Scholar Hub/Chủ đề/#tính toán phân tán/
Tính toán phân tán là một công nghệ ngày càng phổ biến nhằm xử lý dữ liệu lớn và quản lý hệ thống phức tạp thông qua mô hình phân bổ thành phần trên nhiều máy tính. Điều này không chỉ tăng tốc độ xử lý song song mà còn cải thiện độ tin cậy và khả năng mở rộng. Nó được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu, xử lý dữ liệu lớn và điện toán đám mây. Tuy nhiên, các thách thức như đồng bộ hóa và bảo mật dữ liệu vẫn cần được giải quyết. Tính toán phân tán là một phần quan trọng trong phát triển công nghệ thông tin hiện đại.
Tính Toán Phân Tán: Khái Niệm và Lợi Ích
Tính toán phân tán là công nghệ ngày càng phổ biến trong thời đại kỹ thuật số, đặc biệt khi nhu cầu xử lý dữ liệu lớn và quản lý hệ thống phức tạp gia tăng. Tính toán phân tán không chỉ mang đến khả năng xử lý song song mà còn tăng cường độ tin cậy và khả năng mở rộng của hệ thống công nghệ thông tin.
Định Nghĩa Tính Toán Phân Tán
Tính toán phân tán là mô hình điện toán trong đó các thành phần của một hệ thống điện toán được phân bổ trên nhiều máy khác nhau. Các máy này giao tiếp và phối hợp hoạt động thông qua mạng để hoàn thành các nhiệm vụ xử lý dữ liệu. Tính toán phân tán giúp tăng tốc độ xử lý bằng cách chia nhỏ tài nguyên và nhiệm vụ để xử lý song song trên nhiều đơn vị.
Các Lợi Ích Chính của Tính Toán Phân Tán
- Xử Lý Song Song: Bằng cách phân tán công việc xử lý cho nhiều đơn vị tính toán, hệ thống có thể hoàn thành tác vụ nhanh hơn so với việc xử lý tuần tự.
- Khả Năng Mở Rộng: Tính toán phân tán cho phép dễ dàng mở rộng hệ thống chỉ bằng cách thêm các tài nguyên mới, chẳng hạn như máy tính hoặc máy chủ.
- Tăng Cường Độ Tin Cậy: Hệ thống phân tán có thể tăng cường độ tin cậy thông qua việc sao lưu và khôi phục dữ liệu trên nhiều máy tính, giảm thiểu rủi ro mất dữ liệu khi một phần hệ thống gặp sự cố.
- Tối Ưu Hóa Sử Dụng Tài Nguyên: Các hệ thống phân tán tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên bằng cách định tuyến công việc đến các máy tính dưới sử dụng hoặc không được sử dụng hết công suất.
Các Ứng Dụng Của Tính Toán Phân Tán
Tính toán phân tán có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, từ khoa học máy tính cơ bản đến các hệ thống dịch vụ công nghệ thông tin quy mô lớn. Một số ứng dụng phổ biến bao gồm:
- Hệ Thống Quản Lý Cơ Sở Dữ Liệu: Các cơ sở dữ liệu phân tán giúp chia sẻ và quản lý dữ liệu trên nhiều hệ thống một cách hiệu quả.
- Xử Lý Dữ Liệu Lớn: Hệ thống phân tán cho phép xử lý một lượng dữ liệu lớn trong thời gian ngắn nhờ áp dụng các thuật toán xử lý song song.
- Điện Toán Đám Mây: Cơ sở hạ tầng đám mây hoạt động dựa trên mô hình tính toán phân tán để cung cấp dịch vụ linh hoạt và an toàn cho người dùng.
Thách Thức Của Tính Toán Phân Tán
Mặc dù có nhiều lợi ích, tính toán phân tán cũng đối mặt với một số thách thức. Đầu tiên là vấn đề đồng bộ hóa giữa các máy tính trong hệ thống, đảm bảo tất cả hoạt động kết hợp hiệu quả. Bên cạnh đó, bảo mật và quyền riêng tư dữ liệu cũng là những mối quan tâm lớn khi dữ liệu được phân phối qua mạng.
