同期と非同期の違い：どちらを選ぶ？

異なる種類の同期と非同期

同期と非同期は、私たちの生活のあらゆる場面に適用できる汎用的な概念と見なされます。次に、4つの具体例を挙げて、両者の違いを具体的に説明します。

通信

同期通信：

同期通信とは、同じ場所にいる、または同時にオンラインになっている2人以上の人々の間でよく発生し、会話からの直接的な応答を予想するものです。

メッセージやリクエストを送信すると、ビデオ会議、インスタントメッセージ、電話による会話など、即時の応答が返ってきます。

非同期通信：

非同期通信は、即座に応答が要求される同期通信とは異なり、リクエストと応答の間にタイムラグを許容するものです。例えば、友人にメッセージを送る場合、相手からの応答が遅れる可能性があり、その可能性を考慮した上で実行します。

非同期通信は、電子メールやクラウドコラボレーション、ビデオ録画などで多く発生します。

学習

今日、ますます多くの人々がオンラインコースに参加しています。この新しい学習方法は、多くの学生や先生を引き付けています。知識を共有する過程で、同期型と非同期型という2つの異なる方式が誕生しました。

同期型学習：

学生は特定の時間に授業に参加し、先生やクラスメートと交流することが必要です。そして、教師に直接フィードバックすることもできます。また、授業中のリアルタイムなディスカッションも、同期型学習において重要なことです。

非同期型学習：

多くの学生が非同期学習を好むのは、より良い主導権を握れるからです。学習の時間、教材、宿題まで、自分のニーズに合わせて選ぶことができます。

他の学生についていくために、厳しい学習スケジュールに従う必要はありません。つまり、非同期型学習は同期型学習に比べて、自由度が高いということです。

処理（プログラミング）

同期処理：

同期処理とは、すべてのタスクが順番に実行されるプログラミングのことです。ブロッキング入出力プロトコルを使用し、各タスクが実行された後に次のタスクが実行できます。

同期処理は、システム全体の正常な機能を確保するために、コンピューターの一部のリアクティブシステムで使用することができます。

非同期処理：

非同期処理は、同期処理とは違い、タスクを順番に実行する必要がありません。ノンブロッキングの入出力操作を使用し、複数のリクエストを同時に独立して引き受けることができます。

非同期処理を実行する場合、あるタスクが失敗した時、次のタスクを引き続き実行することができます。その一方、同期処理では、プロセスがブロック化されます。

データ転送

データ転送は、特に仕事や勉強の際によく使われる機能です。ファイルやフォルダーを同僚に送信する必要がある場合にデータ転送は非常に便利です。データ転送によって、データがネットワーク接続を使用する2つのデバイス間で転送されます。

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同期データ転送：

同期データ転送は、タイミング信号を伴う連続したデータ信号のストリームを転送し、受信機と送信機の間でデータの同期を確保できます。

非同期データ転送：

非同期データ転送はよく使われている転送形式です。非同期通信で文字を送る場合、文字間にある時間間隔は任意に設定することができます。もちろん、受信側はいつでも受信できる状態にしておく必要があります。

送信者はいつでも文字の送信を開始できるため、受信者が各文字を正しく受信できるように、各文字の最初と最後、つまりスタートビットとストップビットにマークを付ける必要があります。

また、パソコンでのデータ同期機能を聞いた、あるいは使用したことがあるでしょう。同期転送に通じて、自分のデータが別の場所にコピーされます。

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しかし、その仕組みは何ですか？非同期転送とは何ですか？そして、同期転送と非同期転送の違いは何なのでしょうか？

続いて、この記事では、同期転送と非同期データ転送の詳細な情報をご説明します。

同期転送 vs 非同期転送

定義：

非同期転送：

非同期転送は、通常、文字単位でデータを伝送します。非同期転送では、ビットをグループ単位で送信し、1グループは1文字以上の8ビットにすることができます。送信者はこれらのビットをいつでも送ることができ、受信者はビットがいつ到達するかを知ることはできません。

