Задержка (инженерия)

Задержка с общей точки зрения - это задержка во времени между причиной и следствием некоторых физических изменений в системе наблюдаемой . Задержка , как известно в игровых кругах , относится к задержке между вводом в моделирование и визуальным или слуховым ответом, часто возникающим из -за задержки сети в онлайн -играх. ^{[ 1 ]}

Задержка физически является следствием ограниченной скорости, с которой может распространяться любое физическое взаимодействие . Величина этой скорости всегда меньше или равна скорости света . Следовательно, каждая физическая система с каким -либо физическим разделением (расстоянием) между причиной и следствием будет испытывать какую -то задержку, независимо от природы стимуляции, на которую она была выставлена.

Точное определение задержки зависит от наблюдаемой системы или природы моделирования. При связи нижний предел задержки определяется средством, используемой для передачи информации. В надежных двухсторонних системах связи задержка ограничивает максимальную скорость, с которой информация может быть передана, так как часто существует ограничение на объем информации, которая в полете в любой момент. Ощутимая задержка оказывает сильное влияние на удовлетворенность пользователей и удобство использования в области взаимодействия человека с мачином . ^{[ 2 ]}

Коммуникации

Онлайн -игры чувствительны к задержке ( лаг ), поскольку время быстрого отклика на новые события, происходящие во время игровой сессии, вознаграждаются, в то время как медленное время отклика может нести штрафы. Из -за задержки передачи игровых событий игрок с подключением к интернету с высокой задержкой может показать медленные ответы, несмотря на соответствующее время реакции . Это дает игрокам с подключениями с низкой задержкой техническое преимущество.

Рынки капитала

Джоэл Хасбрук и Гидеон Саар (2011) измеряют задержку для выполнения финансовых транзакций на основе трех компонентов: время, необходимое для получения информации, чтобы охватить трейдера, выполнение алгоритмов трейдера для анализа информации и определения курса действий и сгенерированного действия Чтобы достичь обмена и получить реализацию. HASBROUCK и SAAR контрастируют с тем, как задержки измеряются многими торговыми площадками, которые используют гораздо более узкие определения, такие как задержка обработки, измеряемая от въезда порядка (на компьютере поставщика) к передаче подтверждения (от компьютер поставщика). ^{[ 3 ]} Торговля с использованием компьютеров развивалась до такой степени, что миллисекундные улучшения в сетевых скоростях предлагают конкурентное преимущество для финансовых учреждений. ^{[ 4 ]}

Сетки с переключенными пакетами

Задержка сети в сети с переключенной пакетом измеряется как одностороннее ( время от источника, отправляющего пакет в пункт назначения, или время задержки в оба Односторонняя задержка от назначения обратно к источнику). Задержка в обратном пути чаще цитируется, потому что ее можно измерить из одной точки. Многие программные платформы предоставляют услугу, называемую PING , которая может использоваться для измерения задержки в обратном пути. Ping использует Protocol Control Control Control (ICMP) запрос Echo , который заставляет получателя отправлять полученный пакет в качестве немедленного ответа, поэтому он обеспечивает грубый способ измерения времени задержки в обратном пути. Ping не может выполнить точные измерения, ^{[ 5 ]} главным образом потому, что ICMP предназначен только для диагностических или контрольных целей и отличается от реальных протоколов связи, таких как TCP . Кроме того, маршрутизаторы и поставщики интернет -услуг могут применять различные политики формирования трафика к различным протоколам. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Для более точных измерений лучше использовать конкретное программное обеспечение, например: hping , netperf или iperf .

Тем не менее, в нетривиальной сети типичный пакет будет пересылать по нескольким ссылкам и шлюзам, каждый из которых не начнет пересылать пакет, пока он не будет полностью получен. В такой сети минимальная задержка - это сумма задержки передачи каждой ссылки, а также задержка пересылки каждого шлюза. На практике минимальная задержка также включает в себя задержки в очереди и обработку. Задержка в очереди происходит, когда шлюз получает несколько пакетов из разных источников, направляющихся к одному и тому же пункту назначения. Поскольку обычно можно передавать только один пакет за раз, некоторые пакеты должны стоять в очереди на передачу, в результате чего дополнительная задержка. Задержки обработки возникают, в то время как шлюз определяет, что делать с недавно полученным пакетом. Bufferbloat также может вызвать увеличенную задержку, которая на порядок или более. Сочетание распространения, сериализации, очередей и задержек обработки часто дает сложный и переменный профиль задержки сети.

Задержка ограничивает общую пропускную способность в надежных двухсторонних системах связи, как описано продуктом задержки полосы пропускания .

