Ученый с кафедры компьютерных наук в Дартмутском колледже в США Сиддхартха Джаянти задал вопрос, как будут работать компьютерные сети на больших расстояниях в глубоком космосе.
Будут ли такие сети эффективными в случае установки на космических кораблях или спутниках? Как отмечает Джаянти, в основе распределенных вычислений ключевым остается эффективная коммуникация между различными компьютерами в одной сети, передающими данные друг другу. Для математической проверки работоспособности алгоритма распределенной сети специалисты обычно фактически останавливают ее работу в разные моменты времени, с целью исследовать ее состояние и поведение в тот или иной момент и понять, как она развивалась с течением времени.
«Но что, если теперь рассмотреть сценарий, в котором эти машины развернуты по всей Солнечной системе в космических кораблях, движущихся с высокой скоростью и испытывающих необычные гравитационные эффекты? А что, если разные машины находятся под воздействием разных гравитационных полей?», — спрашивает Джаянти.
Сейчас ученые уже задумываются над созданием идеи межпланетной сети интернет, которая бы эффективно и быстро передавала информацию в космосе. По словам Джаянти, отличие от работы такой сети на Земле будет заключаться в том, что на космическую сеть будут влиять эффекты Общей теории относительности, описанные Альбертом Эйнштейном. Эффекты, которые искажают наше восприятие пространства и времени, должны быть учтены специалистами, которые будут проектировать распределенные сети для работы в космосе.
В частности, в зависимости от положения Земли и Марса, свету может понадобиться от 3 до 22 минут, чтобы преодолеть расстояние между планетами. Поэтому работа распределенной космической сети будет асинхронной. Сообщения и события между удаленными друг от друга сетевыми компьютерами будет сложно координировать с различными временными измерениями, в которых они находятся.
Как отмечает Джаянти, для распределенных сетей очень важна «относительность одновременности» — то есть согласие двух наблюдателей за двумя событиями, происходящими в разных местах, в том, что они происходят одновременно. А это будет зависеть от того, насколько быстро каждый из них движется относительно места, где происходят события. Этот эффект становится заметным лишь тогда, когда анализируемые скорости составляют значительную часть от скорости света. Это означает, что наблюдатели и компьютеры на борту космических кораблей, летящих с разной скоростью, будут расходиться во мнениях относительно порядка событий.
«Согласно Эйнштейну, нет универсальной заморозки времени. Итак, когда наши методы рассуждений о распределенных системах зависят от остановки в разные моменты времени, как мы будем разрабатывать алгоритмы, которые ведут себя правильно, и как мы проверим, что они это делают?», — спрашивает Джаянти.
В недавнем научном материале, опубликованном в журнале Proceedings of the ACM, Сиддхартха Джаянти устанавливает связь между свойствами классического, релятивистского и вычислительного исполнения распределенных алгоритмов. В своей статье Джаянти рассматривает множество алгоритмов, которые, как было доказано, корректны в классических распределенных системах, и переносит их в сценарии, в которых наблюдатели наблюдают за их выполнением из разных систем отсчета, в то время как машины распределенной системы движутся с релятивистскими скоростями.
«Удивительный результат статьи заключается в том, что если алгоритм, который вы используете, классически верен, то каждый наблюдатель согласится, что он верен в релятивистских условиях. В то же время, наблюдатели могут не согласиться с тем, почему алгоритм верен», — подчеркивает ученый.
Свои аргументы Джаянти строит на причинности. Согласно этому принципу, причина должна предшествовать следствиям даже в условиях, в которых действуют принципы относительности. Центральная идея заключается в правильной формулировке понятия причинности в распределенных вычислениях, которое не зависит от физики, и в установлении связи между этим чисто математическим понятием и релятивистской причинностью, которая является реальным физическим понятием, и в их объединении.
Забудьте о Windows: ученые создали первую в мире квантовую ОС
Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the ACM
Источник: TechXplore
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: