分布式系统之7、同步1
分布式系统复习-电子科技大学-曹晟-牛新征
分布式系统复习I1.分布式系统目标：资源共享、协同计算。
2.分布式系统问题源于三大特点：并发性、无全局时钟、故障独立性。
3.Internet & Intranet 难点：可扩展性（DNS、IP）、资源的定位、异构。
4.移动计算要解决的问题：避免由于移动需要重新配置的问题（DHCP）；无线带宽有限，需要考虑QoS；私密和安全问题；Ad hoc网络的路由问题。
5.P2P定义：计算机借助直接交换实现资源共享。
6.P2P与C/S的区别：P2P网络中的节点既可以获取其他节点的资源或服务同时也是资源或服务的提供者，即兼具client和sever双重身份。
7.挑战：异构性、开放性、安全性、故障处理、可扩展性、并发性、透明性（访问、位置、并发、复制、故障、移动、性能、扩展）。
II1.结构模型：构成系统各部分的位置、角色、它们之间的关系。
C/S、P2P、C/S变种2.基础模型：为分布式系统设计者揭示若干关键问题。
交互模型：处理消息发送的性能问题，解决分布式系统中设置时间限制的难题。
故障模型：试图给出对进程和信道故障的一个精确的约定，它定义了什么是可靠的信道和正确的进程。
安全模型：讨论对进程和信道的各种可能的威胁，引入了安全通道的概念，它可以保证在存在各种威胁的情况下通信的安全。
3.中间件：软件层，一组计算机上的进程和对象，它们相互交互，实现分布式系统的通信和资源共享。
为系统开发者屏蔽系统的异构性，提供更方便的编程模式。
4.交互模型：进程之间通过消息传递进行交互，实现系统的通信和协作功能；有较大的时延；时间是进程间进行协调的参考，在分布式系统中，很难有相同的时间概念；独立进程间相互配合的准确性受限于上面两个因素。
5.故障模型：计算机和网络发生故障，会影响服务的正确性；故障模型的意义在于定义可能出现的故障形式，为分析故障带来的影响提供依据；设计系统时，知道如何考虑容错需求。
6.安全模型：分布式系统的模块特性及开放性，使它们暴露在内部和外部的攻击下；安全模型的目的是提供依据，以此分析系统可能受到的侵害，并在设计系统时防止这些侵害的发生。
操作系统教程习题答案
1．单项选择题
（1）进程创建原语的任务是。
A、为进程编制程序B、为进程建立PCB表
C、为进程分配CPU D、为进程分配所需的各种资源
（2）进程从执行状态变为阻塞态的原因可能是。
A、D、某个进程被唤醒
（3）进程由执行态变化到就绪态的可能原因是。
A、等待的事件发生B、高优先级进程到来
3．基本概念的解释和辨析
（1）进程和程序
a.进程是动态的，程序是静态的
b.进程是暂时的，程序是永久的
c.进程与程序的组合结构不同
（2）进程和作业
一个正在执行的进程称为作业，作业可包含一个或多个进程
（3）进程和线程
a.地址空间资源：不同的进程地址空间是相互独立的，而统一进程的各线程共享同一地址空间
b.并发性：引入线程的操作系统中，不仅进程之间可以并发执行，而且一个进程的多个线程之间亦可并发执行
单项选择题1以下关于死锁的必要条件的叙述中错误的是a只要具备了死锁的必要条件就一定发生死锁现象b解决死锁问题可以从死锁的必要条件出发c一旦出现死锁处于死锁状态的进程一定同时具备死锁的必要条件d死锁的四个必要条件之间不是完全独立的但也不是等价的2以下关于死锁检测的叙述中错误的是a只要检测出死锁尚未解除则再申请该类资源的进程一定会卷入死锁b只要检测出死锁尚未解除则使用该类资源的所有进程一定卷入了死锁c死锁检测方法对系统资源的分配不加限制只要有剩余资源就可以分配d死锁检测中系统需要反复检测各进程资源申请和分配情况3以下关于死锁问题的说法中正确的是a死锁问题是无法解决的但可以避免b死锁的预防是通过破坏进程进入不安全状态来实现的c通过避免死锁四个必要条件中的任何一个就可以实现死锁避免d死锁的检测和解除是配合使用的当系统检测到出现死锁时就通过死锁解除方法解除死锁4以下关于系统的安全状态的描述中正确的是a系统处于不安全状态一定会发生死锁b系统处于不安全状态可能会发生死锁c系统处于安全状态时也可能会发生死锁d不安全状态是死锁状态的一个特例?5资源的静态分配算法在解决死锁问题中用于??a死锁预防b死锁避免c死锁检测d死锁解除?6有3个进程共享个同类资源为使系统不会发生死锁每个进程最多可以申请个资源
什么是RAIDRAID0,RAID1,RAID2,RAID3,RAID4,RAID5,RAID6,RAID10
