Синхронизация
Синхронизация — это координация событий для работы системы согласованной . Например, дирижер оркестра следит за синхронизацией и соблюдением ритма оркестра . Системы, в которых все части работают синхронно, называются синхронными или синхронизированными , а те, которые не работают, — асинхронными .
Сегодня синхронизация времени может происходить между системами по всему миру с помощью сигналов спутниковой навигации и других передачи времени и частоты методов .
Судоходство и железные дороги
[ редактировать ]Хронометрирование и синхронизация часов — важнейшая проблема морского судоходства на большие расстояния. До появления радионавигации и спутниковой навигации мореплавателям требовалось точное время в сочетании с астрономическими наблюдениями, чтобы определить, как далеко на восток или запад путешествовало их судно. Изобретение точного морского хронометра произвело революцию в морской навигации. К концу XIX века важные порты предоставляли сигналы времени в виде сигнального пистолета, флага или шара времени , чтобы моряки могли проверять и исправлять ошибки своих хронометров.
Синхронизация была важна в работе железных дорог 19-го века, поскольку они были первыми крупными видами транспорта, достаточно быстрыми, чтобы различия в среднем местном времени между близлежащими городами были заметны. Каждая линия решила эту проблему, синхронизировав все свои станции со штаб-квартирой по стандартному железнодорожному времени . На некоторых территориях компании использовали один железнодорожный путь, и им приходилось избегать столкновений. Необходимость строгого учета времени привела к тому, что компании остановились на одном стандарте, и гражданские власти в конечном итоге отказались от местного времени в пользу железнодорожного времени.
Коммуникация
[ редактировать ]С точки зрения электротехники , для цифровой логики и передачи данных синхронная схема требует тактового сигнала . Сигнал часов просто сигнализирует о начале или конце некоторого периода времени, часто измеряемого в микросекундах или наносекундах, который имеет произвольное отношение к любой другой системе измерения течения минут, часов и дней.
В другом смысле электронные системы иногда синхронизируются, чтобы события в удаленных друг от друга точках казались одновременными или почти одновременными с определенной точки зрения. [а] Технологии хронометража, такие как спутники GPS и протокол сетевого времени (NTP), обеспечивают доступ в режиме реального времени с точностью до шкалы времени UTC и используются для многих приложений наземной синхронизации такого рода.
В информатике (особенно в параллельных вычислениях ) синхронизация — это координация одновременных потоков или процессов для выполнения задачи с правильным порядком выполнения и без непредвиденных условий гонки ; см . в разделе «Синхронизация (информатика)» подробности .
Синхронизация также является важной концепцией в следующих областях:
- Криптография
- Синхронизация губ
- Мультимедиа
- Ритм
- Нейронаука
- Фотография
- Физика (Идея одновременности вызывает множество трудностей как на практике, так и в теории.)
- Синтезаторы
- Телекоммуникации
Динамические системы
[ редактировать ]Синхронизация нескольких взаимодействующих динамических систем может происходить, когда системы являются автономными генераторами . Фазовые генераторы Пуанкаре представляют собой модельные системы, которые могут взаимодействовать и частично синхронизироваться в случайных или регулярных сетях. [1] В случае глобальной синхронизации фазовых генераторов резкий переход от несинхронизированной синхронизации к полной происходит, когда сила связи превышает критический порог. Это известно как модели Курамото фазовый переход . [2] Синхронизация — это возникающее свойство, которое проявляется в широком диапазоне динамических систем, включая передачу нервных сигналов, биение сердца и синхронизацию световых волн светлячка.
Приложения
[ редактировать ]Нейронаука
[ редактировать ]В когнитивной нейробиологии (стимульно-зависимые) (фазо)синхронные колебания популяций нейронов служат для решения общей проблемы связывания . Согласно так называемой гипотезе связывания по синхронизации (BBS). [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] точная временная корреляция между импульсами нейронов («кросс-корреляционный анализ» [10] ) и таким образом возникает стимул-зависимая временная синхронизация когерентной активности субпопуляций нейронов. Более того, этот механизм синхронизации обходит проблему суперпозиции. [11] за счет более эффективной идентификации сигнатур синхронных нейрональных сигналов как принадлежащих друг другу для последующих (под)корковых областей обработки информации.