Волокнистая оптика

Задержка в оптическом волокне в значительной степени зависит от скорости света . Это будет составлять к задержке 3,33 мкс за каждый километр длины пути. Индекс преломления большинства волоконно -оптических кабелей составляет около 1,5, что означает, что свет проходит примерно в 1,5 раза быстрее в вакууме, чем в кабеле. Это работает примерно до 5,0 мкс задержки на каждый километр. В более коротких сетях метро может возникнуть более высокая задержка из-за дополнительного расстояния в строительных стояках и перекрестных подключениях. Чтобы рассчитать задержку соединения, нужно знать расстояние, пройденное волокном, которое редко представляет -способ.

Из -за недостатков в волокне свет разлагается, когда он передается через него. Для расстояний более 100 километров усилители или регенераторы развернуты . Задержка, введенная этими компонентами, должна быть принята во внимание.

Спутниковая передача

Спутники на геостационарных орбитах достаточно далеко от Земли, что задержка общения становится значительной-около четверти секунды для поездки от одного наземного передатчика на спутник и обратно на другой наземный передатчик; Приблизительно к полу секунду для двусторонней связи от одной земной станции к другой, а затем обратно к первой. Низкая земля -орбита иногда используется для сокращения этой задержки за счет более сложного отслеживания спутников на земле и требует большего количества спутников в созвездии спутника для обеспечения непрерывного покрытия.

Аудио

Аудио -задержка - это задержка между тем, когда входит аудиосигнал, и когда он появляется из системы. Потенциальные участники задержки в аудиосистеме включают преобразование аналогового в цифровое преобразование , буферизацию , цифровую обработку сигналов , время передачи , преобразование в цифровом в аналоге и скорость звука в воздухе.

Видео

Задержка видео относится к степени задержки между временем передачи видеопотока и фактическим временем, которое перенос начинается. Сети, которые демонстрируют относительно небольшие задержки, известны как сети с низкой задержкой, в то время как их аналоги известны как сети с высокой задержкой.

Рабочий процесс

Любой отдельный рабочий процесс в системе рабочих процессов может быть подвержен некоторым типам операционной задержки. Возможно, даже тот случай, когда отдельная система может иметь более одного типа задержки, в зависимости от типа участника или поведения для достижения целей. Это лучше всего иллюстрируется следующими двумя примерами, связанными с авиаперелетом .

С точки зрения пассажира, задержка может быть описана следующим образом. Предположим, Джон Доу летит из Лондона в Нью -Йорк . Задержка его поездки - это время, когда ему нужно, чтобы он отправился из дома в Англии в отель, в котором он находится в Нью -Йорке. Это не зависит от пропускной способности лондонского New York Air Link-было ли 100 пассажиров в день, совершая поездку или 10000, задержка поездки останется прежней.

С точки зрения персонала полетов, задержка может быть совершенно другой. Рассмотрим персонал в аэропортах Лондона и Нью -Йорка. Только ограниченное количество самолетов может совершить трансатлантическое путешествие, поэтому, когда один приземляется, они должны подготовить его к обратной поездке как можно быстрее. Это может занять, например:

35 минут, чтобы очистить самолет
15 минут до заправки самолета
10 минут, чтобы загрузить пассажиров
30 минут до загрузки груза

Предполагая, что вышеупомянутое выполняется последовательно, минимальное время оборота плоскости - это:

35 + 15 + 10 + 30 = 90

Однако очистка, заправка и загрузки груза могут быть сделаны одновременно. Пассажиры могут быть загружены только после завершения чистки. Сниженная задержка, таким образом, такова:

35 + 10 = 45

15

30

Минимальная задержка = 45

Люди, участвующие в повороте, заинтересованы только в то время, которое требуется для их индивидуальных задач. Однако, когда все задачи выполняются одновременно, можно уменьшить задержку до длины самой длинной задачи. Если некоторые шаги имеют предпосылки, становится все труднее выполнять все шаги параллельно. В приведенном выше примере требование очистить плоскость перед загрузкой пассажиров приводит к минимальной задержке дольше, чем любая единая задача.

Механика

Любой механический процесс сталкивается с ограничениями, смоделированными ньютоновской физикой . Поведение дисков дает пример механической задержки. Здесь пришло время искать время, чтобы рука привода была расположена над соответствующей дорожкой, а затем задержку вращения для данных, кодируемых на блюде, чтобы повернуть из ее текущего положения в положение под головой считывания и записи диска .

Компьютерные аппаратные и программные системы

Компьютеры запускают инструкции в контексте процесса . В контексте многозадачности компьютера выполнение процесса может быть отложено, если также выполняются другие процессы. Кроме того, операционная система может запланировать, когда выполнить действие, которое командует процессом. Например, предположим, что команды процесса, которые вывод напряжения компьютерной карты установлен с высоким низким уровнем и т. Д. С скоростью 1000 Гц. Операционная система планирует процесс для каждого перехода (высокого уровня или низкого уровня) на основе аппаратных часов, таких как высокий таймер событий . Задержка - это задержка между событиями, генерируемыми аппаратными часами, и фактическими переходами напряжения от высокого до низкого или низкого до высокого.

