تحدث في أوقات مختلفة). على سبيل المثال، يشمل تدفق طلبات البث المتعدد جميع هذه الطلبات التي تقدمها نسخ التطبيق المعني على عقد مختلفة؛ وعادةً ما يشمل هذا التدفق الأحداث التي تحدث على جميع العقد المشاركة في بروتوكول البث المتعدد المحدد. أما التدفق الذي تحدث فيه جميع الأحداث في نفس العقدة فيُعتبر تدفقًا منحطًا. [ 3 ] [ 5 ]

التمثيل الرسمي

بصورة رسمية، نمثل كل حدث في تدفق موزع على شكل رباعية (x,t,k,v)، حيث يمثل x الموقع (مثل عنوان الشبكة لعقدة مادية) الذي يقع فيه الحدث، و t هو وقت وقوعه، و k هو رقم الإصدار أو رقم التسلسل الذي يُحدد الحدث، و v هي قيمة تمثل حمولة الحدث (مثل جميع الوسائط المُمررة في استدعاء دالة). [ 1 ] [ 5 ] كل تدفق موزع هو مجموعة (قد تكون لانهائية) من هذه الرباعيات التي تُحقق الخصائص الرسمية الثلاث التالية.

  • لأي لحظة زمنية محددة t ، لا يمكن أن يكون هناك سوى عدد محدود من الأحداث في التدفق التي تحدث عند تلك اللحظة أو قبلها. وهذا يعني أنه في أي تدفق، يمكن دائمًا تحديد اللحظة الزمنية التي نشأ عندها التدفق. قد يكون التدفق نفسه لانهائيًا؛ وفي هذه الحالة، عند أي لحظة زمنية، سيظهر حدث جديد في التدفق.
  • بالنسبة لأي زوج من الأحداث e_1 و e_2 التي تحدث في نفس الموقع، إذا حدث e_1 في وقت سابق من e_2، فإن رقم الإصدار في e_1 يجب أن يكون أصغر من رقم الإصدار في e_2.
  • بالنسبة لأي زوج من الأحداث e_1 و e_2 التي تحدث في نفس الموقع، إذا كان للحدثين نفس أرقام الإصدار، فيجب أن يكون لهما نفس القيم أيضًا.

بالإضافة إلى ما سبق، يمكن أن يكون للتدفقات عدد من الخصائص الإضافية.

  • الاتساق . يُقال إن التدفق الموزع متسق إذا كانت الأحداث التي تحمل نفس الإصدار لها نفس القيمة دائمًا، حتى لو حدثت في مواقع مختلفة. تمثل التدفقات المتسقة عادةً أنواعًا مختلفة من القرارات العالمية التي يتخذها البروتوكول أو التطبيق.
  • الرتابة . يُقال إن التدفق الموزع رتيب بشكل ضعيف إذا كان لأي زوج من الأحداث e_1 و e_2 يقعان في نفس الموقع، إذا كان لـ e_1 نسخة أصغر من e_2، فإن e_1 يجب أن يحمل قيمة أصغر من e_2. ويُقال إن التدفق الموزع رتيب بشكل قوي (أو ببساطة رتيب ) إذا كان هذا صحيحًا حتى بالنسبة لأزواج الأحداث e_1 و e_2 التي تقع في مواقع مختلفة. التدفقات الرتيبة بشكل قوي متسقة دائمًا، وعادةً ما تُمثل أنواعًا مختلفة من القرارات غير القابلة للعكس. أما التدفقات الرتيبة بشكل ضعيف فقد تكون متسقة أو غير متسقة. [ 3 ] [ 4 ]

مراجع

  1. 1 2 أوستروفسكي، ك.، بيرمان، ك.، دوليف، د.، وساكودا، س. (2009). "تنفيذ تدفقات أحداث موثوقة في الأنظمة الكبيرة عبر تدفقات البيانات الموزعة والتفويض المتكرر"، المؤتمر الدولي الثالث لجمعية ACM حول الأنظمة الموزعة القائمة على الأحداث (DEBS 2009) ، ناشفيل، تينيسي، الولايات المتحدة الأمريكية، 6-9 يوليو 2009، https://www.cs.cornell.edu/~krzys/krzys_debs2009.pdf مؤرشف في 6 يونيو 2011 على موقع Wayback Machine
  2. ↑ أوستروفسكي، ك.، بيرمان، ك.، ودوليف، د. (2009). "لغة تدفق البيانات الموزعة لبروتوكولات متعددة الأطراف"، ورشة عمل ACM SIGOPS الخامسة حول لغات البرمجة وأنظمة التشغيل (PLOS 2009) ، بيغ سكاي، مونتانا، الولايات المتحدة الأمريكية. 11 أكتوبر 2009، https://www.cs.cornell.edu/~krzys/krzys_plos2009.pdf مؤرشف في 6 يونيو 2011 على موقع Wayback Machine
  3. 1 2 3 أوستروفسكي، ك.، بيرمان، ك.، دوليف، د. (2009). "برمجة الكائنات الموزعة الحية باستخدام تدفقات البيانات الموزعة"، مُقدَّم إلى المؤتمر الدولي حول البرمجة الكائنية التوجه، والأنظمة، واللغات، والتطبيقات (OOPSLA 2009) ، https://www.cs.cornell.edu/~krzys/krzys_oopsla2009.pdf مؤرشف بتاريخ 16 أغسطس 2009 في أرشيف الإنترنت ( Wayback Machine ).
  4. 1 2 3 دي فرانشيسكو، ن.؛ بيريجو، ج؛ فاجليني، ج.؛ فانشي، م. (1980/12/01). "إطار عمل لمعالجة تدفق البيانات الموزعة" . كالكولو . 17 (4): 333-363 . دوى : 10.1007 / BF02578622 . ردمك 1126-5434 . 
  5. 1 2 3 ريف، جون هـ.؛ سمولكا، سكوت أ. (فبراير 1990). "تحليل تدفق البيانات للعمليات المتصلة الموزعة" (ملف PDF) . المجلة الدولية للبرمجة المتوازية . 19 (1): 1-30 . doi : 10.1007/BF01407862 .
  6. ↑ جاليزي، إدموند؛ زوندرفان، كوينتون (1992). "نظام الحوسبة الموزعة لتدفق البيانات" . وقائع المؤتمر الإقليمي السنوي الثلاثين لمنطقة جنوب شرق الولايات المتحدة - ACM-SE 30. مطبعة ACM. ص 421. doi : 10.1145/503720.503770 . ISBN  978-0-89791-506-9.