محاسبات توزیع‌ شده چیست؟

محاسبات توزیع‌ شده به دلیل وجود چندین کامپیوتر که همگی در حال اجرای برنامه هستند، مزایایی دارد که عبارتند از:

1. افزایش سرعت پردازش: با استفاده از چندین کامپیوتر به جای یک کامپیوتر بزرگ، سرعت پردازش کلی برنامه افزایش می‌یابد.
2. افزایش قابلیت اطمینان: در محاسبات توزیع شده، اگر یکی از کامپیوترها خراب شود یا مشکل داشته باشد، کامپیوترهای دیگر می‌توانند به جای آن کار کنند و از پایداری و قابلیت اطمینان بالاتری برخوردار باشند.
3. صرفه‌جویی در هزینه: به جای خرید یک کامپیوتر بزرگ، می‌توان از چندین کامپیوتر کوچکتر استفاده کرد که هزینه آن کمتر از یک کامپیوتر بزرگ باشد.
4. قابلیت مقیاس‌پذیری: در صورت نیاز به پردازش بیشتر، می‌توان به راحتی کامپیوترهای جدید به شبکه اضافه کرد و این به سادگی در توسعه برنامه‌ها کمک می‌کند.
5. انعطاف‌پذیری بالا: در محاسبات توزیع شده، می‌توان برای چندین کاربرد از چندین برنامه استفاده کرد و نیاز به ساختارهای پیچیده‌ای ندارد. همچنین، می‌توان از قابلیت انعطاف‌پذیری بالای آن برای پشتیبانی از برنامه‌های جدید استفاده کرد.
6. قابلیت توسعه: با توجه به اینکه در محاسبات توزیع شده از کامپیوتر‌های کوچکتر استفاده می‌شود، می‌توان به راحتی به فرآیند توسعه برنامه کمک کرد و به سرعت تغییرات را در برنامه‌ها اعمال کرد.
7. محافظت از اطلاعات: در Distributed Computing ، اطلاعات در سراسر شبکه توزیع می‌شوند و هرگونه دسترسی نامناسب به داده‌ها قابل تشخیص است.

شبکه‌های محاسبات توزیع‌ شده ، یک سیستم محاسباتی پویا و قابل توسعه هستند که به طور معمول از چندین رایانه و دستگاه دیگر تشکیل شده‌اند. این شبکه‌ها می‌توانند به عنوان یک منبع مشترک برای محاسبات سنگین علمی، پردازش تصاویر و صوت، حل مسائل کاربردی و غیره استفاده شوند.

مزیت‌های استفاده از شبکه‌های محاسبات توزیع شده در مقایسه با سیستم‌های محاسباتی مرکزی شامل این است که قابلیت مقیاس‌پذیری بالا، افزایش کارایی، کاهش زمان پاسخ‌دهی و هزینه‌های محاسباتی و سرور را فراهم می‌کنند. همچنین، با استفاده از شبکه‌های محاسباتی توزیع شده، اطمینان از ایمنی داده‌ها و حفظ آنها نیز بالاتر می‌رود.

انواع محاسبات توزیع شده شامل:

• پردازش تصاویر و ویدئوها: در این نوع محاسبات، تصاویر و ویدئوها به چند قسمت تقسیم شده و هر قسمت به یک سرور مختلف فرستاده می‌شود. سپس هر سرور به صورت مستقل قسمت خود را پردازش کرده و نتایج را به سرور اصلی ارسال می‌کند.
• محاسبات علمی: در برخی موارد، محاسبات علمی مانند شبیه‌سازی‌های بزرگ، نیاز به قدرت پردازش بالا دارند. در این نوع محاسبات، وظایف مختلف به چندین سرور تقسیم شده و نتایج همگام‌ سازی شده و با هم ادغام می‌شوند.
• محاسبات فضایی: در این نوع محاسبات، اطلاعات جغرافیایی از چند منبع مختلف جمع‌ آوری شده و به صورت توزیع شده پردازش می‌شود.

برای انجام محاسبات توزیع‌ شده ، یک سری فعالیت لازم است:

1. تقسیم وظایف: وظایف محاسباتی بزرگ به چندین بخش تقسیم می‌شوند. هر بخش به یک دستگاه تخصیص داده می‌شود که قابلیت پردازش بالایی داشته باشد.
2. پردازش محاسبات: هر دستگاه مسئول پردازش بخشی از وظیفه است. هر دستگاه باید بتواند وظیفه خود را به صورت مستقل و با کیفیت پردازش کند.
3. جمع‌ آوری نتایج: هر دستگاه پس از پردازش بخشی از وظیفه، نتایج خود را به صورت مستقل ذخیره می‌کند.
4. همگام‌سازی نتایج: با استفاده از الگوریتم‌های همگام‌ سازی، نتایج به صورت مستقل در هر دستگاه با هم ادغام می‌شوند.
5. تحویل نهایی نتایج: پس از ادغام نتایج در همه دستگاه‌ها، نتایج نهایی به سرور اصلی تحویل داده می‌شود.

4.