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分布式系統(tǒng)

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1.分布式系統(tǒng)定義[1]

當討論分布式系統(tǒng)時,我們面臨許多以下這些形容詞所描述的 同類型: 分布式的、刪絡的、并行的、并發(fā)的和分散的。分布式處理是一個相對較新的領域,所以還沒有‘致的定義。與順序計算相比、并行的、并發(fā)的和分布式的計算包括多個PE問的集體協(xié)同動作。這些術語在范圍一卜相互覆蓋,有時也交換使用。

*“并行的”意味著從一個單一控制線程對數(shù)據(jù)集的鎖步(1ockst ep)動作。

在并行計算機級別上, 指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)計算機就是一個使用多個數(shù)據(jù)處理單元在許多數(shù)據(jù)項上同時進行相同或相似操作的例子。

*“并發(fā)的”意味著某些動作可以以任意次序執(zhí)行。例如,在史島級別,卜和在多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)并行計算機上進行部分獨立的操作。

*“分布式的”意味著計算的成本或性能取決于數(shù)據(jù)和控制的通信。

如果 個系統(tǒng)的部件局限在一個地方,它就是集中式的:如果它的部件在不同地l20方,部件之間要么不存在或僅存在有限的合作,要么存在緊密的合作,它是分散式的。

當一個分散式系統(tǒng)不存在或僅存在有限的合作時,它就被稱作網(wǎng)絡的;否則它就被稱作分布式的,表示在不同地方的部件之間存在緊密的合作。在給出分布式系統(tǒng)具體定義的模型中,分布式系統(tǒng)可以用硬件、控制、數(shù)據(jù)這三個維度加以檢驗。

分布式系統(tǒng)=分布式硬件+分布式控制+分布式數(shù)據(jù)

2.分布式系統(tǒng)應用和標準[1]

分布式系統(tǒng)被用在許多不同類型的應用中。以下我們列出了一些應用。對這些應用而言,使用分布式系統(tǒng)要比其他體系結構如處理機和共享存儲器多處理機更優(yōu)越:

  • 并行和高性能應用

原則上,并行應用也可以在共享存儲器多處理機上運行,但共享存儲器系統(tǒng)不能很好地擴大規(guī)模以包括大量的處理機。HPCC(高性能計算和通信)應用一般需要一個可伸縮的設計,這種設計取決于分布式處理。

  • 容錯應用

因為每個P E是自治的,所以分布式系統(tǒng)更加可靠。一個單元或資源(軟件或硬件)的故障不影響其他資源的正常功能。

  • 固有的分布式應用

許多應用是固有分布式的。這些應用是突發(fā)模式(burstmode)而非批量模式(bulk mode)。這方面的實例有事務處理和Internet Javad,程序。

這些應用的性能取決于吞吐量(事務響應時陽J或每秒完成的事務數(shù))而不是一般多處理機所用的執(zhí)行時間。

對于一組用戶而言, 分布式系統(tǒng)有一個特別的應用稱為計算機支持的協(xié)同工作(computer supported Cooperati veworking,CSCW)或群件(groupware), 支持用戶協(xié)同工作。另一個應用是分布式會議, 即通過物理的分布式網(wǎng)絡進行電子會議。同樣,多媒體遠程教學也是一個類似的應用。

由于在不同的平臺上如:Pc、工作站、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上可獲得非常多樣的應用,用戶希望能超出他fliP c的限制以獲得更廣泛的特十牛、功能和性能。不同網(wǎng)絡和環(huán)境(包括分布式系統(tǒng)環(huán)境)下的q 操作性變得越來越重要。為了達到互操作性,用戶需要一個標準的分布式計算環(huán)境,在這個環(huán)境里,所有系統(tǒng)和資源都可用。

DCE (分布式計算環(huán)境)是OSF (開放系統(tǒng)基金會)開發(fā)的分布式計算技術的工業(yè)標準集。它提供保護和控制對數(shù)據(jù)訪問的安全服務、容易尋找分布式資源的名字服務、以及高度可伸縮的模型用于組織極為分散的用戶、服務和數(shù)據(jù)。D C E可在所有主要的計算平臺上運行, 并設計成支持異型硬件和軟件環(huán)境下的分布式應用。

DCE已經(jīng)被包括TRANSVARL在內(nèi)的一些r一商實現(xiàn)。TRANSVARL是最早的多廠商組(multi vendor team)的成員之一,它提出的建議已成為DC E體系結構的基礎。在中可以找到利用DCE開發(fā)分布式應用的指南。具有標準接口和協(xié)議的系統(tǒng)也叫做開放系統(tǒng)。

一些其它標準基于一個特別的模型,比如CORBA (公用對象請求代理程序體系結構),它是由OMG (對象管理組)和多計算機廠商聯(lián)盟開發(fā)的一個標準。CORBA使用面向對象模型實現(xiàn)分布式系統(tǒng)中的透明服務請求。

工業(yè)界有自己的標準,比如微軟的分布式構件對象模型(DCOM)和Sun Microsystem公司的Java Beans。

3.基于志愿者計算的分布式系統(tǒng)的應用[1]

大規(guī)模計算資源共享是網(wǎng)格計算和其它基于Internet 的計算模式的首要目標之。志愿者計算模型作為計算網(wǎng)格的一個重要分支,近年來在工程和科學計算中顯示出越來越重要的作用。志愿者計算環(huán)境具有價格低廉、容易構建、高性能等優(yōu)點?,F(xiàn)有的計算平臺包括SETI @home,BOINC,HowU,Paradropper,XtremWeb,JNGI,P3等都是基于志愿者計算模式,這些系統(tǒng)利用連接在Internet上的計算資源(PC、集群等)執(zhí)行計算任務, 當這些資源處于空閑狀態(tài)時, 就啟動屏保程序主動連接服務器節(jié)點, 自動下載應用子程序和其對應的數(shù)據(jù)文件到本地執(zhí)行。子任務計算完后,它們把計算臨時結果返回給服務器,服務器最后把這些臨時結果進行匯總來完成整個計算。執(zhí)行子任務的機器稱為志愿者,志愿者越多,計算能力越強。

志愿者計算如今已被應用于高能物理、分子生物學、醫(yī)學、天體物理學、氣象研究等諸多領域。

相信隨著技術的發(fā)展,基于志愿者計算的分布式系統(tǒng)將會在越來越多的領域得到進一步的應用, 從而提高服務器處理任務的能力,進一步提高分布式作業(yè)系統(tǒng)的性能。

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