一.什么是RAID:RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的缩写，中文意思是独立冗余磁盘阵列。
冗余磁盘阵列技术诞生于1987年，由美国加州大学伯克利分校提出。
RAID磁盘阵列（Redundant Array of Independent Disks）简单地解释，就是将N台硬盘通过RAID Controller（分Hardware，Software）结合成虚拟单台大容量的硬盘使用，其特色是N台硬盘同时读取速度加快及提供容错性Fault Tolerant，所以RAID是当成平时主要访问Data的Storage不是Backup Solution。
在RAID有一基本概念称为EDAP（Extended Data Availability and Protection），其强调扩充性及容错机制，也是各家厂商如：Mylex，IBM，HP，Compaq，Adaptec，Infortrend等诉求的重点，包括在不须停机情况下可处理以下动作：RAID 磁盘阵列支援自动检测故障硬盘；RAID 磁盘阵列支援重建硬盘坏轨的资料；RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘备援 Hot Spare；RAID 磁盘阵列支援支持不须停机的硬盘替换 Hot Swap；RAID 磁盘阵列支援扩充硬盘容量等。
一旦RAID阵列出现故障，硬件服务商只能给客户重新初始化或者REBUILD，这样客户数据就会无法挽回。
因此对RAID0、RAID1、RAID5以及组合型的RAID系列磁盘阵列数据恢复，出现故障以后只要不对阵列作初始化操作，就有机会恢复出故障RAID磁盘阵列的数据。
二.关于RAID的技术规范介绍（1）RAID技术规范简介冗余磁盘阵列技术最初的研制目的是为了组合小的廉价磁盘来代替大的昂贵磁盘，以降低大批量数据存储的费用，同时也希望采用冗余信息的方式，使得磁盘失效时不会使对数据的访问受损失，从而开发出一定水平的数据保护技术，并且能适当的提升数据传输速度。
fastdfs同步原理(一)
fastdfs同步原理(一)FastDFS同步操作FastDFS是一个开源的分布式文件系统，具有高可靠性、高扩展性和高效性的特点。
在FastDFS中，同步是一个非常重要的操作，它确保了分布式文件系统中所有节点之间的数据一致性。
本文将从浅入深地解释FastDFS同步的相关原理。
1. 同步的概念和作用•同步是指将数据在不同节点之间进行一致性复制的过程。
•FastDFS的同步机制确保了分布式文件系统中的数据副本是一致的，避免了数据丢失和错误。
2. 同步方式FastDFS同步操作主要有三种方式：同步方式一步骤：1.被动同步：主节点将数据发送给从节点，从节点接收并保存数据。
同步方式二步骤：1.主动同步：主节点将数据发送给从节点，并等待从节点确认保存成功。
同步方式三步骤：1.并行同步：主节点将数据同时发送给多个从节点，所有节点接收并保存数据。
3. 同步原理FastDFS的同步原理主要包括以下几个关键步骤：数据切片1.系统将待上传的文件进行切片，生成多个数据块。
定位存储节点1.系统根据一定的算法，定位存储节点，确定主节点和从节点。
数据发送1.主节点将数据块发送给从节点，使用TCP/IP协议进行数据传输。
数据接收1.从节点接收主节点发送的数据块，并保存到本地存储设备中。
确认保存1.从节点保存数据块成功后，发送确认信息给主节点。
一致性校验1.主节点收到所有从节点的确认信息后，进行一致性校验，确保所有节点数据的一致性。
4. 同步策略FastDFS提供了多种同步策略，用于满足不同的业务需求。
同步延迟1.同步延迟是指主节点发送数据到从节点的时间。
2.同步延迟较低的情况下，数据副本的一致性较好，但对主节点的性能要求较高。
同步次数1.同步次数是指主节点发送数据到从节点的次数。
2.同步次数较高的情况下，数据副本的一致性较好，但对网络带宽和节点性能要求较高。
同步范围1.同步范围是指主节点与从节点间数据复制的范围。
2.同步范围可以是局部范围，也可以是全局范围。
2024年秋国开电大《企业信息管理》形考任务1-4
2024年秋国开电大《企业信息管理》形考任务1-4形成性考核（一）一、简答题2.数据、信息与知识的涵义及信息的价值属性是什么？参考答案：数据是信息的表现形式和载体，可以是符号、文字、数字、语音、图像、视频等。
信息是数据的内涵，信息是加载于数据之上，对数据作具有含义的解释。