Многие операционные системы настольных компьютеров имеют ограничения производительности, которые создают дополнительную задержку. Проблема может быть смягчена с помощью расширений и патчей в режиме реального времени, таких как Preempt RT .

В встроенных системах выполнение инструкций в реальном времени часто поддерживается операционной системой в реальном времени .

Обратите внимание, что в программных системах сравнительный анализ против «средней» и «медианной» задержки может вводить в заблуждение, потому что немногие выбросы могут их исказить. Вместо этого архитекторы программного обеспечения и разработчики программного обеспечения должны использовать «99 -й процентиль». ^{[ 8 ]}

Симуляции

В приложениях для моделирования задержка относится к задержке по времени, часто измеряемой в миллисекундах , между начальным входом и выводом явно заметны для стажера -симулятора или субъекта симулятора. Задержка иногда также называется задержкой транспорта . Некоторые власти ^{[ ВОЗ? ]} Различайте задержку задержки и транспортировки, используя термин « задержка» в смысле дополнительной задержки времени системы сверх времени реакции моделируемого транспортного средства, но это требует подробного знания динамики транспортного средства и может быть спорным.

В симуляторах как с визуальными, так и с системами движения особенно важно, чтобы задержка системы движения не была больше, чем визуальная система, или могут возникнуть симптомы имитационной болезни . Это связано с тем, что в реальном мире сигналы движения являются подсказками ускорения и быстро передаются в мозг, как правило, менее чем в 50 миллисекундах; За этим следует несколько миллисекундов спустя восприятие изменений в визуальной сцене. Визуальное изменение сцены, по сути, является изменением перспективы или смещения объектов, таких как горизонт, который занимает некоторое время, чтобы нарастать до заметных количеств после первоначального ускорения, что вызвало смещение. Следовательно, симулятор должен отражать ситуацию в реальном мире, гарантируя, что задержка движения равна или меньше, чем у визуальной системы, а не наоборот.

Смотрите также

Ссылки

^ «Задержка» архивирована 2021-04-22 на машине Wayback, полученной 2020-10-27.
^ Судерс, Стив. «Скорость и прибыль» . Получено 23 февраля 2023 года .
^ Хасбрук, Джоэл; Саар, Гидеон. «Торговля с низкой задержкой» (PDF) . п. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 11 ноября 2011 года . Получено 18 июля 2011 года .
^ «Высокочастотная торговля: когда миллисекунды значат миллионы» . Телеграф . Получено 2018-03-25 .
^ "Не злоупотребляй пинг!" Полем Архивировано с оригинала 12 октября 2017 года . Получено 29 апреля 2015 года .
^ Шейн Чен (2005). «Стратегии дискуссии сетевых протоколов / формирование трафика» . knowplace.org . Архивировано из оригинала 2007-01-09.
^ «Основная QoS Часть 1 - полицейская деятельность и формирование дорожного движения на маршрутизаторе Cisco iOS» . CCIE R & S. 19 сентября 2012 года . Получено 29 апреля 2015 года .
^ Основы данных Интенсивные приложения . 2021. ISBN 9781119713012 .

Дальнейшее чтение

М. Брайан Блейк (декабрь 2003 г.). «Координация нескольких агентов для оркестровки процесса, ориентированного на рабочий процесс» (PDF) . Информационные системы и журнал управления электронным бизнесом . Springer-Verlag. Архивировано из оригинала (PDF) на 2006-09-01.

Внешние ссылки

Моделирование задержки сетевой ссылки под Linux

[1] «Задержка» архивирована 2021-04-22 на машине Wayback, полученной 2020-10-27.

[2] Судерс, Стив. «Скорость и прибыль» . Получено 23 февраля 2023 года .

[3] Хасбрук, Джоэл; Саар, Гидеон. «Торговля с низкой задержкой» (PDF) . п. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 11 ноября 2011 года . Получено 18 июля 2011 года .

[4] «Высокочастотная торговля: когда миллисекунды значат миллионы» . Телеграф . Получено 2018-03-25 .

[5] "Не злоупотребляй пинг!" Полем Архивировано с оригинала 12 октября 2017 года . Получено 29 апреля 2015 года .

[6] Шейн Чен (2005). «Стратегии дискуссии сетевых протоколов / формирование трафика» . knowplace.org . Архивировано из оригинала 2007-01-09.

[7] «Основная QoS Часть 1 - полицейская деятельность и формирование дорожного движения на маршрутизаторе Cisco iOS» . CCIE R & S. 19 сентября 2012 года . Получено 29 апреля 2015 года .

[8] Основы данных Интенсивные приложения . 2021. ISBN 9781119713012 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]