المثابرة (علوم الحاسوب)

الموسوعة الحرة

في علم الحاسوب ، تشير خاصية الاستمرارية إلى قدرة النظام على البقاء لفترة أطول من العملية التي أنشأته. ويتحقق ذلك عمليًا بتخزين الحالة كبيانات في وحدة تخزين بيانات الحاسوب . ويتعين على البرامج نقل البيانات من وإلى أجهزة التخزين، وتوفير روابط بين هياكل بيانات لغة البرمجة الأصلية وهياكل بيانات جهاز التخزين. [ 1 ] [ 2 ]

على سبيل المثال، تحقق برامج تحرير الصور أو معالجات النصوص استمرارية الحالة عن طريق حفظ مستنداتها في ملفات .

استمرارية متعامدة أو شفافة

يُقال إن خاصية الثبات " متعامدة " أو "شفافة" عندما تُنفذ كخاصية جوهرية لبيئة تنفيذ البرنامج. ولا تتطلب بيئة الثبات المتعامدة أي إجراءات محددة من البرامج التي تعمل فيها لاسترجاع حالتها أو حفظها .

يتطلب الثبات غير المتعامد كتابة البيانات وقراءتها من وإلى وحدة التخزين باستخدام تعليمات محددة في البرنامج، مما يؤدي إلى استخدام فعل الثبات كفعل متعدٍ: عند الانتهاء، يقوم البرنامج بحفظ البيانات .

تتمثل ميزة بيئات الثبات المتعامدة في أنها أبسط وأقل عرضة للأخطاء.

استُخدم مصطلح "مستمر" لأول مرة من قِبل أتكينسون وموريسون [ 1 ] بمعنى الاستمرارية المتعامدة: فقد استخدموا صفة بدلاً من فعل للتأكيد على الاستمرارية كخاصية من خصائص البيانات، تمييزًا لها عن فعل إلزامي يُنفذه برنامج. ويُعد استخدام الفعل المتعدي "يستمر" (لوصف فعل يُنفذه برنامج) اشتقاقًا عكسيًا.

التبني

يتم اعتماد الاستمرارية المتعامدة على نطاق واسع في أنظمة التشغيل للسبات وفي أنظمة المحاكاة الافتراضية للمنصات مثل VMware و VirtualBox لحفظ الحالة.

أظهرت لغات البحث النموذجية مثل PS-algol و Napier88 و Fibonacci و pJama بنجاح المفاهيم إلى جانب المزايا للمبرمجين.

أساليب المثابرة

صور النظام

يُعدّ استخدام صور النظام أبسط استراتيجيات حفظ البيانات. ويُعتبر وضع دفتر الملاحظات في وضع الإسبات مثالاً على حفظ البيانات المتعامد باستخدام صورة النظام، لأنه لا يتطلب أي إجراءات من البرامج العاملة على الجهاز. أما مثال حفظ البيانات غير المتعامد باستخدام صورة النظام فهو برنامج بسيط لتحرير النصوص يُنفّذ تعليمات مُحدّدة لحفظ مستند كامل في ملف.

العيوب : يتطلب ذاكرة وصول عشوائي كافية لحفظ حالة النظام بالكامل. تُفقد التغييرات التي تُجرى على النظام بعد حفظ آخر صورة له في حالة تعطل النظام أو إيقاف تشغيله. يُعد حفظ صورة لكل تغيير عمليةً تستغرق وقتًا طويلاً بالنسبة لمعظم الأنظمة، لذا لا تُستخدم الصور كتقنية حفظ البيانات الوحيدة للأنظمة الحساسة.

المجلات

يُعد استخدام السجلات ثاني أبسط تقنيات حفظ البيانات. وتتمثل عملية التسجيل في حفظ الأحداث في سجل قبل تطبيق كل حدث على النظام. وتُسمى هذه السجلات بالسجلات.

عند بدء التشغيل، تتم قراءة السجل وإعادة تطبيق كل حدث على النظام، مما يجنب فقدان البيانات في حالة فشل النظام أو إيقاف تشغيله.