知识是符合文明方向的，人类对物质世界以及精神世界探索的结果总和。
信息的价值属性可以从内容、时间以及形式三个方面来描述。
信息内容方面的价值属性包括正确性、相关性和完整性。
信息时间方面的价值属性包括及时性和现时性。
形式是指信息的实际结构。
3.什么是信息系统？信息系统的功能及其对组织的影响是什么？参考答案：信息系统(information systems，IS)是由人员、数据、反映业务活动的软件、网络和计算机硬件5个构件组成的一个集成系统。
信息系统都具备以下五个方面的功能：信息采集；信息存储；信息加工；信息传输；信息提供。
用来支持和提高企业的日常业务运行，以及满足管理决策人员解决问题和制定决策的信息需求。
4.企业如何通过信息技术形成自己的竞争优势。
参考答案：首先，企业可以通过建立健全的信息系统来收集、分析和利用大量的市场信息、竞争对手信息和客户信息，从而更好地了解市场需求和趋势。
其次，企业可以利用信息技术来提高生产效率和降低成本，比如实施ERP系统、自动化生产线等。
再者，企业可以通过信息化来改善客户体验，比如建立客户关系管理系统，提供个性化的服务。
此外，企业还可以利用信息优势来进行创新，比如利用大数据分析来发现新的商机，利用互联网技术开拓新的销售渠道等。
总之，信息优势可以帮助企业更好地了解市场、提高效率、改善客户体验和实现创新，从而获取竞争优势。
5.企业数字化转型的意义及趋势是什么参考答案：意义：1.提升劳动生产率。
数字化转型可以有效地提升劳动生产率，降本增效。
数字化转型，如业务流程的自动化，专业工作的智能化（如基于人工智能的创成式设计，基于区块链的智能合约），能够极大地减少不必要的低效率项目管理和专业工作，优化产能，实现降本增效的目标。
中科大分布式算法1
局部程序 执行局部计算——本地机器 发送和接收msg——邻居
形式地：一个系统或一个算法是由n个处理器p0, p1,…pn-1构成，每个处理器pi可以模型化为一个 具有状态集Qi的状态机（可能是无限的）
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§2.1.1 系统
状态（进程的局部状态） 由pi的变量，pi的msgs构成。 pi的每个状态由2r个msg集构成：
射电望远镜讯号主要由噪声 (来自天体的发射源与接收者的电子干扰) 与像电视转播站、雷达和卫星等等的人工讯号所组成。现代的 Radio SETI 计划会分析这些数字信息。有更强大的运算能力就可以搜寻更 广泛的频率范围以及提高灵敏度。因此，Radio SETI 计划对运算能 力的需求是永无止尽的。
原来的 SETI 项目曾经使用望远镜旁专用的超级计算机来进行大量的 数据分析。1995年，David Gedye 提议射电 SETI 使用由全球联网 的大量计算机所组成的虚拟超级计算机来进行计算，并创建了 SETI@home 项目来实验这个想法。SETI@home 项目于1999年5月 开始运行。
§1.1 分布式系统 分布式系统软件实例简介
ElcomSoft Distributed Password Recovery 是一款俄罗斯安全公司出品的分布式密码 暴力破解工具
能够利用Nvidia显卡使WPA和WPA2无线 密钥破解速度提高100倍
还允许数千台计算机联网进行分布式并行 计算
Owicki S, Gries D. Verifying Properties of Parallel Programs: An Axiomatic 15 Approach. Communication ACM 19, 5(1976), 279-285;
《计算机网络基础》第五版习题答案
《计算机网络基础》第五版习题答案第1章计算机网络概论一、选择题二、1、一定数量能独立工作的计算机、通过通信介质连接起来、共同遵守相应的标准、资源共享2、独立功能、通信介质、通信线路、网络软件、资源共享3、具有通信功能的4、ARPAnet，分组交换网5、资源共享、数据通信、通信子网、资源子网6、CHINAPAC7、中国公用计算机互联网、中科院科技网、国家教育和科研网、中国金桥网8、钱天白9、分布式处理10、数据通信、资源共享11、分布式输入、分布式计算、分布式输出12、局域网、城域网、广域网、总线型、环型、星型13、单播、组播、广播14、延长通信线缆长度，分布式访问控制策略15、集中式通信、线路交换、报文交换16、具有较高的传输速率、具有较低的误码率17、网络资源、网络管理作用18、城域网19、点、线20、服务器、客户机、网络集线设备、传输介质三、判断题四、问答题1．什么是计算机网络？将地理位臵不同但具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和通信线路连接起来，在功能完善的网络软件（网络协议、网络操作系统、网络应用软件等）的协调下实现网络资源共享的计算机系统的集合。
