الذاكرة الموزعة

في علم الحاسوب ، تشير الذاكرة الموزعة إلى نظام حاسوبي متعدد المعالجات ، حيث يمتلك كل معالج ذاكرة خاصة به . ^{[ 1 ]} لا يمكن للمهام الحسابية العمل إلا على البيانات المحلية، وإذا تطلب الأمر بيانات بعيدة، فيجب على المهمة الحسابية التواصل مع معالج واحد أو أكثر من المعالجات البعيدة. في المقابل، يوفر نظام المعالجات المتعددة ذو الذاكرة المشتركة مساحة ذاكرة واحدة تستخدمها جميع المعالجات. لا يتعين على المعالجات معرفة مكان وجود البيانات، إلا أنه قد يكون هناك انخفاض في الأداء، ويجب تجنب حالات التزامن غير المتوقعة.

في نظام الذاكرة الموزعة، يوجد عادةً معالج وذاكرة ونوع من أنواع الربط البيني الذي يسمح للبرامج الموجودة على كل معالج بالتفاعل مع بعضها البعض. يمكن تنظيم الربط البيني باستخدام روابط من نقطة إلى نقطة، أو يمكن لأجهزة منفصلة توفير شبكة تبديل. تُعد بنية الشبكة عاملاً أساسياً في تحديد كيفية توسيع نطاق جهاز المعالجات المتعددة . يمكن تنفيذ الروابط بين العقد باستخدام بروتوكول شبكة قياسي (مثل الإيثرنت )، أو باستخدام روابط شبكة مخصصة (كما هو مستخدم في جهاز Transputer على سبيل المثال )، أو باستخدام ذاكرات ثنائية المنافذ .

تكمن المسألة الأساسية في برمجة أنظمة الذاكرة الموزعة في كيفية توزيع البيانات على وحدات الذاكرة. وبحسب المشكلة المطروحة، يمكن توزيع البيانات بشكل ثابت، أو يمكن نقلها عبر العقد. ويمكن نقل البيانات عند الطلب، أو يمكن إرسالها إلى العقد الجديدة مسبقًا.

على سبيل المثال، إذا أمكن وصف مشكلة ما بأنها سلسلة معالجة بيانات (x) تتم من خلالها معالجة البيانات تباعًا عبر الدوال f و g و h ، إلخ (والنتيجة هي h ( g ( f ( x ))))، فيمكن التعبير عن ذلك كمشكلة ذاكرة موزعة، حيث تُرسل البيانات أولًا إلى العقدة التي تُنفذ الدالة f ، والتي بدورها تُمرر النتيجة إلى العقدة الثانية التي تُنفذ الدالة g ، وأخيرًا إلى العقدة الثالثة التي تُنفذ الدالة h . يُعرف هذا أيضًا بالحساب الانقباضي .

يمكن تخزين البيانات بشكل ثابت في العُقد إذا كانت معظم العمليات الحسابية تتم محليًا، ولا يلزم سوى إبلاغ العُقد الأخرى بالتغييرات التي تطرأ على الحواف. ومن الأمثلة على ذلك المحاكاة، حيث تُنمذج البيانات باستخدام شبكة، وتُحاكي كل عقدة جزءًا صغيرًا من الشبكة الأكبر. وفي كل تكرار، تُبلغ العُقد جميع العُقد المجاورة ببيانات الحواف الجديدة.

وبالمثل، في الذاكرة المشتركة الموزعة، تتمتع كل عقدة من عقد المجموعة بإمكانية الوصول إلى ذاكرة مشتركة كبيرة بالإضافة إلى الذاكرة الخاصة غير المشتركة المحدودة لكل عقدة.

• تتمثل ميزة الذاكرة المشتركة (الموزعة) في أنها توفر مساحة عناوين موحدة يمكن العثور فيها على جميع البيانات.
• تتمثل ميزة الذاكرة الموزعة في أنها تستبعد حالات التزامن، وأنها تجبر المبرمج على التفكير في توزيع البيانات.
• تتمثل ميزة الذاكرة الموزعة (المشتركة) في سهولة تصميم جهاز يتوسع مع الخوارزمية.

إن الذاكرة المشتركة الموزعة تخفي آلية الاتصال، لكنها لا تخفي زمن استجابة الاتصال.

• محاكاة الذاكرة
• ذاكرة تخزين مؤقتة موزعة