分散式計算機系統

分散式計算機系統

所謂分散式計算機系統,是指由多台分散的計算機,經互連網路的聯接而形成的系統,系統的處理和控制功能分布在各個計算機上。分散式計算機系統又簡稱為分散式系統。

定義

分散式計算機系統是將多台小型微型機互連組成的一種新型計算機系統。它衝破了傳統的集中式單機局面,從分散處理的概念出發來組織計算機系統,具有較高的性能價格比,靈活的系統可擴充性, 良好的實時性、可靠性與容錯性等潛在優點,是近幾年來計算機科學技術領域中極受重視的新型計算機系統,現已成為迅速發展的一個新方向。

特點

無主從區分;計算機之間交換信息;資源共享;相互協作完成一個共同任務

通過多路傳輸數據點線,將主機和若干台外圍處理機聯成一個整體,共同擔負整個計算功能的系統。主機專門從事計算量大的數值計算,外圍處理機則承擔系統的控制操作。其優點是:

(1)加快了機器的運算速度;

(2)簡化了主機的邏輯結構;

(3)使作業系統在一定程度上得到了簡化。故現代大型武器系統的設計,常採用分散式計算機系統。

功能

1)通信結構:通信結構是指支持各個計算機聯網,以提供分散式套用的軟體。在分散式系統中,儘管每台計算機都有自己獨立的作業系統,並且這些計算機和作業系統的種類又可以是不同的,但它們都應該支持同樣的通信結構。

2)網路作業系統:由網路作業系統提供網路服務功能:分散式系統的硬體環境是計算機網路,系統中的個人計算機可以是單用戶工作站或伺服器,因此它需要由網路作業系統進行管理並提供網路服務功能。

3)分散式作業系統(透明性):有一個公共的分散式作業系統:在分散式系統中,各計算機共享一個公共的分散式作業系統。分散式作業系統由核心以及提供各種系統功能的模組和進程所組成。系統中的每一台計算機都必須保存分散式作業系統的核心,以實現對計算機系統的基本控制。

作用

分散式作業系統除了需要包括單機作業系統的主要功能外,還應該包括分散式進程通信、分散式檔案系統、分散式進程遷移、分散式進程同步和分散式進程死鎖等功能。

(1)分散式進程通信

分散式系統的進程通信是由分散式作業系統所提供的一些通信原語來實現的。但由於分散式系統中沒 有共享記憶體,這些原語需要按照通信協定的約定和規則來實現。與分散式進程通信有關的主要概念包括:通信協定,分散式環境中的客戶/伺服器工作模式,進程通 信的訊息傳遞方法和遠程過程調用方法。

(2)分散式檔案系統

分散式檔案系統是允許通過網路來互連的,使不同機器上的用戶已分享檔案的系統。它能讓運行它的所有主機共享,並可以管理作業系統核心和檔案系統之間的通信。

(3)分散式進程遷移

分散式進程遷移是指由進程原來運行的機器(稱為原機器)向目標機器(準備遷往的機器)傳送足夠數量的有關進程狀態的信息,使進程能在另一機器上運行。

(4)分散式進程同步

在分散式系統中,各處理機沒有共享記憶體和統一的時鐘,因此分散式進程同步必須對不同處理機中所發生的事件進行排序,還應該配有性能較好的分散式同步算法,以保證為實現進程同步所付出的開銷較小。

(5)分散式進程死鎖

在分散式系統中,也可能會因進程競爭資源而引起死鎖。對單處理機系統中討論過的死鎖對策只要稍加修改,就可用於多處理機系統。例如,只要在系統事件之間簡單地定義一個全序,有序資源分配死鎖預防技術就可用於分散式系統。

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