Kết Luận
Tính toán phân tán là một trong những công nghệ quan trọng thúc đẩy sự phát triển của lĩnh vực công nghệ thông tin hiện đại. Với khả năng xử lý song song, mở rộng và tối ưu hóa tài nguyên, các hệ thống phân tán không ngừng được nâng cấp để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thế giới số hóa. Dù đối mặt với nhiều thách thức, tiềm năng của tính toán phân tán trong việc giải quyết các vấn đề phức tạp là không thể phủ nhận.
ClustalW-MPI: Phân tích ClustalW sử dụng tính toán phân tán và song song Dịch bởi AI Bioinformatics - Tập 19 Số 12 - Trang 1585-1586 - 2003
Tóm tắt Tóm lược: ClustalW là một công cụ để căn chỉnh nhiều chuỗi protein hoặc nucleotide. Việc căn chỉnh này được thực hiện thông qua ba bước: căn chỉnh từng cặp, tạo cây hướng dẫn và căn chỉnh tiến dần. ClustalW-MPI là một triển khai phân tán và song song của ClustalW. Cả ba bước đều đã được thực hiện song song để giảm thời gian thực hiện. Phần mềm sử dụng một thư viện truyền thông điệp gọi là MPI (Giao diện Truyền thông Điệp) và chạy trên các cụm máy trạm phân tán cũng như trên các máy tính song song truyền thống.
Khả dụng: Mã nguồn được viết bằng ISO C và có tại http://www.bii.a-star.edu.sg/software/clustalw-mpi/. Một triển khai mã nguồn mở của MPI có tại http://www-unix.mcs.anl.gov/mpi/.
Liên hệ: [email protected]
#ClustalW #căn chỉnh chuỗi #tính toán phân tán #tính toán song song #MPI #protein #nucleotide
Tính toán phân tán hiệu năng cao Peer-to-Peer với ứng dụng cho bài toán chướng ngại vật Dịch bởi AI 2010 IEEE International Symposium on Parallel & Distributed Processing, Workshops and Phd Forum (IPDPSW) - - Trang 1-8 - 2010
Bài báo này đề cập đến các ứng dụng tính toán Peer-to-Peer hiệu năng cao. Chúng tôi tập trung vào việc giải quyết các vấn đề mô phỏng số quy mô lớn thông qua các phương pháp lặp phân tán. Chúng tôi trình bày phiên bản hiện tại của một môi trường cho phép giao tiếp trực tiếp giữa các nút ngang hàng. Môi trường này dựa trên giao thức giao tiếp tự thích ứng. Giao thức này tự động và động điều chỉnh cấu hình theo yêu cầu ứng dụng như là sơ đồ tính toán và các yếu tố ngữ cảnh như là cấu trúc liên kết bằng cách lựa chọn chế độ giao tiếp thích hợp nhất giữa các nút ngang hàng. Một loạt các thí nghiệm tính toán đầu tiên được trình bày và phân tích cho bài toán chướng ngại vật.
#tính toán ngang hàng #công nghệ tính toán hiệu năng cao #tính toán phân tán #mô hình song song tác vụ #giao thức liên lạc tự thích ứng #mô phỏng số #bài toán chướng ngại vật
Triển khai Bền bỉ của Các Thuật Toán Lặp Phân Tán Peer-to-Peer Dịch bởi AI Harry N. Abrams - - 2012
Các vấn đề liên quan đến khả năng chịu lỗi trong việc triển khai các thuật toán lặp phân tán thông qua môi trường tính toán phân tán peer-to-peer P2PDC được xem xét. P2PDC là một môi trường phi tập trung dành riêng cho các ứng dụng song song nhiệm vụ. Nó đã được thiết kế đặc biệt cho giải quyết các bài toán mô phỏng số quy mô lớn thông qua các thuật toán lặp phân tán. Môi trường này cho phép giao tiếp thường xuyên và trực tiếp giữa các peer, tức là các máy tính. P2PDC dựa trên P2PSAP, một giao thức giao tiếp tự thích nghi. Chúng tôi trình bày những chức năng mới của P2PDC nhằm làm cho môi trường của chúng tôi trở nên bền bỉ hơn. Một cơ chế chịu lỗi thích nghi đảm bảo độ bền vững của việc tính toán để đối phó với các lỗi của peer. Chúng tôi cũng xem xét khả năng chịu lỗi từ quan điểm thuật toán: chúng tôi tập trung đặc biệt vào các thuật toán lặp phân tán không đồng bộ có thể chịu đựng một số mất mát tin nhắn. Một loạt các kết quả tính toán được trình bày và phân tích cho một bài toán mô phỏng số.