Когнитивная наука
[ редактировать ]В когнитивной науке механизмы интегративной (фазовой) синхронизации в когнитивных нейроархитектурах современного коннекционизма , которые включают связанные осцилляторы (например, «колебательные сети»). [12] ) используются для решения проблемы связывания когнитивной нейробиологии в перцептивном познании («привязка функций») и в языковом познании («привязка переменных»). [13] [14] [15] [16]
Биологические сети
[ редактировать ]Существует представление, что синхронизация биохимических реакций определяет биологический гомеостаз . Согласно этой теории, все реакции, происходящие в живой клетке, синхронизированы по количеству и времени для поддержания функциональности биологической сети . [17]
Человеческое движение
[ редактировать ]Синхронизация движений определяется как схожие движения между двумя или более людьми, выровненными во времени. [18] Это отличается от мимикрии, которая возникает после небольшой задержки. [19] Примерами могут служить линейный танец и военный шаг .
Мышечная связь — это идея о том, что движение во времени вызывает определенные эмоции. [20] Это положило начало первым исследованиям синхронизации движений и ее влияния на человеческие эмоции. Было показано, что в группах синхронизация движений повышает конформность, [21] сотрудничество и доверие. [22] [ не удалось пройти проверку ]
в диадах , группах из двух человек, синхронизация увеличивает аффилированность. Было продемонстрировано, что [23] самооценка, [24] сострадание и альтруистическое поведение [25] и увеличить взаимопонимание. [26] Было отмечено снижение синхронности между спорящими парами во время ссор; однако неясно, связано ли это с изменением эмоций или другими факторами. [27] Есть свидетельства того, что синхронизация движений требует, чтобы другие люди вызывали ее благотворное воздействие, поскольку влияние на принадлежность не происходит, когда один из членов диады синхронизирует свои движения с чем-то вне диады. [23] Это известно как межличностная синхрония.
В этих исследованиях ведутся споры относительно истинного эффекта синхронности. Исследования в этой области, подробно описывающие положительные эффекты синхронности, объясняют это только синхронностью; однако многие эксперименты включают общее намерение достичь синхронности. Действительно, Модель усиления сотрудничества предполагает, что восприятие синхронности приводит к усилению того, что сотрудничество происходит, что приводит к просоциальным эффектам синхронности. [28] Требуются дополнительные исследования, чтобы отделить эффект интенциональности от полезного эффекта синхронности. [29]
Использование
[ редактировать ]Синхронизация важна в цифровой телефонии , видео и цифровом аудио , где манипулируют потоками дискретных данных. Синхронизация изображения и звука была важной технической проблемой в звуковом кино . Более сложные приложения для фильмов, видео и аудио используют временной код для синхронизации звука и видео. [2] В кино- и телепроизводстве необходима синхронизация видеокадров с нескольких камер. Помимо базового редактирования, синхронизацию можно также использовать для 3D-реконструкции. [30]
В электроэнергетических системах синхронизация генератора требуется, когда несколько генераторов подключены к электрической сети.
Арбитры необходимы в цифровых электронных системах, таких как микропроцессоры, для работы с асинхронными входными данными. Существуют также электронные цифровые схемы, называемые синхронизаторами , которые пытаются выполнить арбитраж за один такт. Синхронизаторы, в отличие от арбитров, склонны к сбоям. (См. Метастабильность в электронике ).
Системы шифрования обычно требуют некоторого механизма синхронизации, чтобы гарантировать, что принимающий шифр декодирует нужные биты в нужное время.
Автомобильные трансмиссии содержат синхронизаторы , которые доводят зубчатые вращающиеся части (шестерни и шлицевой вал) до одинаковой скорости вращения перед зацеплением зубьев.
Синхронизация вспышки синхронизирует вспышку с затвором .
Некоторые системы могут быть лишь приблизительно синхронизированными или плезиохронными . Некоторые приложения требуют определения относительных смещений между событиями. Для других важен только порядок событий. [1]
См. также
[ редактировать ]- Атомные часы
- Синхронизация часов
- Синхронизация данных
- Двусторонняя синхронизация
- Синхронизация Эйнштейна
- Увлечение (физика)
- Эскимосское йо-йо
- Гомохронный
- Взаимное исключение
- Фазовая автоподстройка частоты
- Фазовая синхронизация
- Взаимная социализация
- Синхронизм (значения)
- Синхронизация (переменный ток)
- Синхронизация хаоса
- Права на синхронизацию
- Синхронизатор (значения)
- Синхронная конференц-связь
- Функция синхронизации времени (TSF)
- Синхронизация заказов и связанные темы
- Видео и аудиотехника
- Сравните с
- Асинхронность (значения)
- Сравнение синхронной и асинхронной сигнализации
- Синхронность , альтернативный организующий принцип причинности, предложенный Карлом Юнгом .