إن سجل "التراجع/الإعادة" الكامل لأوامر المستخدم في برنامج تحرير الصور، على سبيل المثال، عند كتابته في ملف، يشكل سجلاً قادراً على استعادة حالة الصورة التي تم تحريرها في أي وقت.

تُستخدم السجلات بواسطة أنظمة ملفات التسجيل ، والأنظمة الشائعة ، وأنظمة إدارة قواعد البيانات حيث تسمى أيضًا "سجلات المعاملات" أو "سجلات إعادة التنفيذ".

العيوب : عند استخدام سجلات البيانات بشكل حصري، يجب إعادة تطبيق سجل أحداث النظام بالكامل (والذي قد يكون ضخمًا) عند كل بدء تشغيل للنظام. ونتيجة لذلك، غالبًا ما يتم دمج سجلات البيانات مع تقنيات حفظ البيانات الأخرى.

يكتب ديرتي

تعتمد هذه التقنية على كتابة أجزاء حالة النظام التي تم تعديلها (أي التي طرأت عليها تغييرات) فقط منذ آخر عملية كتابة. فعلى سبيل المثال، تستخدم تطبيقات تحرير المستندات المتطورة هذه التقنية لحفظ أجزاء المستند التي تم تغييرها فعليًا منذ آخر عملية حفظ.

العيوب: تتطلب هذه التقنية اعتراض تغييرات الحالة داخل البرنامج. ويتم ذلك بطريقة غير شفافة من خلال اشتراط استدعاءات محددة لواجهة برمجة تطبيقات التخزين، أو بطريقة شفافة من خلال التحويل التلقائي للبرنامج . ينتج عن ذلك كود أبطأ من الكود الأصلي وأكثر تعقيدًا في تصحيح الأخطاء.

طبقات الثبات

تُسمى أي طبقة برمجية تُسهّل على البرنامج حفظ حالته بطبقة الحفظ. لا تُحقق معظم طبقات الحفظ الحفظ بشكل مباشر، بل تستخدم نظام إدارة قواعد بيانات أساسي .

انتشار النظام

يُعد انتشار النظام أسلوبًا يجمع بين صور النظام وسجلات المعاملات، المذكورة أعلاه، للتغلب على قيودها.

العيوب: يجب أن يحتوي النظام السائد على ذاكرة وصول عشوائي كافية للاحتفاظ بحالة النظام بأكملها.

أنظمة إدارة قواعد البيانات (DBMS)

تستخدم أنظمة إدارة قواعد البيانات مزيجًا من تقنيات الكتابة غير الملتزمة وتسجيل المعاملات المذكورة أعلاه. وهي لا توفر فقط استمرارية البيانات، بل توفر أيضًا خدمات أخرى مثل الاستعلامات والتدقيق والتحكم في الوصول.

أنظمة التشغيل المستمرة

أنظمة التشغيل المستمرة هي أنظمة تشغيل تظل مستمرة حتى بعد حدوث عطل أو إيقاف تشغيل غير متوقع. تشمل أنظمة التشغيل التي تستخدم هذه الخاصية ما يلي:

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 أتكينسون، إم بي ؛ بيلي، بي جيه؛ تشيشولم، كيه جيه؛ كوكشوت، دبليو بي ؛ موريسون، آر. (1983). "PS-algol: لغة للبرمجة المستمرة" (ملف PDF) . وقائع المؤتمر الوطني الأسترالي العاشر للحاسوب . المؤتمر الوطني الأسترالي العاشر للحاسوب. ملبورن، أستراليا. الصفحات 70-79 . 
  2. ↑ بالزر، ستيفاني (17 نوفمبر 2005). "برمجة الكائنات المستمرة المُختصرة" (ملف PDF) . جامعة غلاسكو - كلية علوم الحاسوب - قسم البحوث . المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 31 ديسمبر 2006. تم الاطلاع عليه في 21 سبتمبر 2015 .