2.2_relojes_fisicos_15-1
TRANSCRIPT
Desarrollo de sistemas distribuidos
UNIDAD TEMÁTICA IISincronización y Coordinación
Relojes físicos
Las computadoras utilizan circuitos electrónicos para dar seguimiento al tiempo
Cronómetro es una mejor palabra (temporizador) En realidad no son relojes Es un cristal de cuarzo mecanizado con precisión
Existen dos registros asociados con cada cristal Un contador Un mantenedor
Cada oscilación del cristal disminuye el contador en uno Cuando el contador llega a cero se genera una interrupción El contador se reinicia a partir del registro de mantenedor A cada interrupción se le conoce como marca de reloj
Relojes físicos
Cuando un sistema se inicia se solicita al usuario la fecha y la hora Se respalda la ROM CMOS
En cada marca del reloj el procedimiento de servicio de interrupción agrega uno a la hora almacenada en memoria
Relojes físicos
Con una sola computadora y un solo reloj no importa mucho si este reloj está desfasado por una pequeña cantidad
Con varias CPU y cada una con su propio reloj Imposible garantizar que los cristales de las
diferentes computadoras funcionen exactamente con la misma frecuencia
Los relojes (software) se salen gradualmente de sincronía
Distorsión de reloj
Relojes físicos
¿Cómo se mide en realidad el tiempo?
Relojes mecánicos en el siglo XVII -> el tiempo se ha medido astronómicamente -> día solar
El segundo solar se define exactamente como 1/86400 de un día solar
Relojes físicos
En la década de 1940 se estableció que el periodo de rotación de la Tierra no es constante Fricción de las mareas Resistencia atmosférica Variaciones de corta duración a lo largo del día
probablemente ocasionadas por la gran turbulencia de la lava del centro de la Tierra
Se calculó la duración del día midiendo muchos días y tomando el promedio antes de dividirlo entre 86400 -> segundo medio solar
Relojes físicos
En 1948 se crea el reloj atómico Conteo de las transiciones del átomo de cesio
133 El segundo atómico se define como el tiempo
que necesita el átomo de cesio 133 para efectuar exactamente 9192631770 transiciones
Diversos laboratorios del mundo tienen relojes de cesio 133 Bureau International de l’Heure (BIH) de París Promedio -> Tiempo Atómico Internacional (TAI) 12:00 a.m. del 1 de enero de 1958
Relojes físicos
86400 segundos TAI son ahora aproximadamente 3 ms menos que un día medio solar
El BIH resuelve el problema introduciendo segundos vacíos siempre que la discrepancia entre el TAI y el tiempo solar alcanza los 800 ms
Relojes físicos
Esta corrección da lugar a un sistema de tiempo basado en segundos TAI constantes pero que permanecen en fase con el movimiento aparente del Sol
Tiempo Universal Coordinado (UTC) Las empresas de energía eléctrica sincronizan el
tiempo de sus relojes de 60 o 50 Hz con el UTC Cuando el BIH anuncia un segundo vacío la frecuencia
se eleva a 61 o 51 Hz Un sistema operativo▪ Software especial para contar los segundos vacíos conforme
sean anunciados▪ Usar la línea de energía
Relojes físicos
Para proporcionar el UTC a la gente que necesita el tiempo exacto National Institute of Standard Time (NIST) Estaciones de radio de onda corta▪ WWV ▪ Fort Collins, Colorado▪ Emite un pulso corto al inicio de cada segundo
UTC +/-1 ms En Inglaterra▪ La estación MSF▪ Rugby, Warwickshire
Relojes físicos
Satélites El Geostationary Environment
Operational Satellite Precisión UTC de 0.5 ms
Se requiere un conocimiento preciso de la posición relativa del emisor y del receptor Compensar el retraso en la propagación
de la señal
Sistema de posicionamiento global
Sistema distribuido altamente específico y dedicado llamado GPS
Basado en un satélite puesto en órbita en 1978
Aplicaciones Militares Civiles: principalmente en la navegación Teléfonos GPS: posición
Sistema de posicionamiento global
29 satélites que circulan cada uno en una órbita situada a una altura aproximada de 20000 km
Cada satélite Cuatro relojes atómicos Calibrados en la Tierra Transmite su posición de manera continua
Para localizar el receptor Sólo tres satélites
Exposición
1. Investigue al menos tres fuentes de retraso que pueden introducirse entre transmisores WWV del tiempo y los procesadores de un sistema distribuido configurando sus relojes internos.
2. Considere el comportamiento de dos máquinas de un sistema distribuido. Ambas tienen relojes que se supone deben de hacer marcas 1000 veces por milisegundo. Una máquina si lo hace, pero la otra hace marcas cada 990 veces por milisegundo. Si las actualizaciones llegan una vez por minuto ¿Cuál es el máximo desajuste de reloj que ocurrirá?
3. Proporcione ejemplos de aplicaciones distribuidas que pueden utilizar la información GPS.