Hvað er IPC og hvernig virkar það?    

Í flóknum rekstri tölvukerfa er skilvirkt samstarf milli mismunandi forrita og ferla nauðsynleg. Til dæmis, á netverslunarpalli, þá þurfa ferlarnir við að birta vöruupplýsingar í notendaviðmótinu, vinna úr pöntunum í bakgrunni og hafa samskipti við greiðslukerfið öll að vinna saman. Hvernig eiga þessir ferlar samskipti á áhrifaríkan hátt? Svarið liggur í samskiptum við interprocess (IPC).

Hvað eru samskiptasamskipti (IPC)?

IPC er vélbúnaðurinn og tækni notuð af forritum sem keyra á tölvu til að eiga samskipti sín á milli og deila gögnum. Einfaldlega sagt, það er eins og „póstkerfi“ innan tölvu sem gerir mismunandi ferlum eða forritum kleift að skiptast á upplýsingum, samræma starfsemi sína og vinna saman að því að framkvæma ákveðin verkefni.

Í snemma tölvukerfum runnu forrit tiltölulega sjálfstætt og þarfir og aðferðir við samskipti milli vinnslu voru tiltölulega einfaldar. Með þróun tölvutækni, sérstaklega í fjölþætti og fjölþráðum flóknum kerfum, hefur IPC smám saman orðið lykiltækni til að styðja við skilvirka rekstur kerfisins.

Af hverju er þaðIPCmikilvægt í tölvunarfræði?

Án IPC væru forrit eins og Islands of Upiness, keyra í einangrun og aðgerðir þeirra væru mjög takmarkaðar. IPC brýtur þessa einangrun og gerir kleift að miðla gögnum, samstillingu og samþættingu aðgerða milli mismunandi forrita til að byggja upp öflugri og samtengd hugbúnaðarkerfi.

Með því að taka vafrann sem dæmi er flutningavélin ábyrg fyrir því að flokka og birta efni á vefnum, á meðan JavaScript vélin meðhöndlar samspils rökfræði á vefsíðunni. Í gegnum IPC geta vélarnar tvær unnið saman til að tryggja að kraftmikil áhrif vefsíðunnar og birting innihaldsins séu fullkomlega samþætt og þannig veitt notendum slétt vafraupplifun. Á sama tíma bætir IPC heildarárangur kerfisins, forðast sóun á auðlindum með því að samræma marga ferla og bæta svörun og skilvirkni kerfisins.

Hvernig gerir þaðIPCvinna?

IPC styður upplýsingaskipti milli ferla með röð samskiptaaðferða og samskiptareglna. Algengir IPC aðferðir fela í sér samnýtt minni, skilaboð um skilaboð, rör, innstungur og fjarstýringarsímtöl (RPC).

Sameiginlegt minni

Sameiginlegt minni gerir mörgum ferlum kleift að fá aðgang að sama minni og ferlarnir geta lesið og skrifað gögn beint úr þessu minni. Þessi aðferð við gagnaflutning er afar hröð vegna þess að hún forðast að afrita gögn milli mismunandi minnisrýma. Hins vegar er það einnig í hættu að þegar margfeldi ferli aðgang að og breyta gögnum á sama tíma, getur skortur á skilvirkum samstillingarkerfi auðveldlega valdið gögnum rugli og villum. Þess vegna er venjulega nauðsynlegt að sameina það við læsingarkerfi eða merkja til að tryggja samræmi og heiðarleika gagnanna.

Skilaboð

Skilaboð eru leið til samskipta milli ferla með því að senda og fá stak skilaboð. Það fer eftir skilaboðum og það er hægt að flokka það í samstillt og ósamstillt. Samstillt skilaboð krefjast þess að sendandi bíði eftir svari frá móttakaranum eftir að hafa sent skilaboð, meðan ósamstilltur skilaboð gerir sendandanum kleift að senda skilaboð og halda síðan áfram að framkvæma aðrar aðgerðir án þess að bíða eftir svari. Þessi fyrirkomulag er hentugur fyrir atburðarás þar sem þarf að setja sérstakar upplýsingar á milli mismunandi ferla, en með mismunandi rauntíma kröfum.

