Што такое IPC і як гэта працуе?    

У складанай працы камп'ютэрных сістэм эфектыўнае супрацоўніцтва паміж рознымі праграмамі і працэсамі мае важнае значэнне. Напрыклад, у інтэрнэт -гандлёвай платформе працэсы адлюстравання інфармацыі пра прадукцыю ў карыстацкім інтэрфейсе, апрацоўцы заказаў у фонавым рэжыме і ўзаемадзеянні з плацежнай сістэмай павінны працаваць разам. Як гэтыя працэсы эфектыўна размаўляюць? Адказ заключаецца ў міжпрацэснай камунікацыі (МПК).

Што такое міжпрацэс -камунікацыя (Ipc)?

IPC - гэта механізм і тэхналогіі, якія выкарыстоўваюцца праграмамі, якія працуюць на кампутары для зносін паміж сабой і абменьвацца дадзенымі. Прасцей кажучы, гэта падобна на "паштовую сістэму" на кампутары, якая дазваляе розным працэсам або дадаткам абменьвацца інфармацыяй, каардынаваць сваю дзейнасць і працаваць разам для выканання канкрэтных задач.

У ранніх камп'ютэрных сістэмах праграмы праводзіліся адносна незалежна, і патрэбы і метады міжпрацэснай камунікацыі былі адносна простымі. З распрацоўкай камп'ютэрных тэхналогій, асабліва ў шматзадачнасці і шматлікіх складаных сістэмах, IPC паступова стаў ключавой тэхналогіяй для падтрымкі эфектыўнай працы сістэмы.

ЧамуIpcважна ў вылічэнні?

Без МПК праграмы былі б падобныя на выспы інфармацыі, якія працуюць у ізаляцыі, і іх функцыі будуць значна абмежаваныя. IPC парушае гэтую ізаляцыю і дазваляе абмен дадзенымі, сінхранізацыя і інтэграцыя функцый паміж рознымі праграмамі для стварэння больш магутных і ўзаемазвязаных праграмных сістэм.

Узяўшы браўзэр у якасці прыкладу, рухавік рэндэрынгу адказвае за разбор і адлюстраванне вэб -кантэнту, у той час як рухавік JavaScript апрацоўвае логіку ўзаемадзеяння на вэб -старонцы. Праз IPC абодва рухавікі могуць працаваць разам, каб забяспечыць дынамічнае ўздзеянне вэб -старонкі і адлюстравання змесціва ідэальна інтэграваны, што забяспечвае карыстальнікам плаўны вопыт прагляду. У той жа час МПК паляпшае агульную прадукцыйнасць сістэмы, пазбягаючы адходаў рэсурсаў, каардынуючы некалькі працэсаў, і паляпшаючы спагадлівасць і эфектыўнасць сістэмы.

ЯкIpcпрацаваць?

IPC падтрымлівае абмен інфармацыяй паміж працэсамі праз шэраг механізмаў сувязі і пратаколаў. Агульныя механізмы МПК ўключаюць агульную памяць, перадачу паведамленняў, трубы, разеткі і выдаленыя працэдуры (RPC).

Агульная памяць

Агульная памяць дазваляе некалькі працэсаў атрымаць доступ да адной і той жа вобласці памяці, а працэсы могуць чытаць і пісаць дадзеныя непасрэдна з гэтай памяці. Гэты метад перадачы дадзеных надзвычай хуткі, таму што ён пазбягае капіравання дадзеных паміж рознымі прасторамі памяці. Аднак гэта таксама рызыкуе, што пры доступе да некалькіх працэсаў і змянення дадзеных адначасова, адсутнасць эфектыўнага механізму сінхранізацыі можа лёгка выклікаць блытаніну дадзеных і памылкі. Таму звычайна неабходна спалучаць яго з механізмам блакавання або сігналізацыяй, каб гарантаваць узгодненасць і цэласнасць дадзеных.

Паведамляць

Абмен паведамленнямі - гэта спосаб зносін паміж працэсамі шляхам адпраўкі і атрымання дыскрэтных паведамленняў. У залежнасці ад спосабу абмену паведамленнямі, яго можна аднесці да сінхроннай і асінхроннай. Сінхронныя паведамленні патрабуюць адпраўніка чакаць адказу з прыёмніка пасля адпраўкі паведамлення, у той час як асінхронныя паведамленні дазваляюць адпраўніку адпраўляць паведамленне, а затым працягваць выконваць іншыя аперацыі, не чакаючы адказу. Гэты механізм падыходзіць для сцэнарыяў, калі паміж рознымі працэсамі трэба перадаваць пэўную інфармацыю, але з рознымі патрабаваннямі ў рэжыме рэальнага часу.