2．计算机网络的发展经历了哪几个阶段？第一阶段是具有通信功能的多机系统阶段第二阶段以通信子网为中心的计算机网络第三阶段网络体系结构标准化阶段第四阶段网络互连阶段3．简述计算机网络的主要功能？资源共享、数据通信、均衡负载相互协作、分布处理、提高计算机系统的可靠性4．按地理位臵来划分，计算机网络可以分为哪几类？局域网、城域网、广域网5．计算机网络的主要拓扑结构有哪些？星型、环型、总线型6．简述星型拓扑结构的特点？星型拓扑结构主要具有以下的一些优点：⑴易于故障的诊断与隔离⑵易于网络的扩展。
⑶具有较高的可靠性。
但其缺点也很明显，主要有：⑴过分依赖中央节点。
⑵组网费用高。
⑶布线比较困难。
7．什么是对等网？什么是C/S网？“对等网”也称“工作组网”，对等网上各台计算机的有相同的地位，无主从之分，网上任意节点计算机既可以作为网络服务器，为其它计算机提供资源；也可以作为工作站，以分享其它服务器的资源；任一台计算机均可同时兼作服务器和工作站，也可只作其中之一。
1.分布式协同计算基础-绪论
4.移动设备与物联网
丰富的输入和输出形式：触摸屏、各种类型的数字输入设 备(如数码相机等)、各种类型的传感器设备(如数字手套等) 、多媒体和各种移动终端
普适计算：指计算和环境融为一体，计算设备并不会强加 给人任何限制。以在任何时间、任何地点、以任何方式进 行信息的获取和处理。
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网格应用
I-WAY是一个大规模的广域计算测试平台。 Globus以I-WAY和I-Soft为基础，高性能计算
环境构建基础工具。 Legion强调工作站簇(或机群)上的并行任务的
高效运行。 NetSolve是基于代理技术的网络化科学计算环
境。 SETIhome， SETI （搜寻地外文明） 是一个寻
network link:
satellite link
移动计算
移动计算 在移动中执行计算任务的能力，访问因特网的 资源 位置清楚的计算（location –aware computing)： 在移动环境中，能够发现并附近的资源。 自组网络(Ad Hoc)
要解决的问题 避免由于移动而需要重新配置的问题（DHCP） 无线带宽有限，需要考虑QoS 私秘和安全问题的解决 Ad Hoc网络的路由问题
3.基础设施
基础设施：原指社会或企业团体正常运转所需要的物理设 施和基本服务，如道路、供水设施、电力网等
基础设施的特点：
基础设施是用于提供服务的固定资产 基础设施的发展倾向于自然垄断 基础设施是随着时间的进展而不断演变的 基础设施具有集成系统的特征
互联网可以作为：
通信基础设施 文档共享基础设施 支撑各种应用软件运营的基础设施
云计算的特征
云计算具有下面四个显著的典型特征:
《大型网站系统与JAVA中间件实践学习笔记》-1
《⼤型⽹站系统与JAVA中间件实践学习笔记》-1第⼀章：分布式系统介绍 定义：分布式系统是⼀组分布在⽹络上通过消息传递进⾏协作的计算机组成系统。
分布式系统的意义升级单机处理能⼒的性价⽐越来越低单机处理器能⼒存在瓶颈处于稳定性和可⽤性考虑阿姆达尔定律：s(P)=1/((1-p)+p/N) 其中P指的是程序中可并⾏的部分的程序在单核上执⾏的时间的占⽐，N表⽰处理器的个数（核⼼数）。
S(N)是指程序在N个处理器相对单个处理器的提升速度⽐。
单进程多线程和多进程的区别 线程是属于进程的，⼀个进程内的多个线程共享进程的内存空间；⽽多个进程之间的内存空间是相对独⽴的，因此多个进程间通过内存共享、交换数据的⽅式与多个线程间的⽅式就有所不同。
多进程相对于单进程多线程的⽅式来说，资源控制更容易实现，此外多进程中单个进程出现问题不会造成整体不可⽤。
分布式系统的难点1. 缺乏全局时钟2. ⾯对故障的独⽴性。
在分布式系统，整个系统的⼀部分有问题⽽其它部分正常是经常出现的情况，我们称之为故障的独⽴性。
3. 单点故障。
在整个分布式系统中，如果某个⾓⾊或者功能只有单台机器在⽀撑，那个这个节点称为单点，发⽣的故障称为单点故障。
