분산 튜링 머신?


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분산 시스템에 중점을 둔 이론적 컴퓨터 과학에 관심이있는 마스터 학생입니다. 튜링 머신 위에 분산 시스템의 공식 표현이 있는지 궁금합니다. 즉, 분산 컴퓨팅을 이용하기 위해 튜링 머신의 개념을 확장 (변형 화) 할 수 있습니까?

한 가지 아이디어 는 TM간에 공유 테이프 ( Tuple Space 와 비슷한 것)를 만드는 것 입니다.



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Jukka가 링크하는 질문은 귀하의 질문에 완전히 대답하지 못할 수도 있습니다. 그렇다면이 것을 닫을 수 있고 그렇지 않은 경우 다른 점을 분명히 할 수 있습니까?
Suresh Venkat

@Suresh Venkat, Jukka가 링크 한 질문은 분명히 주제에 관한 것이지만 "분산 컴퓨팅에 대한 표준 / 허용 가능한 모델이없는 이유는 무엇입니까?" 내 질문은 확실히 하나와 함께 할 모든 것을 갖추고 있습니다,하지만 난에 대해 찾는 동기가되었다 은 / 어떤 분산 컴퓨팅의 공식적인 표현입니다.
Marcos Roriz Junior

확인. 합리적으로 들립니다.
Suresh Venkat

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그런데 "공유 테이프"접근 방식 은 분산 컴퓨팅 대신 병렬 컴퓨팅 모델과 비슷합니다 . 따라서 병렬 컴퓨팅 분야에서 사용되는 모델 (예 : PRAM 모델)을 보는 것이 좋습니다.
Jukka Suomela

답변:


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튜링 머신 위에 분산 시스템의 공식적인 표현이 있습니까?

이와 관련하여 토론 (주 카가 코멘트에 게시 한 링크 참조)을 보는 방법입니다. 분산 시스템을 공식적으로 표현하는 방법은 주로 시스템을 보는 방법에 따라 다르며 "좋아하는 시스템 가정"(즉, 분산에 대한 작업의 상대적 타이밍)에 따라 달라집니다. 시스템), 커뮤니케이션 (메시지 전달 대 공유 메모리), 결함 (프로세스 및 / 또는 링크, 양성 또는 비잔틴 등), 커뮤니티가이 점에 동의하지 않기 때문에 기본 형식에 대한 합의도 없습니다. .

분산 컴퓨팅을 이용하기 위해 튜링 머신의 개념을 확장 (변형 화) 할 수 있습니까?

전적으로 가능하다고 생각하지만 아무도 아는 사람이 없었습니다. 내가 아는 것은 다음과 같습니다.

  1. Lynch의 Distributed Computing 서적에서도 사용되는 Timed IO Automata
  2. 순차적 프로세스 통신
  3. 행동의 시간적 논리
  4. Pi-Calculus (Alex가 이미 언급 함)
  5. 그리고 더 (여기서 언급 되어질 것입니다) ...

설명 주셔서 감사합니다. 모델이 어떻게 동기화되어야하는지 (동기화, 비 동기화 등)에 대한 불화 점은 표준화 된 모델 생성에 확실히 영향을줍니다. 훌륭한 링크, 답변 주셔서 감사합니다 :-).
Marcos Roriz Junior


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Petri Nets 가 아직 언급되지 않은 것에 놀랐습니다 ! 착색 된 페트리 넷 또는 억제제 아크를 갖는 페트리 넷과 같은 페트리 넷의 연장 은 튜링-완전하다.


페트리 넷은 동시성에서 중요한 형식주의이지만 동기는 특정 물리적 프로세스를 모델링하려고 시도 할 때 실제로 TM과 비교할 수 없습니다.
Charles Stewart

페트리 자신 만이 물리적 시스템에 적용한다고 주장했습니다. 통신 소프트웨어, 비즈니스 프로세스 등을 설명하는 데 주로 사용됩니다.
reinierpost

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( 경고 : 다소 편향된 견해, 과장된 단순화 및 명백한 일반화. )

분산 컴퓨팅과 병렬 컴퓨팅의 차이점은 다음과 같이 요약 할 수 있습니다.

  • 에서는 분산 컴퓨팅 차 복잡도 조치와 관련된 통신정보 흐름 : 얼마나 많은 통신 발사 ( "시간"); 전송 된 비트 수
  • 에서는 병렬 컴퓨팅, 차 복잡도 측정은 관련된 계산정보 처리 : 몇 초 단계 ( "시간"); 저장된 비트 수

이 관점을 고려하면 분산 시스템을 모델링하기 위해 실제로 노드 (또는 프로세서 또는 컴퓨터)에 어떤 종류의 계산 능력 이 있는지는 중요하지 않습니다 .

O(n)

XX

TT

따라서 분산 시스템을 모델링하기 위해 튜링 머신을 시작점 으로 사용 하는 것은 다소 부 자연스러운 소리입니다. 반면, 병렬 컴퓨팅에서는 자연 스럽습니다 (모델이 일반적으로 튜링 머신 대신 PRAM과 같은 것임).


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일부 사람들은 자신의 관점에 따라 분산 시스템을 비결정론과 공정성의 경계에 대한 해석이 다르기 때문에 튜링 머신 보다 강력한 것으로 생각할 수 있다고 주장합니다 . 이 링크 에는 주제에 대한 흥미로운 토론이 있습니다. Herlihy / Shavit의 저서 "멀티 프로세서 프로그래밍 기술"에서는 Turing 계산이 본질적으로 (순차적) 알고리즘의 개념을 나타내며, 어떤 의미에서는 분산 컴퓨팅에 대한 추론에 적합하지 않다고 주장합니다. 나는 이것이 논쟁의 여지가 있고 논쟁의 여지가 있다는 것을 언급해야하므로, 내가 이것을 말하고 있기 때문에 아무도 나에게 돌을 던지지 않기를 바랍니다.


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나는 비교가 그리 적절하지 않다고 생각합니다. 간단히 말해서, 튜링 머신의 맥락에서 비결정론은 자원입니다. 머신이 여러 실행 경로를 동시에 따라갈 수있는 능력을 의미하므로 본질적으로 병렬 처리의 한 형태입니다. 분산 시스템의 맥락에서, 비결정론은 일반적으로 더 방해가됩니다. 동기화 및 실패와 같은 실제 분산 시스템의 다양한 예측할 수없는 속성을 모델링하는 데 사용됩니다.
Antonio Valerio Miceli-Barone
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