Трубы

Труба-гэта аднабаковы ці двухбаковы канал сувязі, які можна выкарыстоўваць для перадачы дадзеных паміж двума працэсамі. Напрыклад, трубы часта выкарыстоўваюцца ў сцэнарыях абалонкі для выкарыстання выхаду адной каманды ў якасці ўваходу іншай. Трубы таксама звычайна выкарыстоўваюцца ў праграмаванні, каб уключыць простае перадачу дадзеных і супрацоўніцтва паміж працэсамі.

Разеткі

Разеткі ў асноўным выкарыстоўваюцца для сувязі з працэсам у сеткавай абстаноўцы. Праз разеткі працэсы, размешчаныя на розных кампутарах, могуць падключацца адзін да аднаго і абменьвацца дадзенымі. У агульнай архітэктуры кліента-сервера кліент адпраўляе запыты на сервер праз разеткі, а сервер вяртае адказы праз разеткі, рэалізуючы ўзаемадзеянне дадзеных і прадастаўленне паслуг.

Выклік выдаленага працэдуры (RPC)

RPC дазваляе працэсу выклікаць працэдуру ў іншай адраснай прасторы (звычайна на іншым кампутары), як быццам гэта лакальная працэдура.RPC хавае складаныя падрабязнасці сеткавай камунікацыі і аддаленых званкоў, што дазваляе распрацоўшчыкам рэалізаваць функцыянальныя званкі ў размеркаваных сістэмах, як быццам піша лакальны код, значна спрашчаючы распрацоўку размеркаваных сістэм.

Розніца паміжПрамысловы ПКі камерцыйны настольны кампутар

У той час як як прамысловыя кампутары (МПК), так і камерцыйныя працоўныя сталы ўтрымліваюць працэсары, памяць і захоўванне ў рамках сваіх унутраных кампанентаў, ёсць істотныя адрозненні ў іх сцэнарыях дызайну і прыкладання.

Дызайн устойлівага да пылу і часціц

IPC прызначаны для пыльных умоў, такіх як заводская аўтаматызацыя і майнинг. Яго унікальная трывалая канструкцыя ліквідуе астуджальныя вентыляцыйныя адтуліны, эфектыўна прадухіляючы ўезд на пыл і іншыя часціцы, пазбягаючы збояў у апараце з -за назапашвання пылу і забеспячэння стабільнай працы ў суровых умовах.

Спецыяльны формавы фактар

З -за ваганняў тэмператур, вібрацый і сілавых скокаў у прамысловых умовах, унутраныя кампаненты МПК вырабляюцца з трывалых сплаваў, якія могуць супрацьстаяць высокай тэмпературы і вібрацыі. Знешні выгляд звычайна вырабляецца з трывалым алюмініевым шасі, якое не толькі абараняе ўнутраныя кампаненты, але і дзейнічае як радыятар, які дапамагае рассейваць цяпло з крытычных кампанентаў, такіх як працэсар, памяць і захоўванне.

Дапушчальнасць тэмпературы

Шматлікія прамысловыя прыкладанні патрабуюць кампутараў, якія могуць працаваць пры экстрэмальных тэмпературах. IPC выкарыстоўвае дызайн без фанатаў, якая выкарыстоўвае цеплавыя радыятары і цеплавыя трубы для падтрымання шырокага працоўнага тэмпературнага дыяпазону. Такая канструкцыя дазваляе пазбегнуць праблемы з -за недастатковасці вентылятара з -за пылу і гарантуе, што МПК можа працаваць у моцным холадзе ці цяпла.

Якасць кампанентаў

Прамысловыя камп'ютэры звычайна выкарыстоўваюць кампаненты прамысловага ўзроўню, якія былі строга правераны і пацверджаны для падтрымання стабільнай працы ў суровых прамысловых умовах. Кожны кампанент, ад матчынай платы друкаванай платы да кандэнсатараў, старанна выбіраецца, каб гарантаваць, што канчатковы прамысловы кампутар распрацаваны для задавальнення патрабаванняў маштабнага разгортвання заводаў.