在分布式系统中要尽量避免出现单点。
如果不能把单机实现变为集群实现，那么⼀般还有两种选择：给这个单点做好备份，能够在出现问题是进⾏恢复，并且尽量做到⾃动恢复，降低恢复所需要使⽤的时间。
降低单点故障的影响范围。
4.事务的挑战。
第⼆章：⼤型⽹站及架构的演进过程1.从⼀个单机交易⽹站说起 所有的功能模块和数据在单台服务器上，通过各个模块之间通过JVM内部的⽅法调⽤来进⾏交互，⽽应⽤和数据库之间是通过JDBC进⾏访问的。
2.单机负载告警，数据库与应⽤分离 随着访问量的增加，服务器负载持续升⾼，考虑将应⽤服务器和数据库服务器分离。
3.应⽤服务器负载告警，如何让应⽤服务器⾛向集群 应⽤服务器压⼒变⼤时，根据对应⽤服务器的监测结果，可以考虑将服务器从⼀台变为两台，增加服务器后急需解决如下连个问题：1. ⽤户对于应⽤服务器的选择问题，可以通过在应⽤服务器前增加负载均衡设备来解决。
分布式系统题库1-0-4
分布式系统题库1-0-4问题：[单选]在分布式数据库中，（）是指各场地数据的逻辑结构对用户不可见。
A.分片透明性B.场地透明性C.场地自治D.局部数据模型透明性在分布式数据库中，分布透明性指用户不必关心数据的逻辑分片，不必关心数据物理位置分配的细节，也不必关系各个场地上数据库数据模型。
分布透明性可归入物理独立性的范围，包括3个层次：分片透明性、位置透明性和局部数据模型透明性。
分片透明性是最高层次的分布透明性，即用户或应用程序只对全局关系进行操作而不必考虑数据的分片。
位置透明性是指用户或应用程序应当了解分片情况，但不必了解片段的存储场地。
位置透明性位于分片视图与分配视图之间。
局部数据模型透明性位于分配视图与局部概念视图之间，指用户或应用程序要了解分片及各片段存储的场地，但不必了解局部场地上使用的是哪种数据模型。
问题：[单选]对与在船上工作的人员而言：（）A.有压力是好事，没有压力人就没有上进的动力；B.长期生活在压力中对人的精神面貌是有积极的作用的；C.人对压力的反应是不同的，如不能适应会导致身体损耗和疾病；D.压力会使人成熟起来，使人能够冷静的对待自己周围所发生的事情。
问题：[单选]与集中式系统相比，分布式系统具有很多优点，其中（）不是分布式系统的优点。
A.提高了系统对用户需求变更的适应性和对环境的应变能力B.系统扩展方便C.可以根据应用需要和存取方式来配置信息资源D.不利于发挥用户在系统开发、维护、管理方面的积极性与主动精神根据硬件、软件、数据等资源在空间的分布情况，信息系统的结构可分为集中式和分布式两大类。
集中式系统的主要优点是：（1）信息资源集中，管理方便，规范统一。
（2）专业人员集中使用，有利于发挥他们的作用，便于组织人员培训和提高工作。
（3）信息资源利用率高。
（4）系统安全措施实施方便。
集中式系统的不足之处是：（1）随着系统规模的扩大和功能的提高，集中式系统的复杂性迅速增长，给管理、维护带来困难。
分布式单选试题及答案
分布式单选试题及答案1.在分布式系统中，N1和N2节点上存有相同的数据，当用户A对N1节点的数据进行修改时，正常情况下，N2节点会同步N1节点的数据，但是当出现分区容错时，即N1与N2节点由于某种原因数据无法同步，这时，用户B需要从N2节点获取数据，如果系统返回原来的旧数据给用户B，这个系统满足什么样的CAP条件（） [单选题] *A.选择分区容错性和一致性，放弃可用性B.满足分区容错性，可用性和一致性C.选择分区容错性和可用性，放弃一致性(正确答案)D.选择一致性和可用性，放弃分区容错性2.适合于存储大量复杂、互连接的数据类型，比如人际交往、推荐系统和知识图谱的NoSQL数据库有：（） [单选题] *A.RedisB.HBaseC.MongoDBD.Neo4j(正确答案)3.数据库按逻辑模型进行区分，有关系模型、层次模型、网状模型等，以下哪个是层次模型数据库。