つまり、非同期転送の潜在的な問題は、データがいつ到着するかを受信者が認識できないことです。データを検知して反応する前に、最初のビットはすでに通過しています。

同期転送：

同期転送のビットパケットは、非同期転送よりはるかに大きいです。各文字は個別に送信されるのではなく、独自のスタートビットとストップビットがあります。

文字をまとめて送信する組み合わせをデータフレーム、または単にフレームと呼びます。

データフレームの最初の部分には、一組の同期文字が含まれています。これは、前述のスタートビットに似たビットのユニークな組み合わせであり、フレームが到着したことを受信機に知らせる役割を果たします。

ただし、送信側と受信側が同期するように、受信側がビットの到着と同じレートでサンプリングすることも保証できます。

まとめると、同期転送モードでは、送信側と受信側のクロックが一致し、文字間の伝送が間隔なく同期されます。

これに対して、非同期転送では、送信側と受信側のクロックが全く同じである必要はなく、文字間の転送は非同期です。

同期転送と非同期転送：比較すべきポイント

速度：

非同期データ転送は、同期転送よりも比較的遅くなります。非同期データ転送のトラフィック負荷は、同期転送よりも大きいです。

これは、データ転送量が少ない低速デバイスでは問題ありませんが、データ転送量の多い高速機では、このような大きなトラフィック負荷が転送速度を低下させる可能性があります。

また、同期転送の場合、受信側は各文字の開始と停止を行う必要がありません。フレーム同期文字を検出したら、次のデータが到着すると受信します。このプロセスにより、かかる時間は大幅に短縮されます。

コスト：

同期転送は非同期転送より経済的です。同期転送のデータビットのコストは、非同期転送に比べて低いです。

ただし、また他の問題を引き起こします。データフレーム内の実際のデータビットが増えるにつれて、それに応じてオーバーヘッドビットの割合が減少します。ただし、データ ビットが長くなるほど、データをキャッシュするために必要なバッファが大きくなり、その結果、フレームのサイズが制限されます。

また、フレームが大きくなればなるほど、伝送媒体を占有する連続時間を長くなります。極端な場合、これにより他のユーザーが長時間待機することになります。

時間間隔：

同期転送は固定の時間間隔を持ち一方、非同期転送はランダムな時間間隔を持ちます。

作動原理：

同期転送：データ信号の連続ストリームには、タイミング信号が伴います。

非同期転送：送信側と受信側はフロー制御方法を採用します。

処理プログラム：

同期ハンドラは、呼び出されたHTTPリクエストの処理が終了するまで戻りません。

非同期ハンドラは、ユーザーに送信する代わりに、独立して処理を実行するのに役立ちます。

ストレージ要件：

同期転送の場合、端末側にローカルストレージを必要としないが、非同期転送では回線の両端にローカルバッファストレージを利用してブロックを組み立てる必要があります。

これに加えて、信頼性の高い長期保存が必要な場合は、同期データ転送を実行することが推奨されます。

データの形式：

同期転送はブロックまたはフレーム形式でデータを送信し、非同期転送は文字またはバイト形式でデータを送信します。

転送方法：

同期転送では、文字のブロックを伝送ラインに高速で転送することができます。

非同期転送では、コンテンツを1文字ずつ転送する必要があります。

同期転送と非同期転送：動作原理

非同期転送：

非同期転送は、文字を伝送単位として、各文字には文字のスタートビットとストップビットを付けて開始と終了の目印とします。こうすることで、データ転送同期が可能になります。