IP ацэньваецца

IPC - гэта не толькі пылапрынятасць, але і ёсць нейкая воданепранікальная магчымасці. У такіх галінах, як вытворчасць прадуктаў харчавання і хімічная апрацоўка, абсталяванне для аўтаматызацыі і яго суправаджальныя кампутары, часта павінны быць ачышчаны з дапамогай самалётаў з гарачай вадой або мыйных сродкаў, таму большасць МПК, якія выкарыстоўваюцца ў гэтых умовах, прызначаны для ўключэння розных узроўняў абароны IP і выкарыстання спецыяльных раздымаў M12 для прадухілення пашкоджання вады.

Для чаго для звычайных выпадкаў выкарыстанняIpc?

IPC выкарыстоўваецца ў шырокім дыяпазоне сцэнарыяў. Некаторыя агульныя выпадкі выкарыстання ўключаюць:

Каардынацыя працэсу

У мадэлі вытворцы спажыўца адзін працэс адказвае за вытворчасць дадзеных, а другі працэс адказвае за спажыванне дадзеных. У мадэлі вытворцы спажыўца адзін працэс адказвае за атрыманне дадзеных, а другі адказвае за іх спажыванне. З МПК абодва працэсы могуць сінхранізаваць свае дзеянні, каб гарантаваць, што тэмпы вытворчасці і спажывання аднолькавыя, пазбягаючы адставання дадзеных альбо чакання спажывання.

Узаемадзеянне з знешнімі працэсамі

У архітэктуры кліента-сервера кліентская праграма паведамляе з серверам праз МПК для запыту паслуг або абмену дадзенымі. Напрыклад, прыкладанне MAP на сотавым тэлефоне запытвае дадзеныя MAP і інфармацыю пра навігацыю з сервера MAP праз IPC для рэалізацыі функцый пазіцыянавання і навігацыі.

Паралельныя вылічэнні

У шмат'ядравым працэсары або размеркаванай вылічальнай сістэме некалькі працэсаў або тэмаў, якія працуюць паралельна для зносін і абмену дадзенымі праз МПК, каб цалкам выкарыстоўваць перавагі паралельных вылічэнняў і павысіць прадукцыйнасць і эфектыўнасць вылічэнняў.

Сінхранізацыя міжпрацэсу

Колькасць сігналаў, замкі ўзаемнага выключэння і зменныя ўмовы ў механізме МПК могуць быць выкарыстаны для каардынацыі доступу некалькіх працэсаў да агульных рэсурсаў. Напрыклад, калі некалькі працэсаў адначасова атрымліваюць доступ да базы дадзеных, Mutex блакуе, каб толькі адзін працэс мог пісаць у базу дадзеных адначасова, прадухіляючы канфлікты дадзеных і неадпаведнасці.

ПеравагіIpc

IPC забяспечвае эфектыўнае зносіны і абмен рэсурсамі сярод працэсаў, што значна павышае эфектыўнасць і гнуткасць праграмных сістэм; Каардынуючы працу некалькіх працэсаў, ён аптымізуе размеркаванне сістэмных рэсурсаў і дасягае лепшай агульнай прадукцыйнасці; Гэта таксама аснова для стварэння размеркаваных сістэм, падтрымліваючы супрацоўніцтва па рэсурсах на камп'ютэрах і сетках; У той жа час IPC забяспечвае магчымасць рэалізацыі розных сінхранізацыі, і ў той жа час IPC таксама забяспечвае магчымасць рэалізацыі розных пратаколаў сінхранізацыі і сувязі, а таксама закладвае аснову для будаўніцтва складанай архітэктуры праграмнага забеспячэння.

Выснова

IPC, у якасці асноўнай тэхналогіі міжпрацэсавай сувязі ў камп'ютэрных сістэмах, адыгрывае незаменную ролю ў павышэнні функцый праграмнага забеспячэння, аптымізацыі прадукцыйнасці сістэмы і падтрымцы размеркаваных вылічэнняў. Дзякуючы унікальнаму дызайну, прамысловыя кампутары ўжываюць тэхналогію МПК у жорсткіх прамысловых умовах, каб забяспечыць стабільную працу прамысловай аўтаматызацыі і іншых абласцей. Пры пастаянным развіцці камп'ютэрных тэхналогій IPC будзе працягваць развівацца і аказваць моцную падтрымку больш складанымі і інтэлектуальнымі вылічальнымі сістэмамі ў будучыні. Для аматараў тэхналогій і прафесіяналаў, паглыбленае разуменне прынцыпаў і прымянення МПК дапаможа рэалізаваць больш эфектыўныя і магутныя функцыі ў распрацоўцы праграмнага забеспячэння і распрацоўцы сістэмы.