（） [单选题] *A.IMS(正确答案)B.DB2C.MySQLD.Oracle4.HBase、MongoDB分别属于那种类型的NoSQL数据库？（） [单选题] *A.列族数据库、文档数据库(正确答案)B.文档数据库、列族数据库C.文档数据库、文档数据库D.键值数据库、图形数据库5.HBase的技术借鉴了google的以下哪个技术？（） [单选题] *A.MapReduceB.BigTable(正确答案)C.ChubbyD.Google File System6.HBase依赖（）提供消息通信机制 [单选题] *A.Zookeeper(正确答案)B.ChubbyC.RPCD.Socket7.以下与HDFS类似的框架是？（） [单选题] *A.NTFSB.FAT32C.GFS(正确答案)D.EXT38.HBase依赖（）提供强大的计算能力 [单选题] *A.HDFSB.ChubbyC.MapReduce(正确答案)D.Zookeeper9.以下过滤器中，哪个可以针对行键进行过滤？（） [单选题] *A.Rowfilter(正确答案)B.QualifierFilterC.FamilyFilterD.ValueFilte10.以下HBase的说法哪个是不正确的？（） [单选题] *A.在HBase中由行键、列族、列和时间戳来唯一确定一个单元格数值。
操作系统教程第二版课后答案
操作系统教程第二版课后答案【篇一：《操作系统教程》(第四版)课后答案】目录第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章操作系统概述处理器管理并发进程存储管理设备管理文件管理操作系统的安全与保护网络和分布式操作系统1 7 26 93 103 108113 115【篇二：操作系统教程(第四版)课后习题答案】1、有一台计算机，具有imb 内存，操作系统占用200kb ，每个用户进程各占200kb 。
如果用户进程等待i/o 的时间为80 % ，若增加1mb 内存，则cpu 的利用率提高多少？答：设每个进程等待i/o 的百分比为p ，则n 个进程同时等待刀o的概率是pn ，当n 个进程同时等待i/o 期间cpu 是空闲的，故cpu 的利用率为1-pn。
由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待i/o的时间为80 % , 故：cpu利用率＝l-（80%)4 = 0.59若再增加1mb 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cpu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87故增加imb 内存使cpu 的利用率提高了47 % :87 ％/59 ％=147 %147 ％-100 % = 47 %2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序a 先开始做，程序b 后开始运行。
程序a 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。
程序b 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。
试说明（1 ）两道程序运行时，cpu有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序a 、b 有无等待cpu 的情况？若有，指出发生等待的时刻。
答：画出两道程序并发执行图如下：（1）两道程序运行期间，cpu存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分）（2）程序a 无等待现象，但程序b 有等待。
数据采集系统设计(1)
二、运用前置放大器的依据
当传感器输出信号比较小，必须选用前置放大器进行放大。
U
om
ax
100
1 100
9 21.6
1 9
1
31.6V
由上述计算可见，送入A/D转换器的输入规范电压为 0～3.16 V，同时， 由于 电路被接成串联负反馈形式并且采用自举电源，因此0.1 V、 1 V和10 V三挡量程的 输入电阻高达10 000 MΩ。10 V和1000 V挡量程由于接入衰减器，输入阻抗降为10 MΩ。
V6
9 k
＋ 15 V
147 k
V5
1 k
量程标定电路原理
(2) 1V量程。V8、V10导通，此时放大电路被接成串联负反馈放大器，其放大 倍数Af及最大输出电压Uomax分别为
21.6 9 1 Af 9 1 31.6 Uomax 1 31.6 3.16V
(3) 10V量程。Ｖ7、V9导通，放大电路被接成跟随器，放大倍数为1，然后输出 经分压，此时
(1) 0.1 V量程。V8、V6导通，放大电路被接成电压负反馈放大器， 其放大倍 数Af及最大输出电压Uomax分别为
Af
21.6 9 1 31.6 1
Uomax 0.1 31.6 31.6V
100 k
S1.
S1.