Примечания
[ редактировать ]- ↑ Альберт Эйнштейн в своей первой статье по теории относительности доказал в 1905 году, что на самом деле не существует абсолютно одновременных событий.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Нолти, Дэвид (2015). Введение в современную динамику: хаос, сети, пространство и время . Издательство Оксфордского университета .
- ^ Перейти обратно: а б «Удивительный секрет синхронизации» . Ютуб .
- ^ Сингер, В. (1999). Нейронная синхронность: универсальный код для определения отношений. Нейрон, 24, 49–65.
- ^ Сингер, В. (1999a). Связывание посредством нейронной синхронности. В Р. А. Уилсоне и Ф. К. Кейле (ред.): Энциклопедия когнитивных наук Массачусетского технологического института (стр. 81–84). Кембридж, Массачусетс, Лондон: MIT Press.
- ^ Сингер, В. (2009a). Сознание и синхронизация нейронов. В книге С. Лорейса и Г. Тонони: Неврология сознания: когнитивная нейробиология и невропатология (стр. 43-52). Амстердам: Эльзевир.
- ^ Сингер, В. (2009b). Нейронная синхронизация и привязка функций. В Энциклопедии неврологии Л. Р. Сквайра (ред.). Том. 6 (с. 253-259). Оксфорд: Академическая пресса.
- ^ Сингер, В. (2013a). Нейронный коррелят сознания: единство во времени, а не в пространстве? Нейронауки и человеческая личность: новые взгляды на человеческую деятельность Папская академия наук. Скрипта Вария. Том. 121. Ватикан. 2013. Источник: www.casinapioiv.va/content/dam/accademia/pdf/sv121/sv121-singer.pdf.
- ^ Сингер, В. (2013b). Возвращение к корковой динамике. Тенденции в когнитивных науках 17, 616–626.
- ^ Сингер, В. (2018). Нейронные колебания: неизбежны и полезны? Европейский журнал неврологии 48, 2389-2399.
- ^ Энгель, А.К., Кениг, П., Грей, К.М. и Сингер, В. (1990). Стимул-зависимые нейрональные колебания в зрительной коре головного мозга кошки: межколоночное взаимодействие, определенное с помощью кросс-корреляционного анализа. Европейский журнал неврологии, 2, 588-606.
- ^ Мальсбург, К. фон дер (1999). Что и почему связывает: точка зрения моделиста. Нейрон, 24, 95–104.
- ^ Вернинг, М. (2012). Несимволическое композиционное представление и его нейронная основа: на пути к эмулятивной семантике. В М. Вернинге, В. Хинзене и Э. Мачери (ред.), Оксфордском справочнике по композиционности (стр. 633-654). Издательство Оксфордского университета. Оксфорд.
- ^ Маурер, Х. (2021). Когнитивная наука: Интегративные механизмы синхронизации в когнитивных нейроархитектурах современного коннекционизма . CRC Press, Бока-Ратон/Флорида, ISBN 978-1-351-04352-6 . дои : 10.1201/9781351043526 .
- ^ Маурер, Х. (2016). « Интегративные механизмы синхронизации в коннекционистских когнитивных нейроархитектурах ». Вычислительная когнитивная наука . 2:3. два : 10.1186/s40469-016-0010-8 .
- ^ Маркус, GF (2001). Алгебраический ум. Интеграция коннекционизма и когнитивной науки. Книга Брэдфорда , MIT Press, Кембридж, ISBN 0-262-13379-2 . дои : 10.7551/mitpress/1187.001.0001 .
- ^ Бехтель, В. и Абрахамсен, А.А. (2002). Коннекционизм и разум: параллельная обработка, динамика и эволюция в сетях. 2-е издание. Издательство Блэквелл, Оксфорд.
- ^ Холист, Роберт; Бубак, Гжегож; Кальварчик, Томаш; Квапишевская, Карина; Михальский, Ярослав; Пильц, Марта (2024). «Живая клетка как самосинхронизированный химический реактор» . Дж. Физика. Летт . doi : 10.1021/acs.jpclett.4c00190 . ПМК 11000238 .
