तार्किक और भौतिक घड़ियाँ

तार्किक घड़ियाँ वास्तविक समय के संदर्भ के बिना घटनाओं को कार्य-कारण के आधार पर क्रमबद्ध करती हैं, जबकि भौतिक घड़ी तुल्यकालन (physical clock synchronization) बहाव (drift) के बावजूद अलग-अलग मशीनों की वास्तविक-समय की घड़ियों को एक साथ करीब रखता है।

Definition

एक तार्किक घड़ी प्रत्येक घटना को एक पूर्णांक टाइमस्टैम्प प्रदान करती है जो प्रत्येक प्रक्रिया के साथ मोनोटोनिक (monotonic) होता है और संचार के दौरान बढ़ता है, जो कार्य-कारण क्रम को दर्शाता है; भौतिक घड़ी तुल्यकालन मशीनों की हार्डवेयर घड़ियों को समायोजित करने की प्रक्रिया है ताकि वे लगभग एक ही वास्तविक समय पढ़ें।

Scope

यह विषय लैम्पर्ट की तार्किक (अदिश) घड़ियों और उनके द्वारा सम्मान किए जाने वाले 'पहले हुआ' (happened-before) संबंध, तार्किक टाइमस्टैम्प से कुल क्रम (total order) का निर्माण, और भौतिक घड़ी तुल्यकालन—बहाव को सीमित करना, ऑफसेट का अनुमान लगाने के लिए टाइमस्टैम्प का आदान-प्रदान, और व्यवहार में उपयोग किए जाने वाले एल्गोरिदम (क्रिस्टियन की विधि, बर्कले एल्गोरिदम, एनटीपी) को शामिल करता है। यह इस बात पर विरोधाभास करता है कि कब कार्य-कारण तार्किक समय पर्याप्त होता है और कब वास्तविक समय की वास्तव में आवश्यकता होती है।

Core questions

• टाइमस्टैम्प कैसे असाइन किए जा सकते हैं ताकि वे कार्य-कारण 'पहले हुआ' संबंध का सम्मान करें?
• तार्किक घड़ियों से घटनाओं पर एक सुसंगत कुल क्रम कैसे बनाया जाता है?
• परिवर्तनीय नेटवर्क विलंब और बहाव को देखते हुए भौतिक घड़ियों को कितनी बारीकी से सिंक्रनाइज़ किया जा सकता है?

Key theories

लैम्पर्ट तार्किक घड़ियाँ

प्रत्येक प्रक्रिया प्रत्येक घटना पर एक काउंटर रखती है जिसे बढ़ाया जाता है और संदेशों पर ले जाया जाता है; परिणामी टाइमस्टैम्प 'पहले हुआ' का सम्मान करते हैं, और प्रक्रिया पहचानकर्ता द्वारा तोड़े गए संबंध कार्य-कारण के अनुरूप एक कुल क्रम उत्पन्न करते हैं।

संभाव्य और राउंड-ट्रिप तुल्यकालन

क्रिस्टियन की विधि राउंड-ट्रिप समय को मापकर और सममित विलंब को मानकर एक दूरस्थ घड़ी का अनुमान लगाती है, जो नेटवर्क पर प्राप्त होने वाली तुल्यकालन त्रुटि पर संभाव्य सीमाएं प्रदान करती है।

नेटवर्क टाइम प्रोटोकॉल

एनटीपी (NTP) टाइम सर्वर को एक स्तरीकृत पदानुक्रम में व्यवस्थित करता है और इंटरनेट पर घड़ियों को मिलीसेकंड के भीतर अनुशासित करने के लिए बार-बार ऑफसेट मापों के सांख्यिकीय फ़िल्टरिंग का उपयोग करता है।

Clinical relevance

तार्किक घड़ियाँ वॉल-क्लॉक समय पर भरोसा किए बिना प्रतिकृति स्टोर (replicated stores) और संदेश कतारों (message queues) में संचालन को क्रमबद्ध करती हैं, जबकि भौतिक तुल्यकालन टाइमस्टैम्प-क्रमबद्ध डेटाबेस, वितरित ट्रेसिंग (distributed tracing), और सुरक्षा प्रोटोकॉल का आधार है जो सीमित घड़ी त्रुटि पर निर्भर करते हैं।

History

लैम्पर्ट के 1978 के तार्किक-घड़ी के पेपर ने वितरित प्रणालियों में समय को भौतिक धारणा के बजाय एक कार्य-कारण के रूप में फिर से परिभाषित किया; समानांतर में, क्रिस्टियन और अन्य ने संभाव्य तुल्यकालन (probabilistic synchronization) विकसित किया, और मिल्स का एनटीपी (NTP) इंटरनेट घड़ियों को संरेखित रखने के लिए मानक तंत्र बन गया।

Debates

संचालन को क्रमबद्ध करने के लिए तार्किक बनाम भौतिक समय

तार्किक घड़ियाँ हार्डवेयर घड़ियों पर भरोसा किए बिना कार्य-कारण शुद्धता की गारंटी देती हैं, लेकिन घटनाओं को वास्तविक समय से संबंधित नहीं कर सकती हैं; भौतिक घड़ियाँ वास्तविक समय के तर्क को सक्षम करती हैं, लेकिन जब बहाव संदेश विलंब से अधिक हो जाता है तो गलत क्रम के जोखिम पर, जो हाइब्रिड दृष्टिकोणों को प्रेरित करता है।

Key figures

• Leslie Lamport
• Flaviu Cristian
• David Mills

Seminal works

• lamport1978
• mills1991
• cristian1989

Frequently asked questions

यदि a का लैम्पर्ट टाइमस्टैम्प b से छोटा है, तो क्या a, b से पहले हुआ?

आवश्यक नहीं—एक छोटा टाइमस्टैम्प 'पहले हुआ' के अनुरूप है लेकिन इसका अर्थ यह नहीं है, क्योंकि समवर्ती घटनाओं को क्रमबद्ध टाइमस्टैम्प प्राप्त हो सकते हैं। कार्य-कारण को सटीक रूप से तय करने के लिए आपको वेक्टर घड़ियों की आवश्यकता होती है, न कि अदिश तार्किक घड़ियों की।