△
Hi
1
2
＋∞
9.9 M
Lo
－
100 k
V8 Uo
V9
操作系统第1章绪论
1.2.6 通用操作系统 通用操作系统：同时兼有多道批处理、分时、 实时处理的功能，或其中两种以上的功能。 实时和批处理相结合：通常把实时任务称为前 台作业，批作业称为后台作业。 批处理和分时处理相结合：分时批处理系统。
1.2.7 操作系统的进一步发展 操作系统进一步的发展： （1）个人计算机上的操作系统，例如DOS系统。 （2）嵌入式操作系统。 （3）网络操作系统。 （4）分布式操作系统。 （5）智能化操作系统。
(3) 分布式操作系统对用户是透明的。计算机网络不 是。 (4) 分布式系统的基础是网络。分布式系统已不仅是 一个物理上的松散耦合系统，同时还是一个逻辑上 紧密耦合的系统。 (5) 分布式系统还处在研究阶段。
1.4 操作系统功能
操作系统的基本功能: (1)处理机管理 (2)存储管理 (3)设备管理 (4)信息管理(文件系统管理) (5)用户接口 1.4.1 处理机管理 处理机管理:解决在多道程序或多用户的情况下组 织多个作业同时运行时对处理机分配调度策略、分 配实施和资源回收等问题。
1.4.2 存储管理 主要工作： (1) 内存分配和回收。 (2) 存储保护。 (3) 内存扩充。
1.4.3 设备管理 主要工作： (1) 通道、控制器、输入输出设备的分配和管理。 常需要采用虚拟技术和缓冲技术。 (2) 设备独立性。
1.4.4 信息管理(文件系统管理) 管理 对象：系统的软件资源的管理。 解决的问题: （1）在使用文件时避免引起混乱，甚至遭受破坏。 （2）信息的共享、保密和保护。
1. 联机批处理 慢速的输入输出(I/O)设备和主机直接相连。 作业的执行过程为: (1) 用户提交作业：程序、数据和作业说明书; (2) 作业被作成穿孔纸带或卡片; (3) 操作员有选择地把若干作业合成一批，通过 输入设备(纸带输入机或读卡机) 把它们存入磁带; (4) 监督程序读入一个作业; (5) 从磁带调入汇编程序或编译程序，将用户作 业源程序翻译成目标代码;
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3、令牌环算法
算法基本思想： 构造一个逻辑环 初始化时，进程0得到一个令牌，令牌绕环运 行 收到令牌的进程如果要使用临界区，则使用完 临界区后再传递令牌 不允许用同一个令牌进入另一个临界区。
令牌环算法
令牌环算法
优点： 不会发生饿死 进程崩溃比较容易处理 缺点： 令牌丢失的情况，检测令牌丢失非常困难
作。P的工作完成。
最后选举获胜者向所有进程发送选举获胜的消息，声明
它成为协调者。
欺 负 选 举 算 法
3、环算法
基本过程
所有进程按照物理或者逻辑的顺序组成一个逻辑的环
当任何一个进程注意到协调者不工作时，它就自己构造
一个带有它自己进程号的ELECTION消息，发给它的后继者
如果后继者崩溃了，则跳过发给下一个 接收者将自己的进程号加入消息中，继续传递消息。
界区，使用完毕向队列中的进程发送OK消息，删除自己的 任务。
分布式互斥算法
分布式互斥算法
优点： 实现了分布式互斥 不会发生死锁或饿死 不存在单个故障点 缺点： 反而有n个故障点，实际上比集中式算法差了n倍 需要自己维护组成员清单，处理进入、离开组和崩溃进程 的能力比较差 总之，实际上比集中式算法更慢，更复杂，花费更高，而 且更脆弱。 意义：说明分布式算法至少可以实现。
Cristian算法：从服务器得到当前时间
Cristian时钟同步算法
问题
时间回调——将导致严重后果 逐步调整时钟：即正常一个时钟中断将时钟
加10毫秒，而需要慢下来时则一个中断加9毫 秒，需要快时加11。
传输延迟的问题 测量估算法
3、Berkeley时钟同步算法
思想
主动式服务——与Cristian算法中的被动式时
最后消息返回到选举发起者，它计算出协调者之后发送
COORDINATOR消息宣布协调者
消息环系统环一周后被删除
环选举算法
四、互斥
基本概念
分布式互斥
解决分布式共享资源并发访问问题 比单机系统互斥复杂
算法
集中式互斥算法
分布式互斥算法
令牌环算法
1、集中式算法
最简单的一种互斥算法 基本过程： 选举一个协调者 任何一个进程要进入临界区，向协调者发送申请消 息 协调者根据临界区的使用情况同意或者拒绝申请者 的请求 协调者拒绝申请者的方式可以发送拒绝消息或者不 应答，但都将请求放入队列中
00 06 12 18 24 30 36 42 48 70 76
00 08 16 24 32 40 48 61 69 77 85
00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10