- ^ Кондон, штат Вашингтон; Огстон, штат Вашингтон (1 октября 1966 г.). «Звуковой киноанализ нормальных и патологических моделей поведения». Журнал нервных и психических заболеваний . 143 (4): 338–347. дои : 10.1097/00005053-196610000-00005 . ISSN 0022-3018 . ПМИД 5958766 . S2CID 19384588 .
- ^ Ричардсон, Майкл Дж.; Марш, Керри Л.; Шмидт, Р.К. (1 февраля 2005 г.). «Влияние визуального и вербального взаимодействия на непреднамеренную межличностную координацию». Журнал экспериментальной психологии. Человеческое восприятие и производительность . 31 (1): 62–79. CiteSeerX 10.1.1.176.8093 . дои : 10.1037/0096-1523.31.1.62 . ISSN 0096-1523 . ПМИД 15709863 .
- ^ Макнил, Уильям Харди (30 сентября 1997 г.). Держаться вместе во времени . hdl : 2027/heb.04002.0001.001 . ISBN 978-0-674-50230-7 .
- ^ Донг, Пинг; Дай, Сяньчи; Уайер, Роберт С. (1 января 2015 г.). «Актеры подчиняются, наблюдатели реагируют: влияние поведенческой синхронности на конформность». Журнал личности и социальной психологии . 108 (1): 60–75. дои : 10.1037/pspi0000001 . ISSN 1939-1315 . ПМИД 25437130 .
- ^ «Синхронность и сотрудничество – PubMed – Результаты поиска» . Проверено 2 февраля 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б Хоув, Майкл Дж.; Восставший, Джейн Л. (2009). «Все дело во времени: межличностная синхронность увеличивает принадлежность». Социальное познание . 27 (6): 949. doi : 10.1521/soco.2009.27.6.949 .
- ^ Ламсден, Джоан; Майлз, Линден К.; Макрэ, К. Нил (1 января 2014 г.). «Синхронизировать или утонуть? Межличностная синхронность влияет на самооценку» . Границы в психологии . 5 : 1064. doi : 10.3389/fpsyg.2014.01064 . ПМК 4168669 . ПМИД 25285090 .
- ^ Вальдезоло, Пьеркарло; Дестено, Дэвид (1 апреля 2011 г.). «Синхронность и социальная настройка сострадания». Эмоция . 11 (2): 262–266. дои : 10.1037/a0021302 . ISSN 1931-1516 . ПМИД 21500895 .
- ^ Вачаркулксемсук, Таня; Фредриксон, Барбара Л. (1 января 2012 г.). «Незнакомцы в синхронизации: достижение воплощенного взаимопонимания посредством совместных движений» . Журнал экспериментальной социальной психологии . 48 (1): 399–402. дои : 10.1016/j.jesp.2011.07.015 . ISSN 0022-1031 . ПМК 3290409 . ПМИД 22389521 .
- ^ Пакстон, Александра; Дейл, Рик (1 января 2013 г.). «Спор нарушает межличностную синхронность» . Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 66 (11): 2092–2102. дои : 10.1080/17470218.2013.853089 . ISSN 1747-0226 . ПМИД 24303888 . S2CID 9565508 .
- ^ Реддиш, Пол; Фишер, Рональд; Бульбулия, Джозеф (1 января 2013 г.). «Давайте потанцуем вместе: синхронность, общая намеренность и сотрудничество» . ПЛОС ОДИН . 8 (8): е71182. Бибкод : 2013PLoSO...871182R . дои : 10.1371/journal.pone.0071182 . ISSN 1932-6203 . ПМЦ 3737148 . ПМИД 23951106 .
- ^ Элламил, Мелисса; Берсон, Джош; Маргулис, Дэниел С. (1 января 2016 г.). «Влияние и меры непреднамеренной групповой синхронизации» . Границы в психологии . 7 : 1744. doi : 10.3389/fpsyg.2016.01744 . ПМК 5101201 . ПМИД 27881968 .
- ^ Мур, Карл и др. « Синхронизация изображений с нескольких камер для реконструкции движущегося человека ». 2010 IEEE/ACM 14-й международный симпозиум по распределенному моделированию и приложениям реального времени. ИИЭР, 2010.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- СМИ, связанные с синхронизацией, на Викискладе?
- Я. Доманьский «Математическая синхронизация изображения и звука в анимационном фильме». Архивировано 12 июня 2016 г. на Wayback Machine.