同期

同期とは、システムを調和させて動作させるために、事象を調整することです。例えば、オーケストラの指揮者は、オーケストラの演奏を同期させ、リズムを合わせます。すべての部分が同期して動作するシステムは同期システムと呼ばれ、そうでないシステムは非同期システムと呼ばれます。

今日では、衛星航法信号やその他の時間・周波数伝送技術を用いて、世界中のシステム間で時刻同期を行うことが可能になっている。

長距離航海において、時刻の正確性と時計の同期は極めて重要な課題です。無線航法や衛星航法が普及する以前は、航海士は天体観測と合わせて正確な時刻を把握し、船が東西にどれだけ進んだかを判断する必要がありました。高精度な航海用クロノメーターの発明は、航海に革命をもたらしました。19世紀末までには、主要な港では 信号銃、旗、落下式時刻球などの形で時刻信号が発信され、船員はクロノメーターの誤差をチェックし、修正することができました。

19世紀の鉄道運行において、時刻同期は極めて重要だった。鉄道は、近隣の町々の地方平均時差が顕著になるほど高速な、最初の主要な輸送手段だったからである。各路線は、すべての駅を本社時刻に同期させることで、この問題を解決した。一部の地域では、鉄道会社が単一の線路を共有しており、衝突事故を避ける必要があった。厳密な時刻管理の必要性から、各社は一つの標準時刻を採用することになり、最終的に行政当局も地方平均時を廃止し、鉄道時刻を採用するに至った。

電気工学の用語で言えば、デジタルロジックやデータ転送において、同期回路にはクロック信号が必要です。クロック信号とは、マイクロ秒やナノ秒といった単位で測定される、ある時間単位の開始または終了を知らせる信号であり、分、時間、日といった他の時間単位とは任意の関係を持ちます。

別の意味では、電子システムは、遠く離れた場所での出来事をある視点から見て同時またはほぼ同時であるように見せるために同期されることがあります。^{[ a ]} GPS衛星やネットワークタイムプロトコル（NTP）などの時間管理技術は、 UTCタイムスケールに非常に近いリアルタイムアクセスを提供し、この種の多くの地上同期アプリケーションで使用されています。

コンピュータサイエンス（特に並列コンピューティング）において、同期とは、同時実行されるスレッドまたはプロセスを調整して、正しい実行順序で予期せぬ競合状態を起こさずにタスクを完了させることを指します。詳細については、 「同期（コンピュータサイエンス）」を参照してください。

同期は、以下の分野においても重要な概念です。

• 暗号化
• リップシンク
• マルチメディア
• ネットワーク生理学
• 神経科学
• 写真
• 物理学（同時性の概念は、実際的にも理論的にも多くの困難を伴う。）
• リズム
• シンセサイザー
• 電気通信
  • フレーム同期
  • 同期（ビデオ）

複数の相互作用する動的システムの同期は、システムが自律振動子である場合に発生する可能性があります。ポアンカレ位相振動子は、ランダムまたは規則的なネットワーク内で相互作用し、部分的に同期できるモデルシステムです。 ^{[ 1 ]}位相振動子のグローバル同期の場合、結合強度が臨界閾値を超えると、非同期から完全な同期への急激な遷移が発生します。これは、蔵本モデルの相転移として知られています。^{[ 2 ]}同期は、神経信号、心臓の拍動、ホタルの光波の同期など、幅広い動的システムで発生する創発特性です。^{[ 3 ] [ 4 ]}カオスシステムにおける同期を定量化する統一的なアプローチは、測定データの統計分析から導き出すことができます。^{[ 5 ]}

動きの同期とは、時間的に同期した2人以上の人の似たような動きと定義される。^{[ 49 ]}これは、短い遅延の後に起こる模倣とは異なる。^{[ 50 ]}ラインダンスや軍隊のステップはその例である。

筋結合とは、時間に合わせて動くことで特定の感情が喚起されるという考え方である。^{[ 51 ]これは、動きの同期とそれが人間の感情に及ぼす影響に関する最初の研究のいくつかを促した。集団では、動きの同期は同調性、 [ 52 ]}協力、信頼を高めることが示されている。^{[ 53 ]}

2人組のグループでは、同期によって親和性^{[ 54 ]}、自尊心^{[ 55 ]} 、思いやりや利他的行動^{[ 56 ]}、そして親密さ^{[ 57 ]}が増すことが実証されている。口論中は、口論しているペア間の同期が低下することが指摘されているが、これが感情の変化によるものか、他の要因によるものかは明らかではない^{[ 58 ]} 。動きの同期には、その有益な効果をもたらすために他の人が必要であることを示す証拠がある。なぜなら、2人組の一方が2人組の外にある何かに動きを同期させている場合、親和性への影響は発生しないからである^{[ 54 ]} 。これは対人同期として知られている。

これらの研究における同期の真の効果については議論がある。同期の肯定的な効果を詳述したこの分野の研究では、これを同期のみに起因するものとしているが、多くの実験では同期を達成するための共通の意図が組み込まれている。実際、協力強化モデルは、同期の認識が協力が行われているという強化につながり、それが同期の向社会的効果につながると示唆している。^{[ 59 ]}意図の効果を同期の有益な効果から分離するには、さらなる研究が必要である。^{[ 60 ]}

同期は、サンプリングされたデータストリームが操作されるデジタル電話、ビデオ、デジタルオーディオにおいて重要です。画像と音声の同期は、トーキー映画における重要な技術的問題でした。より高度な映画、ビデオ、オーディオアプリケーションでは、タイムコードを使用して音声とビデオを同期します。^{[ 2 ]}映画やテレビの制作では、複数のカメラからのビデオフレームを同期する必要があります。同期は、基本的な編集を可能にするだけでなく、 3D再構成にも使用できます。^{[ 61 ]}

電力系統において、複数の発電機が電力網に接続されている場合、発電機の同期が必要となる。

マイクロプロセッサなどのデジタル電子システムでは、非同期入力を処理するためにアービタが必要です。また、1クロックサイクルでアービトレーションを実行しようとするシンクロナイザと呼ばれる電子デジタル回路もあります。シンクロナイザはアービタとは異なり、故障しやすいという欠点があります（電子工学におけるメタステーブル状態を参照）。

暗号化システムは通常、受信側の暗号が正しいビットを正しいタイミングで復号していることを保証するために、何らかの同期メカニズムを必要とする。

自動車のトランスミッションには、歯車とスプラインシャフトなどの回転部品が噛み合う前に、それらの回転速度を均一にするシンクロナイザーが組み込まれています。

フラッシュ同期機能は、フラッシュとシャッターを同期させます。

システムによっては、近似的に同期している、つまり近時的に同期しているだけの場合もある。アプリケーションによっては、イベント間の相対的なオフセットを決定する必要がある。他のアプリケーションでは、イベントの順序だけが重要となる。 ^{[ 1 ]}

• ウィキメディア・コモンズにおける同期に関連するメディア
• J. ドマンスキー「アニメーション映画における映像と音声の数学的同期」 2016年6月12日にウェイバックマシンにアーカイブ済み