Lamport算法校正三个进程的不同时钟
三、选举算法
1、基本概念
为什么要进行选举？
许多分布式算法中需要一个进程来充当协调者、
时间。
基本概念
时钟精确度 设UTC时间为t，机器的时间为C，则机器时钟的 精确度可以用一个常数ρ来表达： 1-ρ ≤ dC/dt ≤ 1+ρ 一般来说， ρ由生产厂商规定，称为最大偏移率。 同步间隔 最坏的情况下，两个计算机的时钟以相反的方向 偏离UTC时间，则要保证两个时钟误差不超过δ， 就必须至少δ/(2ρ)秒钟重新同步一次。
它的时钟调到一个比发送时间大1的值
同一进程的每两个事件之间，必须至少滴答（即一个时
钟中断）一次
Lamport时间戳提供了一种对系统中所有事件完全排序的
方法
00 06 12 18 24 30 36 42 48 54 60
00 08 16 24 32 40 48 56 64 72 80
00 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10
达后，它根据所有的时间执行某一平均算法得一 新值，再根据新值调整时钟。
思考：各机器计算的新值一样吗？
二、逻辑时钟同步
1、基本概念
许多应用中，并不严格需要所有机器 都与UTC时间保持一致，而只需要所有 机器时间相同就够了，即系统保持一 个内部一致的时钟。这种时钟称为逻 辑时钟。 更进一步，很多问题中根本就不需要 时间严格一致，而只是需要多个事件 的发生顺序一致就可以。
同步(1)
内容
物理时钟同步 逻辑时钟同步
选举算法 互斥
一、物理时钟同步
1、基本概念
一致的系统时间是
分布式同步的基础 事件的顺序关系问题的解决基础
两个层面的时钟同步
绝对同步（物理同步）——物理时钟 相对同步（逻辑同步）——逻辑时钟
物理时钟——计算机系统的绝对时间
UTC：一种国际统一的科学物理时间，称为统一协调
基本概念
两个概念：
先发生关系ab
事件a先发生，然后b才发生
如果a和b是同一个进程的两个事件，如果a在b之
前发生，则ab为真
如果a是一个进程发送消息的事件，b是另一个进程
的接收消息事件，则ab为真
并发事件
如果x和y事件发生在两个互不交换消息的进程中， xy不真，yx也不真
2、 Lamport时间戳
间服务器相反
过程
服务器主动定期询问每台机器的时间 服务器基于客户的回答，告知它们拨快或者
拨慢
Berkeley时钟同步算法
4、平均值算法
Cristian算法和Berkeley算法——集中式的算法。 平均值算法——非集中式算法
将时间划分为固定长度的再同步间隔R 第i次同步开始于T0+iR，结束于T0+(i+1)R 每次同步间隔开始，每台机器广播自己的时间 对于某一具体的机器，当所有的同步广播都到
名字、本进程号和当前时间的消息，发给所有进程。
一个进程收到另一个进程的请求消息时，根据自己与目标
临界区的状态关系反应：
若接受者不在也不想进入临界区，发送OK消息 接受者已经在临界区则不应答，只是把请求放入队列
接受者亦欲进入临界区，则将收到的请求时间戳与它发送
的请求时间戳比较，早的获胜进入。
发送者一直等待至其他所有进程返回OK消息，之后进入临
逻辑同步问题
若干分布式进程协同工作 对于任一事件a，为它分配一个所有进程都认
可的时间值C(a)
如果ab，则C(a)
<C(b)
时钟值C必须保证始终前进，不能倒退，所以
校正时间的操作是加上一个正值，而不是减去 一个正值
Lamport时间戳
Lamport算法
直接遵循先发生关系
所有消息都必须携带发送者时钟的时间 当接受者发现自己时钟比发送者的时钟早时，接受者将
发起者或者其他特殊角色
两种基本选举算法
欺负算法 环算法
2、欺负算法
基本思想
比大小 最大者获胜当选
欺负算法
过程
当任何一个进程发现协调者不再响应请求时，它一个ELECTION消息。 如果无人响应，P获胜，成为协调者。 如果有编号比它大的进程响应，则由响应者接管选举工
集中式互斥算法
集中式算法
优点： 保证了互斥的实现 公平——先来先服务 没有进程会处于永远等待状态，不会出现饿死 易于实现 缺点： 协调者是一个单故障点，如果协调者崩溃，则整个 系统瘫痪 协调者可能成为性能的瓶颈
2、分布式互斥算法
基本过程：
当一个进程想进入临界区时，它构造一个含有目标临界区
时钟速率不正确时，机器时间与UTC之间的关系
2、Cristian时钟同步算法
基本思想
系统中有唯一一台时间服务器接收UTC时间，
其他机器则必须与时间服务器同步。
每台机器以不大于δ/(2ρ)秒的周期定期向时
间服务器发送消息询问当前时间
时间服务器收到后发送消息告知当前时间
CUTC
发送者收到服务器消息后将时钟调整为CUTC