Почему детерминизм важен в распределенных киберфизических системах

Распределенные системы обладают множеством внутренних неопределенностей. Сети и компоненты могут выходить из строя, сообщения могут задерживаться, а часы могут рассинхронизироваться. В результате многие разработчики опускают руки и решают, что им не нужны детерминированные модели, выбирая вместо этого простые в использовании шины типа «публикация-подписка», сети акторов и удаленные вызовы процедур. Но такой выбор сопряжен со значительными издержками. Поскольку базовые семантические модели являются недетерминированными, системы не определяют единственно правильный ответ на конкретный входной стимул. Это значительно затрудняет обнаружение ошибок во время выполнения и определение регрессионных тестов, защищающих от ошибок на этапе проектирования. Является ли наблюдаемое поведение одним из многих допустимых семантической моделью? Или это результат ошибки в системе? Более того, аномалии в таких недетерминированных семантических моделях часто редки и трудно воспроизводимы, а это означает, что системы могут хорошо работать при обширном тестировании, а затем выйти из строя в полевых условиях. Существуют лучшие альтернативы. В этом докладе известный профессор Эдвард А. Ли описывает детерминированные семантические модели для распределенных систем, которые позволяют проектировать надежные, отказоустойчивые системы, обеспечивая строгое регрессионное тестирование, а также обнаружение и реагирование на ошибки в режиме реального времени. Дополнительная информация: Страница Эдварда А. Ли на веб-сайте Калифорнийского университета в Беркли: https://www2.eecs.berkeley.edu/Faculty/Homepages/lee.html Lingua Franca: https://www.lf-lang.org/ Мартен Лохстрох, Кристиан Менар, Соруш Батени и Эдвард А. Ли. 2021. К созданию лингва франка для детерминированных параллельных систем. ACM Trans. Embed. Comput. Syst. 20, 4, Статья 36 (июль 2021 г.), 27 страниц. https://doi.org/10.1145/3448128 Кристиан Менар, Мартен Лохстрох, Соруш Батени, Мэтью Чорлиан, Артур Денг, Питер Донован, Клеман Фурнье, Шаокай Лин, Феликс Сучерт, Тассило Таннебергер, Хокеун Ким, Херонимо Кастрильон и Эдвард А. Ли. 2023. Высокопроизводительная детерминированная параллельность с использованием Lingua Franca. ACM Trans. Archit. Code Optim. 20, 4, статья 48 (декабрь 2023 г.), 29 страниц. https://doi.org/10.1145/3617687