Синхронизация — это координация событий для согласованной работы системы . 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 методов передачи времени и частоты .
Хронометрирование и синхронизация часов — важнейшая проблема морского судоходства на дальние 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 сбрасываемого шара времени , чтобы моряки могли проверять и исправлять свои хронометры на наличие ошибок.
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.
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. [a] Технологии хронометража, такие как спутники GPS и протокол сетевого времени (NTP), обеспечивают доступ в реальном 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 ; подробности см. в разделе «Синхронизация (информатика)» .
Синхронизация также является важной концепцией в следующих областях:
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 фазовый переход модели Курамото . [2] Синхронизация — это возникающее свойство, которое возникает в широком диапазоне динамических систем, включая передачу нервных сигналов, биение сердца и синхронизацию световых волн светлячка.
В когнитивной нейробиологии (стимульно-зависимые) (фазо)синхронные колебания популяций нейронов служат решению общей « проблемы связывания ». Согласно так называемой «гипотезе связывания по синхронизации (BBS)» [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] точная временная корреляция между импульсами нейронов («перекрестная -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 сигнатуры синхронных нейрональных сигналов как принадлежащих друг другу для последующих (суб)корковых областей обработки информации.
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 познании языка («связывание переменных»). [13] [14] [15] [16]
Синхронизация движений определяется как схожие движения между двумя или более людьми, выровненными во времени. [17] Это отличается от мимикрии, которая возникает после небольшой задержки. [18] Примерами являются линейный танец и военный шаг .
Мышечная связь — это идея о том, что движение во времени вызывает определенные эмоции. [19] Это положило начало первым исследованиям синхронизации движений и ее влияния на человеческие эмоции. Было показано, что в группах синхронизация движений увеличивает конформность, [20] сотрудничество и доверие. [21] [ не удалось проверить ]
Было продемонстрировано, что в диадах , группах из двух человек, синхронизация увеличивает привязанность, [22] самооценку, [23] сострадание и альтруистическое поведение [24] и усиливает взаимопонимание. [25] Было отмечено снижение синхронности между спорящими парами во время ссор; однако неясно, связано ли это с изменением эмоций или другими факторами. [26] 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. [22] Это известно как межличностная синхронность.
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. [27] Требуются дополнительные исследования, чтобы отделить эффект интенциональности от полезного эффекта синхронности. [28]
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 [29].
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]
СМИ, связанные с синхронизацией, на Викискладе?