マスタースレーブと分散コンピューティング

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マスタースレーブと分散コンピューティングの違い

マスタースレーブ vs. 分散コンピューティング

マスタースレーブ（master-slave）は、複数の機器が協調動作する際に、複数機器の制御・操作を司る「マスター」機と、マスター機の一方的な制御下で動作する「スレーブ」機に役割を分担する方式のこと。. 分散コンピューティング（ぶんさんコンピューティング、英: Distributed computing）とは、プログラムの個々の部分が同時並行的に複数のコンピュータ上で実行され、各々がネットワークを介して互いに通信を行いながら全体として処理が進行する計算手法のことである。複雑な計算などをネットワークを介して複数のコンピュータを利用して行うことで、一台のコンピュータで計算するよりスループットを上げようとする取り組み、またはそれを実現する為の仕組みである。分散処理（ぶんさんしょり）ともいう。並列コンピューティングの一形態に分類されるが、一般に並列コンピューティングと言えば、同時並行に実行する主体は同じコンピュータシステム内のCPU群である。ただし、どちらもプログラムの分割（同時に実行できる部分にプログラムを分けること）が必須である。分散コンピューティングではさらに、それぞれの部分が異なる環境でも動作できるようにしなければならない。例えば、2台の異なるハードウェアを使ったコンピュータで、それぞれ異なるファイルシステム構成であっても動作するよう配慮する必要がある。 問題を複数の部分問題に分けて各コンピュータに実行させるのが基本であり、素数探索や数多く試してみる以外に解決できない問題の対処として用いられているものが多い。分散コンピューティングの例としてBOINCがある。これは、大きな問題を多数の小さな問題に分割し、多数のコンピュータに分配するフレームワークである。その後、それぞれの結果を集めて大きな解を得る。一般的に処理を分散すると一台のコンピュータで計算する場合と比べ、問題データの分配、収集、集計するためのネットワークの負荷が増加し、問題解決の為のボトルネックとなるため、部分問題間の依存関係を減らすことが重要な課題となる。 分散コンピューティングは、コンピュータ同士をネットワーク接続し、効率的に通信できるよう努力した結果として自然に生まれた。しかし、分散コンピューティングはコンピュータネットワークと同義ではない。単にコンピュータネットワークと言った場合、複数のコンピュータが互いにやり取りするが、単一のプログラムの処理を共有することはない。World Wide Web はコンピュータネットワークの例であるが、分散コンピューティングの例ではない。 分散処理を構築するための様々な技術や標準が存在し、一部はその目的に特化して設計されている。例えば、遠隔手続き呼出し (RPC)、Java Remote Method Invocation (Java RMI)、.NET Remoting などがある。.

ハードウェア

ハードウェア (hardware) とは、システムの物理的な構成要素を指す一般用語である。日本語では機械、装置、設備のことを指す。ソフトウェアとの対比語であり、単に「ハード」とも呼ばれる。.

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レプリケーション

レプリケーション（）とは、ソフトウェアやハードウェアの冗長なリソース間で一貫性を保ちながら情報を共有する処理を意味し、信頼性やフォールトトレラント性やアクセス容易性を強化する。同じデータを複数の記憶装置に格納することを「データレプリケーション」、同じ計算タスクを何度も実行することを「計算レプリケーション」という。計算タスクの場合、異なる機器上で実行すれば「空間的レプリケーション」となり、同じ機器上で繰り返し実行すれば「時間的レプリケーション」となる。Replication は本来は「複製」の意。 複製された実体へのアクセスは、一般に複製されていない単一の実体へのアクセスと同じである。外部のユーザーから見てレプリケーションは透過的でなければならない。また、障害発生時の複製物へのフェイルオーバーは、可能な限り隠蔽される。 データやサービスのレプリケーションは、一般に動的レプリケーションと静的レプリケーションに分けられる。動的レプリケーションでは、同じ要求を全複製で処理する。静的レプリケーションでは、1つの要求は1つの複製で処理され、それによる状態変化を他の複製に転送する。ある時点で1つのマスター複製が選ばれ、全要求を処理する場合、これを「プライマリ/バックアップ」型（マスタースレーブ型）といい、高可用クラスターでよく使われる。一方、任意の複製が要求を処理して状態を分配する場合、これを「複数プライマリ」型（データベースではマルチマスターレプリケーション）と呼ぶ。複数プライマリ型では、何らかの分散並行性制御が必須であり、分散ロックマネージャなどが使われる。 負荷分散は、異なる計算タスクを複数マシンに分配するのであって、計算レプリケーションとは異なる。ただし、負荷分散ではデータを複数マシンで共有する必要があるため、データレプリケーションを内部で行っている。 バックアップは、長期に渡ってコピーを保持し続けるため、レプリケーションとは異なる。レプリケーションでは、データは頻繁に更新される。.

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プロセス

プロセスとは、情報処理においてプログラムの動作中のインスタンスを意味し、プログラムのコードおよび全ての変数やその他の状態を含む。オペレーティングシステム (OS) によっては、プロセスが複数のスレッドで構成される場合があり、命令を同時並行して実行する。.

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クライアントサーバモデル

ライアントサーバ（client-server）モデルは、クライアントとサーバを分離する、コンピュータネットワークのソフトウェアモデルである。単にクライアント・サーバと呼ばれたり、俗にクラサバと略称されたり、などと表記されることも多い。.

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CPU

Intel Core 2 Duo E6600) CPU（シーピーユー、Central Processing Unit）、中央処理装置（ちゅうおうしょりそうち）は、コンピュータにおける中心的な処理装置（プロセッサ）。 「CPU」と「プロセッサ」と「マイクロプロセッサ」という語は、ほぼ同義語として使われる場合も多いが、厳密には以下に述べるように若干の範囲の違いがある。大規模集積回路（LSI）の発達により1個ないしごく少数のチップに全機能が集積されたマイクロプロセッサが誕生する以前は、多数の（小規模）集積回路（さらにそれ以前はディスクリート）から成る巨大な電子回路がプロセッサであり、CPUであった。大型汎用機を指す「メインフレーム」という語は、もともとは多数の架（フレーム）から成る大型汎用機システムにおいてCPUの収まる主要部（メイン）、という所から来ている。また、パーソナルコンピュータ全体をシステムとして見た時、例えば電源部が制御用に内蔵するワンチップマイコン（マイクロコントローラ）は、システム全体として見た場合には「CPU」ではない。.

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通信プロトコル

通信プロトコル（つうしんプロトコル、Communications protocol）、あるいはネットワーク・プロトコルは、ネットワーク上での通信に関する規約を定めたものである。「通信規約」や「通信手順」と訳す場合もある。.

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