#tính toán phân tán #tính toán peer to peer #khả năng chịu lỗi #mô hình song song nhiệm vụ #mô phỏng số
Giải Pháp Hiệu Quả cho Phân Loại Naïve Bayes Duy Trì Tính Riêng Tư Trong Mô Hình Dữ Liệu Phân Tán Hoàn Toàn Dịch bởi AI Hội thảo nghiên cứu ứng dụng Mật mã và An toàn thông tin - Tập 1 Số 15 - Trang 56-61 - 2022
Tóm tắt—Gần đây, việc bảo vệ tính riêng tư đã trở thành một trong những vấn đề quan trọng nhất trong khai phá dữ liệu và học máy. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một bộ phân loại Naïve Bayes duy trì tính riêng tư mới cho kịch bản dữ liệu phân tán hoàn toàn, nơi mỗi bản ghi chỉ được giữ bởi một chủ sở hữu duy nhất. Giải pháp mà chúng tôi đề xuất dựa trên một giao thức tính toán bảo mật đa bên, vì vậy nó có khả năng bảo vệ an toàn tính riêng tư của từng chủ sở hữu dữ liệu, cũng như đảm bảo chính xác mô hình phân loại. Hơn nữa, kết quả thí nghiệm của chúng tôi cho thấy giải pháp mới đủ hiệu quả cho các ứng dụng thực tiễn.
#khai phá dữ liệu và học máy đảm bảo tính riêng tư; tính toán bảo mật nhiều thành viên; phân lớp Naïve Bayes; mã hóa đồng cấu; tính riêng tư của dữ liệu
Một phương pháp định tuyến QoS phân tán dựa trên thuật toán kiến cho mạng vệ tinh LEO Dịch bởi AI Journal of Electronics (China) - Tập 24 - Trang 765-771 - 2007
Các vệ tinh Tầng Trái Đất Thấp (LEO) cung cấp độ trễ vòng đi vòng lại ngắn và ngày càng trở nên quan trọng. Một trong những thách thức trong mạng vệ tinh LEO là phát triển các thuật toán định tuyến chuyên biệt và hiệu quả. Để đáp ứng các yêu cầu QoS của các ứng dụng đa phương tiện, các giao thức định tuyến vệ tinh cần xem xét các chuyển giao và giảm thiểu ảnh hưởng của chúng đến các kết nối đang hoạt động. Một phương thức định tuyến QoS phân tán dựa trên thuật toán kiến được đề xuất nhằm thoả mãn giới hạn độ trễ và tránh tắc nghẽn liên kết. Kết quả mô phỏng cho thấy xác suất chặn cuộc gọi của thuật toán này thấp hơn so với Thuật toán Đường Ngắn Nhất (SPF) với các giới hạn độ trễ khác nhau.
#Vệ tinh LEO #định tuyến QoS #thuật toán kiến #mạng vệ tinh #điều kiện chất lượng dịch vụ (QoS)
Nghiên cứu số cho dòng xoáy nhớt qua các bộ khuếch tán hình ống đệm Dịch bởi AI Journal of Engineering Mathematics - Tập 8 - Trang 181-192 - 1974
Một phương pháp tính toán sai phân hữu hạn cho dòng chảy nhớt không nén qua các bộ khuếch tán hình ống đệm được trình bày. Các phép tính (dựa trên phương trình Navier-Stokes trạng thái ổn định bao gồm các thành phần phi tuyến) được thực hiện để xác định các phân bố của hàm lưu, độ vorticity và tốc độ xoáy. Một mô tả được đưa ra về một phương pháp mới để xác định phân bố đầu động và áp suất tĩnh. Bên cạnh đó, việc đánh giá các tham số hiệu suất khác nhau cũng được xem xét. Các khó khăn trong tính toán và khả năng của chương trình máy tính được phát triển để giải quyết vấn đề này cũng được thảo luận.