Rör

Pípa er einstefna eða tvíhliða samskiptaleið sem hægt er að nota til að flytja gögn milli tveggja ferla. Rör eru oft notuð í skelforritum, til dæmis til að nota framleiðsla einnar skipunar sem inntak annarrar. Rör eru einnig oft notuð við forritun til að gera kleift að gera einfalda gagnaflutning og samvinnu milli ferla.

Fals

Sokkar eru fyrst og fremst notaðir til að vinna í samskiptum í netumhverfi. Í gegnum fals geta ferlar sem staðsettir eru á mismunandi tölvum tengst hver öðrum og skipst á gögnum. Í sameiginlegum arkitektúr viðskiptavinar-netþjónsins sendir viðskiptavinurinn beiðnir til netþjónsins í gegnum fals og netþjónninn skilar svörum í gegnum fals, að átta sig á samskiptum gagna og þjónustu.

Fjarstýringarsímtal (RPC)

RPC gerir ferli kleift að hringja í málsmeðferð í öðru heimilisfangsrými (venjulega á annarri tölvu) eins og það væri staðbundin aðferð. RPC felur flóknar upplýsingar um netsamskipti og fjartengdir símtöl, sem gerir verktaki kleift að innleiða virkni símtöl í dreifðum kerfum eins og þeir væru að skrifa staðbundna kóða, sem einfalda mjög þróun dreifðra kerfa.

Munurinn á milliIðnaðarstíllog skrifborðstölva í atvinnuskyni

Þó að bæði iðnaðartölvur (IPC) og skrifborð í atvinnuskyni innihaldi örgjörva, minni og geymslu sem hluta af innri íhlutum þeirra, þá er verulegur munur á hönnun þeirra og forritssviðsmyndum.

Ryk og agnaþolin hönnun

IPC er hannað fyrir rykugt umhverfi eins og sjálfvirkni og námuvinnslu verksmiðjunnar. Einstök hrikaleg hönnun hennar útrýmir kælitölum, í raun kemur í veg fyrir að ryk og aðrar agnir komist inn í tölvuna, forðast bilun í vélbúnaði vegna uppsöfnunar ryks og tryggja stöðugan rekstur í hörðu umhverfi.

Sérstakur þáttur þáttur

Vegna hitastigs sveiflna, titrings og orku í iðnaðarumhverfi eru innri þættir IPC úr harðgerðu álfelgum sem geta þolað hátt hitastig og titring. Að utan er venjulega búið til með hrikalegum álvagn sem verndar ekki aðeins innri hluti, heldur virkar hann einnig sem hitaskurður til að hjálpa til við að dreifa hita frá mikilvægum íhlutum eins og CPU, minni og geymslu.

Hitastigþol

Mörg iðnaðarforrit þurfa tölvur sem geta starfað við mikinn hitastig. IPC notar aðdáandi kerfishönnun sem notar hitavask og hitapípur til að viðhalda breitt hitastigssvið. Þessi hönnun forðast vandamálið við aðdáandi bilun vegna ryks og tryggir að IPC geti starfað í miklum kulda eða hita.

Gæði íhluta

Iðnaðartölvur nota venjulega íhluti iðnaðarstigs sem hafa verið prófaðir og staðfestir stranglega til að viðhalda stöðugum rekstri í hörðu iðnaðarumhverfi. Sérhver hluti, frá PCB móðurborðinu til þétta, er valinn vandlega til að tryggja að loka iðnaðartölvan sé hönnuð til að mæta kröfum um stórfellda verksmiðju.

