Çözebilir misin? Verilerinizi Koruyan Sihirli Matematik | Bilim

Geçici olarak Berkeley, Kaliforniya’ya taşındım ve burada “İkametteki Bilim İletişimcisi” olarak görev yapıyorum. Simons EnstitüsüTeorik bilgisayar bilimlerinde dünyanın önde gelen işbirlikçi araştırma enstitüsü.

Nano işbirliği günümüzün bilmecesidir; çay içerken arkadaş olduğum bir Microsoft bilgisayar bilimcisi bana bunu söyledi. Bunlar, tüm verilerimizi saklayan sonsuz sayıda bilgisayar içeren veri merkezleri, depolardır.

Veri merkezlerinin karşılaştığı sorunlardan biri fiziksel makinelerin güvenilmezliğidir. Sabit sürücüler her zaman arızalanır ve bu durumda tüm verileri kaybolabilir. Microsoft gibi şirketler, arızalı sabit disklerdeki verileri kurtarabileceklerini nasıl sağlıyor? Aşağıdaki bilmecenin çözümü aslında bu sorunun cevabıdır.

Bir veri merkezinin makinelerini rastgele arızalardan korumak için kullanabileceği açık bir strateji, her makineye bir kopya sağlamaktır. Bu durumda, bir sabit sürücü arızalanırsa verileri kopyadan kurtarırsınız. Ancak bu strateji çok verimsiz olduğundan kullanılmamaktadır. 100 makineniz varsa, 100 ek kopyaya ihtiyacınız olacaktır. Sizin de çıkarım yapacağınız gibi, daha iyi yollar var!

Kaybolan kutular

100 kutunuz var. Her kutuda tek bir numara bulunur ve aynı numaraya sahip iki kutu yoktur.

1. sana bunu söylüyoruz A rastgele kutular silinecektir. Ancak silinmeden önce alırsınız ekstra bir kutuve üzerine yalnızca bir sayı yazılmasına izin verildi. Numarayı silinen kutudan geri alabilmenizi garanti eden ekstra kutuya hangi numarayı koyarsınız?

2. sana bunu söylüyoruz iki rastgele kutular silinecektir. Ancak silinmeden önce alırsınız iki ek kutu, ve her birine bir sayı koymasına izin verildi. Silinen iki kutudaki numaraları kurtarabileceğinizi garanti etmek için bu iki kutuya hangi (farklı) sayıları koyarsınız?

Cevaplarla birlikte saat 17.00’de Birleşik Krallık’ta geri döneceğim. Bu arada, SPOİLER YOK, lütfen en sevdiğiniz sabit disklerden bahsedin.

Buradaki benzetme, her muhafazanın bir sabit sürücü olması, muhafazanın içindeki sayının veri olması ve muhafazanın çıkarılmasının sabit sürücünün arızalanması olmasıdır. Ekstra bir sabit sürücüyle tek bir sabit sürücünün rastgele arızalanmasına karşı korunuruz, iki sabit sürücüyle de iki sabit sürücünün arızalanmasına karşı korunuruz. Bu kadar çok bilgiyi minimum yedeklemeyle rastgele arızalardan koruyabilmemiz sihirli görünüyor.

“Hata düzeltme kodları” alanı, rastgele sabit disk arızalarına karşı koruma sağlamak için gereken makine sayısının nasıl en aza indirileceği gibi sorulara yanıtlar sağlayan çok sayıda güzel teoriden oluşur. Ve teoriler işe yarıyor! Veri merkezleri hiçbir zaman mekanik arıza nedeniyle verilerinizi kaybetmez.

Çay arkadaşım Microsoft’un Baş Araştırmacısı Sivakanth Gopi’ydi. Şöyle söyledi: “Hata düzeltme kodlarının büyüsü, gürültülü ve hatalı bileşenler kullanarak güvenilir sistemler oluşturmamıza olanak tanıyor. Onlarla, güneş sistemimizin en uç noktalarına kadar herkesle iletişim kurabiliyor ve milyarlarca terabayt veriyi bulutta güvenli bir şekilde depolayabiliyoruz. Bu dünyanın gürültüsünü ve karmaşıklığını unutup, onun güzelliğinin tadını çıkarabiliriz.

2015’ten beri her Pazartesi buraya bir yapboz hazırlıyorum. Her zaman harika bulmacalar arıyorum. Bir tane önermek istiyorsanız bana bir e-posta gönderin.