#dòng chảy nhớt #bộ khuếch tán hình ống đệm #phương trình Navier-Stokes #đầu động #áp suất tĩnh #tính toán sai phân hữu hạn
Phân tích dữ liệu tán xạ electron cho một số tọa độ đối xứng trong trường hợp phân tử 1,3,5-trinitrobenzene Dịch bởi AI Pleiades Publishing Ltd - Tập 89 - Trang 1033-1040 - 2015
Bài báo này đưa ra một mô tả ngắn gọn về giải pháp cho vấn đề phân tích tán xạ electron bằng cách sử dụng quy trình tiềm năng cho các phân tử không cứng với các chuyển động biên độ lớn dọc theo một số tọa độ nội bộ đối xứng. Hiệu quả của phương pháp được chứng minh qua việc xác định hình học cân bằng của phân tử 1,3,5-trinitrobenzene với ba tọa độ quay nội bộ tương đương của các nhóm NO2. Các kết quả từ thí nghiệm tán xạ electron và tính toán hóa học lượng tử ở cấp MP2(full)/cc-pVTZ được xem xét cùng với quang phổ dao động của 1,3,5-trinitrobenzene, và một dạng hình học cân bằng phẳng có đối xứng D3h cho phân tử đã được xác định một cách đáng tin cậy lần đầu tiên. Các thông số hình học của phân tử đã được xác định (r_e, độ dài liên kết được ghi trong Å, các góc trong độ): CC 1.387(2), CN 1.474(4), NO 1.220(1), CH 1.072(31), ONO 125.8(2), CC(H)C 116.6(3), HCC* 121.7(1), CC(N)C* 123.4(3), NCC* 118.3(1), và CNO* 117.1(1); dấu sao chỉ các tham số phụ thuộc.
#tán xạ electron #phân tử 1 #3 #5-trinitrobenzene #chuyển động biên độ lớn #tọa độ đối xứng #tính toán hóa học lượng tử.
LRBFT: Cải tiến giao thức đồng thuận Byzantine fault tolerance thực tế cho các blockchain dựa trên nội suy Lagrange Dịch bởi AI Peer-to-Peer Networking and Applications - Tập 16 - Trang 690-708 - 2023
Công nghệ blockchain đã thu hút được sự quan tâm lớn từ xã hội và học thuật kể từ khi Bitcoin ra đời. Tính phi tập trung và khả năng không bị can thiệp của nó có thể áp dụng trong nhiều tình huống rộng hơn, chẳng hạn như Internet of Things, thành phố thông minh và điện toán đám mây. Trong số các thành phần cốt lõi khác nhau, giao thức đồng thuận là trung tâm duy trì hiệu suất, sự ổn định và an ninh của các mạng blockchain. Tuy nhiên, với sự gia tăng của các nút mạng và sự cải thiện của độ phức tạp mạng, những thuộc tính này rất khó đáp ứng đồng thời. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một sự tiến bộ của thuật toán đồng thuận Byzantine thực tế (LRBFT). Thuật toán này sử dụng nội suy Lagrange mà tất cả các bản sao có thể tham gia để tạo ra các hạt giống ngẫu nhiên, sử dụng các hạt giống này để tối ưu hóa quy trình bầu cử tập hợp chính, cải thiện hiệu quả đồng thuận thông qua các nút ủy quyền, và ngăn chặn các hành vi xấu của tập hợp chính thông qua cơ chế giám sát. Việc tạo ra các hạt giống ngẫu nhiên có các đặc điểm của sự tham gia đầy đủ, không thể đoán trước và có thể xác minh. Quy trình bầu cử của tập hợp chính có tính ngẫu nhiên, phân phối đồng đều và được giám sát. Hơn nữa, chúng tôi đã chứng minh tính khả thi của thuật toán đề xuất thông qua phân tích lý thuyết và đánh giá thực nghiệm. Phân tích thực nghiệm cho thấy khi có 70 nút trong giao thức đồng thuận (PBFT) và nếu LRBFT chỉ chọn 7 nút làm nút ủy quyền, thời gian LRBFT đạt được 100 đồng thuận chỉ chiếm 0,83% thời gian của PBFT.
