Medición de tiempo en sistemas distribuidos

Medición de tiempo en sistemas distribuidos

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Culhuacán.

Sistemas Distribuidos

Resumen: Dentro del presente documento se habla sobre el tiempo en los sistemas distribuidos, cómo los medimos y de qué manera los hacemos compaginar, adicionalmente, se mencionan las características comunes de los sistemas distribuidos.

1. INTRODUCCIÓN.

Se denomina tiempo a una medida para dar cuenta de la duración cambios que experimenta cualquier aspecto del universo. El tiempo es una circunstancia intuitiva que se relaciona ineludiblemente con el cambio que experimentan las cosas y sus relaciones. Desde el punto de vista físico han existido diversas teorías que han dado cuenta de esta variable bajo presupuestos distintos. En la actualidad y gracias a la teoría de la relatividad, se considera que el tiempo es relativo y dependiente de otras variables como el espacio.

A lo largo de la historia como por ejemplo en el año 1707 debido a un naufragio hubo cerca de 2000 víctimas dónde 7 años después, ofrecieron libras a quien determinara la longitud con distintos tiempos.

En el año de 1884, fue aceptada la hora estándar por la Conferencia Internacional del Meridiano. A partir de este momento, se computaba 15° un aumento de una hora. Se definieron las siguientes versiones:

* UT0: Hora para las observaciones astronómicas

* UT1: Se introduce una corrección por el movimiento de los polos terrestres.

* UT2: UT1 corregido por las variaciones en el tiempo de rotación de la tierra.

Actualmente, la medida más exacta posible es la duración de un segundo.

Figura 1 Tiempo

1. TIPOS DE TIEMPOS

1. RELOJ DE CUARZO

Estos dispositivos están construidos en base de osciladores electrónicos, por lo general se estabilizan por un cristal de cuarzo los cuales son adaptados a la computadora.

Son característicos debido a que tienen una alta precisión y un bajo costo de fabricación. Son conocidos como “electrónicos” por la pieza de cuarzo que genera resonancia y funcionan de forma similar a los péndulos o el balancín en un reloj mecánico. El cuarzo se talla en forma de lámina y se introduce en un contenedor metálico para su protección. El cristal de cuarzo para vibrar debe ser alimentado por un campo eléctrico oscilante generado por un circuito electrónico (oscilador). El cristal sometido a un estímulo eléctrico puede continuar vibrando a una cierta frecuencia (dependiente de la propia naturaleza del cristal) hasta perder ese impulso inicial. Si se mantiene el estímulo de manera periódica y sincronizada, tendremos una señal a una frecuencia extraordinariamente precisa .

Este tipo de reloj se utiliza en sistemas electrónicos como: relojes, computadoras, etc. La frecuencia de la oscilación depende de:

* La forma en la que el cristal es cortado

* Tipo de cristal

* La magnitud de la tensión

En el cristal cuenta con un contador que tiene como funcionalidad incrementar el valor por cada ciclo del oscilador.

El cuarzo regula y estabiliza la frecuencia del oscilador electrónico que genera la señal eléctrica de la misma frecuencia. La onda excitada por la electricidad se alimenta en forma positiva al mismo. Estos relojes, pueden sufrir desviaciones en la frecuencia por la oscilación por los cambios de temperatura y la presión del alrededor.

2. RELOJ ATÓMICO

Este tipo de relojes se utilizan para obtener el Tiempo Atómico Internacional (TAI) y el Tiempo Universal Coordinado. Se denomina así al reloj dado a que el funcionamiento se basa en la frecuencia de una vibración atómica que alimenta un contador. Los primeros prototipos utilizaban como molécula de resonancia el amoníaco, pero su precisión no era muy superior a los estándares de la época basados en osciladores de cuarzo [2]. Actualmente las fuentes con las que funcionan son por medio de la emisión de cesio con lo cual, se inicia la emisión de fotos, los cuales, simulan una especie de onda que oscila como si fuera el péndulo de un reloj antiguo.

3. GPS y UTC

Este sistema se basa en una fuente de hora para comunicar este dato a diferentes localizaciones geográficas. Entre los diferentes tipos de información que nos brinda tenemos:

* Hora GPS

* UTC (Tiempo Coordinado Universal) como el que se produce en el Observatorio Naval de Estados Unidos

* La hora de cada ellos funcionan de manera independiente en cada satélite

Trucos para mejorar el GPS de tu móvil

Figura 4 GPS

En la computación, existen tres diferentes tipos de dispositivos de hardware que funcionan a la medición de los tiempos:

* Reloj de tiempo real

* Timer

* TSC

4. RELOJ DE TIEMPO REAL

Este dispositivo se encuentra alimentado por una batería para dejarlo funcionando cuando la máquina se encuentre apagada. Tiene un funcionamiento común como un reloj normal, puede ser consultado por medio de los puertos de comunicación utilizando llamadas hacia el Sistema Básico de entradas y salidas (BIOS) y nos ofrece horas, minutos y segundos.

5. TIMER

El timer está constituido por los siguientes elementos:

* Oscilador de frecuencia estabilizada a cristal de cuarzo, una frecuencia (los ciclos por segundo son dependiendo de la velocidad que tenga el CPU).

* Acumulador que lleva el número de oscilaciones y sus principales características (si se hace de forma descendente, de un prefijo hasta cero) esto es llamado counter registered.

* El registro mantenedor o latch register: Mantiene el valor desde el que se inicia el conteo en el registro acumulador.

* Registro de configuración con diferentes modos de uso:

* Un solo recorrido

* Conteo de forma ascendente o descendente

* Reiniciar el conteo

Al terminar la cuenta se emite una señal la cual puede ser conectada por medio de un dispositivo de interrupción.

6. TSC

Los procesadores modernos tienen un registro en el que llevan los ciclos que hace el CPU desde que arranca. Este dispositivo se denomina Contador de tiempo de sello o (TSC). El uso como referencia de tiempo tiene

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