非同期転送とは、文字間の時間間隔（ある文字の終わりと次の文字の始まり）が可変であり、時間関係を厳密に制限する必要はないと指します。

同期転送：

同期転送では、データブロックを転送単位とします。各データブロックの先頭と末尾には、ブロックの開始と終了を示す特別な文字やビット列が付加されます。

また、データブロックのエラー制御のためにチェックシーケンス（例えば、116ビットまたは32ビットのCRCチェックコード）を付加するのが一般的です。

同期転送は、データブロック間の時間間隔が固定されることを意味し、その時間規制は厳密に定義する必要があることを意味します。

同期転送と非同期転送：メリットとデメリット

同期転送

メリット：

• 大量のデータ転送をより効率的に処理できます。
• 接続されたデバイス間のリアルタイム通信を提供します。
• タイミングエラーを減らします。

デメリット：

データを受信する精度は、受信ビットを正確にカウントする受信機の能力に依存します。

非同期転送

メリット：

より柔軟で、データバイトが利用可能になり次第、データ転送を再開することができます。

デメリット：

• タイミングエラーが発生する可能性があります。
• 転送速度が同期転送より低下します。
• チャネルの偏差により、これらのビットの誤認識が生じやすくなります。

同期転送と非同期転送：主な相違点

1.非同期転送の単位は文字であり、同期転送の単位はフレームです。

2.非同期転送では、文字の先頭と末尾にあるスタートコードとエンドコードによって再同期のチャンスを捉える一方、同期転送では、データから同期情報を抽出します。

3.非同期転送はタイミングに対する要求が低く、同期転送は通常、特定のクロックラインを通じてタイミングを調整します。

4.非同期転送は、同期転送よりも効率が悪いです。

以上、同期転送と非同期転送についてご紹介しました。上記の内容を読んだ上、データ転送には同期転送の方が良いと思われたのではないでしょうか。そこで、次のセクションでは、データを同期する方法を説明します。

データ同期のより良い選択

今や同期機能は、日常生活や仕事において欠かせないものとなっています。同期データ転送を実行するなら、無料の同期ソフト‐MiniTool ShadowMakerを試す価値があります。

このソフトウェアは、自動同期と比較オプションを提供し、同期された項目の整合性と正確性を保証します。また、ファイルやフォルダーを複数の場所に同期させることができます。

それでは、まずMiniTool ShadowMakerをダウンロードしてインストールし、30日間で無料体験しましょう。

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ステップ1：「体験版で続く」をクリックして、このプログラムを開きます。

ステップ2：「同期」タブに切り替え、「ソース」セクションをクリックします。

ステップ3：同期したいファイルを選択して、「OK」をクリックします。

ステップ4：「バックアップ先」セクションをクリックして、同期されたファイルの保存先フォルダーを選択します。ここでは、「ユーザー」「ライブラリー」「コンピューター」「共有済み」など、複数の場所にファイルを同期させることができます。同期場所を選択した後、「OK」ボタンをクリックします。

ステップ5：同期元と同期先を選択したら、「今すぐ同期」ボタンをクリックして、すぐに同期操作を実行できます。または、「後で同期」をクリックしてから、後で「管理」ページで遅延された同期タスクを再開できます。

さらに、定期的に同期タスクを実行することも設定できます。まず、「オプション」>「スケジュール設定」ボタンをクリックし、オンにします。その後、「毎日」「毎週」「毎月」「イベント時」の4つのオプションで自分のニーズに応じて選択し、ファイル同期をカスタマイズします。

この記事では、同期転送と非同期転送について解説します。お役に立てれば、Twitterで共有することができます。Twitterでシェア

結語

同期であろうと非同期であろうと、私たちの日常生活でよく使われています。この記事で挙げたわずかの具体例は、同期と非同期がいかに生活に浸透しているかを示すのに十分とは言い難いものです。ただし、この記事では、同期転送と非同期転送における両者の役割について確認できます。

MiniTool ShadowMakerを使用する際に何か問題が発生した場合、以下のコメント欄にメッセージを記入していただければ、できるだけ早く返信させていただきます。また、MiniToolソフトウェアの使用中に何かご不明な点がございましたら、[email protected]までお問い合わせください。