#công nghệ blockchain #giao thức đồng thuận #nội suy Lagrange #tính toán phân tán #đồng thuận Byzantine
Khuếch tán điện từ từ sóng vỡ lớn ổn định Dịch bởi AI Experiments in Fluids - Tập 30 - Trang 479-487 - 2001
Một tấm thủy lực chìm đã tạo ra những cơn sóng vỡ lớn ổn định với chiều cao 0,3 m và 0,4 m trong một kênh nước tuần hoàn. Chúng tôi đã đo tỷ lệ nước trong các cơn sóng vỡ bằng cách sử dụng các cảm biến độ dẫn điện. Chúng tôi quan sát diện tích mặt cắt radar của các cơn sóng vỡ ở băng X bằng cách sử dụng một radar công cụ tần số bước xung với độ phân giải không gian cao ở hướng hạ lưu. Diện tích mặt cắt radar chuẩn hóa tăng lên khi góc quan sát nâng cao cho cả sự phân cực thẳng đứng và nằm ngang. Sự biến thiên này nhất quán với một diễn giải đơn giản về sóng vỡ như là một bề mặt phân tán (Lambertian). Tuy nhiên, kích thước và hình dạng của các yếu tố chất lỏng trong các cơn sóng vỡ cho thấy rõ rằng việc xây dựng một lý thuyết về sự khuếch tán điện từ từ những nguyên lý cơ bản sẽ gặp nhiều thử thách. Chúng tôi cũng thu được phổ vận tốc của các đặc điểm khuếch tán trong các cơn sóng vỡ. Phổ này cho thấy rằng các yếu tố lỏng nhỏ di chuyển chậm hơn, thay vì các rối loạn lớn di chuyển nhanh hơn, chịu trách nhiệm cho phần lớn sự khuếch tán điện từ.
#khuếch tán điện từ #sóng vỡ #radar #tính toán #phân tích ứng dụng
Ngôn ngữ lập trình cho các ứng dụng phân tán Dịch bởi AI New Generation Computing - Tập 16 - Trang 223-261 - 1998
Đã có nhiều tiến bộ trong tính toán phân tán trong các lĩnh vực như cấu trúc phân tán, tính toán mở, khả năng chịu lỗi và bảo mật. Tuy nhiên, việc viết các ứng dụng phân tán vẫn gặp nhiều khó khăn vì lập trình viên phải quản lý các mô hình trong các lĩnh vực này một cách rõ ràng. Một thách thức lớn là tích hợp bốn mô hình này thành một nền tảng phát triển đồng bộ. Nền tảng này nên cho phép tách biệt rõ ràng chức năng của một ứng dụng khỏi bốn mối quan tâm còn lại. Lập trình ràng buộc đồng thời, một sự tiến hóa của lập trình logic đồng thời, có cả sự biểu đạt và nền tảng hình thức cần thiết để thử nghiệm tích hợp này. Như một bước đầu tiên, chúng tôi đã thiết kế và xây dựng một nền tảng tách chức năng của ứng dụng khỏi cấu trúc phân tán của nó. Chúng tôi đã xây dựng nguyên mẫu một số công cụ hợp tác với nền tảng này, bao gồm một trình biên tập đồ họa chia sẻ, mà thiết kế của nó được trình bày chi tiết. Nền tảng này thực hiện một cách hiệu quả Oz phân tán, mở rộng ngôn ngữ Oz với các cấu trúc để biểu diễn cấu trúc phân tán và với các nguyên tắc cơ bản cho tính toán mở, phát hiện và xử lý lỗi, và kiểm soát tài nguyên. Đối với lập trình viên, Oz xuất hiện như một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng đồng thời với đồng bộ hóa luồng dữ liệu. Oz dựa trên một mô hình tính toán ràng buộc đồng thời có nhận thức về trạng thái và bậc cao.
#phân tán #lập trình #ngôn ngữ ổn định #khả năng chịu lỗi #bảo mật #mô hình ràng buộc đồng thời #tính toán mở.