IP metin

IPC eru ekki aðeins rykþétt, heldur hafa einnig vatnsheldur getu. Í atvinnugreinum eins og matvælaframleiðslu og efnavinnslu þarf oft að hreinsa sjálfvirkni og meðfylgjandi tölvur þess með heitum vatnsþotum eða þvottaefni, þannig að flest IPC sem notuð eru í þessu umhverfi eru hönnuð til að fella mismunandi stig IP -verndar og nota sérstaka M12 tengi til að koma í veg fyrir vatnsskemmdir.

Hvað eru nokkur algeng tilfelli fyrirIPC?

IPC er notað í fjölmörgum atburðarásum. Nokkur algeng tilvik eru meðal annars:

Ferli samhæfingu

Í framleiðanda neytenda líkaninu er eitt ferli ábyrgt fyrir framleiðslu gagna og annað ferli er ábyrgt fyrir neyslu gagna. Í líkan framleiðanda neytenda er eitt ferlið ábyrgt fyrir því að framleiða gögn og hitt er ábyrgt fyrir því að neyta þess. Með IPC geta ferlarnir tveir samstillt aðgerðir sínar til að tryggja að framleiðsla og neysla sé sú sama og forðast afturhald gagna eða bíða eftir neyslu.

Samskipti við ytri ferla

Í arkitektúr viðskiptavina og miðlara miðlar viðskiptavinur við netþjóninn í gegnum IPC til að biðja um þjónustu eða skiptast á gögnum. Til dæmis óskar MAP forrit í farsíma kortagögnum og upplýsingum um leiðsögn frá MAP netþjóni í gegnum IPC til að innleiða staðsetningar- og leiðsöguaðgerðir.

Samhliða tölvunarfræði

Í fjölkjarna örgjörva eða dreifðu tölvukerfi, þurfa marga ferla eða þræði sem eru samhliða að miðla og deila gögnum í gegnum IPC til að nýta að fullu kosti samhliða reikni og bæta afköst og skilvirkni útreikninga.

Samstilling milli vinnslu

Hægt er að nota merkismagn, gagnkvæm útilokunarlásar og ástandsbreytur í IPC vélbúnaðinum til að samræma aðgang margra ferla að sameiginlegum auðlindum. Til dæmis, þegar margir ferlar fá aðgang að gagnagrunni á sama tíma, tryggja Mutex Locks að aðeins eitt ferli geti skrifað í gagnagrunninn í einu og komið í veg fyrir ágreining gagna og ósamræmi.

KostirIPC

IPC gerir kleift að deila samskiptum og samnýtingu auðlinda á milli ferla, sem bætir skilvirkni og sveigjanleika hugbúnaðarkerfa mjög; Með því að samræma rekstur margra ferla hámarkar það úthlutun kerfisauðlinda og nær betri heildarárangri; Það er einnig grunnurinn að því að byggja dreifð kerfi, styðja auðlindasamvinnu milli tölvna og neta; Á sama tíma veitir IPC möguleika á að innleiða margs konar samstillingu og á sama tíma veitir IPC einnig möguleika á að átta sig á ýmsum samstillingu og samskiptareglum og leggur grunninn að smíði flókins hugbúnaðar arkitektúrs.

Niðurstaða

IPC, sem grunntækni samskipta samskipta í tölvukerfum, gegnir óbætanlegu hlutverki við að auka hugbúnaðaraðgerðir, hámarka afköst kerfisins og styðja dreifða tölvunarfræði. Með sinni einstöku hönnun beita iðnaðartölvum IPC tækni í hörðu iðnaðarumhverfi til að tryggja stöðugan rekstur iðnaðar sjálfvirkni og annarra sviða. Með stöðugri þróun tölvutækni mun IPC halda áfram að þróast og veita sterkari stuðning við flóknari og greindari tölvukerfi í framtíðinni. Fyrir tækniáhugamenn og fagfólk mun ítarlegur skilningur á meginreglum og forritum IPC hjálpa til við að átta sig á skilvirkari og öflugri aðgerðum í hugbúnaðarþróun og kerfishönnun.