تدفق البيانات

الموسوعة الحرة

في مجال الحوسبة ، يُعدّ تدفق البيانات مفهومًا واسعًا، وله معانٍ مختلفة تبعًا للتطبيق والسياق. في سياق هندسة البرمجيات ، يرتبط تدفق البيانات بمعالجة البيانات المتدفقة أو البرمجة التفاعلية .

هندسة البرمجيات

الحوسبة المتدفقة للبيانات هي نموذج برمجي قائم على فكرة تمثيل العمليات الحسابية كرسم بياني موجه ، حيث تمثل العقد العمليات الحسابية، وتتدفق البيانات على طول الحواف. [ 1 ] يمكن تسمية تدفق البيانات أيضًا بمعالجة البيانات المتدفقة أو البرمجة التفاعلية . [ 2 ]

ظهرت لغات متعددة لمعالجة تدفق البيانات بأشكال متنوعة (انظر معالجة التدفقات ). تُعدّ أجهزة معالجة تدفق البيانات (انظر بنية تدفق البيانات ) بديلاً لبنية فون نيومان الكلاسيكية . وأبرز مثال على برمجة تدفق البيانات هو ما يُعرف بالبرمجة التفاعلية باستخدام جداول البيانات. فعندما يُدخل المستخدم قيمًا جديدة، تُرسل هذه القيم فورًا إلى "المُعامل" المنطقي التالي أو الصيغة التالية لإجراء الحساب.

كما تم اقتراح تدفقات البيانات الموزعة كنموذج برمجي مجرد يجسد ديناميكيات البروتوكولات المتعددة الموزعة. ويعزز المنظور المتمحور حول البيانات، الذي يميز برمجة تدفق البيانات، المواصفات الوظيفية عالية المستوى، ويبسط الاستدلال الرسمي حول مكونات النظام.

بنية الأجهزة

كانت بنى الأجهزة لتدفق البيانات موضوعًا رئيسيًا في أبحاث هندسة الحاسوب في سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي. وقد كان جاك دينيس من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) رائدًا في مجال بنى تدفق البيانات الثابتة. تُسمى التصاميم التي تستخدم عناوين الذاكرة التقليدية كعلامات تبعية للبيانات بآلات تدفق البيانات الثابتة. لم تكن هذه الآلات تسمح بتنفيذ نسخ متعددة من نفس الإجراءات في وقت واحد لأن العلامات البسيطة لم تكن قادرة على التمييز بينها. أما التصاميم التي تستخدم ذاكرة قابلة للعنونة حسب المحتوى، فقد أطلق عليها أرفيند اسم آلات تدفق البيانات الديناميكية . وتستخدم هذه الآلات علامات في الذاكرة لتسهيل التوازي. تتدفق البيانات حول الحاسوب عبر مكوناته، حيث تدخل من أجهزة الإدخال وتخرج من أجهزة الإخراج (الطابعة، إلخ). ويمكن إيجاد مثال على بنية أجهزة مشابهة لآلة تدفق البيانات في الحواسيب التناظرية، أو بالأحرى في المحللات التفاضلية.

في مُسرّعات الأجهزة التي تتألف من العديد من عناصر المعالجة التي تتنسق فيما بينها لتوازي نواة حسابية ، يُشير تدفق البيانات إلى نمط نقل البيانات بين عناصر المعالجة لتلبية متطلبات البيانات وإتمام الحساب. ترث هذه البنى العديد من مفاهيم بنى تدفق البيانات وتُطبقها على أحمال عمل أكثر تخصصًا، مثل تسريع الذكاء الاصطناعي . مع ذلك، وخلافًا لبنى تدفق البيانات، لا يعتمد الحساب بشكل مباشر على متطلبات البيانات، بل تُستخدم متطلبات البيانات البسيطة للنواة المُسرّعة لبرمجة البنية بأكملها قبل تنفيذها. [ 3 ]

التزامن

شبكة تدفق البيانات هي شبكة من العمليات أو الآلات التي يتم تنفيذها بشكل متزامن والتي يمكنها التواصل عن طريق إرسال البيانات عبر القنوات (انظر تمرير الرسائل ).

في شبكات عمليات كان ، نسبةً إلى جيل كان ، تكون العمليات محددة . وهذا يعني أن كل عملية محددة تحسب دالة متصلة من تدفقات الإدخال إلى تدفقات الإخراج، وأن شبكة العمليات المحددة هي نفسها محددة، وبالتالي تحسب دالة متصلة. وهذا يعني أن سلوك هذه الشبكات يمكن وصفه بمجموعة من المعادلات التكرارية، التي يمكن حلها باستخدام نظرية النقطة الثابتة . ويتم تمثيل حركة البيانات وتحويلها بسلسلة من الأشكال والخطوط.

معانٍ أخرى

يمكن أن يشير مصطلح تدفق البيانات أيضًا إلى:

  • Power BI Dataflow، وهو تطبيق Power Query في السحابة يستخدم لتحويل بيانات المصدر إلى مجموعات بيانات Power BI نظيفة ليتم استخدامها من قبل مطوري تقارير Power BI من خلال Microsoft Dataverse (المعروف سابقًا باسم Microsoft Common Data Service).
  • Google Cloud Dataflow ، وهي خدمة مُدارة بالكامل لتنفيذ خطوط أنابيب Apache Beam داخل نظام Google Cloud Platform البيئي.

انظر أيضاً

شعار ويكشنريتعريف مصطلح تدفق البيانات في قاموس ويكشنري

مراجع

  1. ↑ شوارزكوف، مالتي (7 مارس 2020). "الفائدة الملحوظة لحوسبة تدفق البيانات" . ACM SIGOPS . تم الاطلاع عليه في 31 يوليو 2022 .
  2. ↑ مقدمة موجزة عن معالجة البيانات المتدفقة
  3. ^ باراشار، أنجشومان؛ راينا، بريانكا؛ شاو، ياكون صوفيا؛ تشن، يو هسين؛ يينغ، فيكتور أ. المكارة، أنوراغ؛ فينكاتيسان، رانجاراجان؛ خيلاني، بروسك؛ كيكلر، ستيفن دبليو. إيمير، جويل (2019). “Timeloop: نهج منهجي لتقييم مسرع DNN”. ندوة IEEE الدولية لعام 2019 حول تحليل أداء الأنظمة والبرمجيات (ISPASS) . الصفحات من 304 إلى 315. دوى : 10.1109/ISPASS.2019.00042 . رقم ISBN  978-1-7281-0746-2.