2015辽宁大学分布式操作系统思考题

2014 辽宁大学分布式操作系统思考题
（6）1在交换式Dash多处理机系统中，为了保持缓存一致性，采用了Dash协议，某一簇中的一CPU写一未缓存的数据块，之后另外一簇的另外一CPU读该数据块。

试详细说明写操作和读操作是如何进行的。

（6）2在基于总线的多处理机系统中，遵循write once协议，假设有C1，C2，C3，C4四个CPU，一操作序列如下：C1读一字W1（只存在于共享存储器中）、C1继续读该字、C2读该字；C1修改该字、C3读该字、C4读该字。

试详细说明以上操作序列是如何执行的。

（5）3在分布式系统，为了获得文件读写的效率，可以在客户和服务器端设置缓存，说明如何设置缓存及目的。

并说明解决一致性问题的四种算法及各种算法存在的问题。

（5）4给出实现文件复制的三种方法，并举例说明更新复制文件的Gifford算法，并说明某些服务器崩溃时，应该采取什么措施。

（5）5 试说明举例什么是有状态服务器，什么是无状态服务器，并对有状态和无状态服务器进行详细的比较。

（5）6 在分布式系统中，可支持上载/下载文件模式或远程访问模式，说明这两种模式并进行比较。

（4）7 分布式协同一致算法的目标是使所有无故障处理机对待某些问题的意见达到一致，在3个正常处理机，2个出错处理机的情况下，用Lamport算法能否达成一致，给出算法的具体步骤。

（4）8在实时分布式系统中，事件触发和时间触发系统的含义是什么，给出一个例子，并说明为什么动态调度适合于事件触发系统，给出三种动态调度算法。

（4）9主动复制容错的典型例子是三模冗余容错，说明某组成部件出错和某表决器出错时，是如何容错的。

如果在某一级上同时有两个表决器出错，其它所有部件和表决器均正常，能否屏蔽错误，为什么？如果服务器采用主动复制的方法会存在什么问题，如何解决？
（4）10使用主机后备容错方法容错的主要思想是：在任何一个时刻都有一台服务器是主机，若主机失效了，后备的服务器将承担其任务。

试说明主机后备方法的工作原理及存在的问题，及解决办法。

（4）11一个典型的集中的、启发式的处理机分配算法，即上-下算法。

说明该算法的目标，并说明该算法的主要原理。

（4）12 在支持多线程的系统中，可采用三种模型来组织多线程，详细说明这三种模型。

如果在不支持多线程系统中实现文件服务，如何构造文件服务器。

（3）13 在机器0上进程0在等待机器0上进程1所拥有的资源，进程1在等待机器1上进程2所拥有的资源，进程2在等待进程机器1上3，4所拥有的资源，进程3在等待机器2上进程5所拥有的资源，机器2上的进程5在等待机器0上进程0所拥有的资源，画出简化的资源图并说明用Chandy-Misra-Hass提出的分布式死锁检测算法如何检测死锁，并打破死锁。

（3）14在分布式系统事务提交操作可能需要不同机器上的多个进程的协作，举一个实际例子，并说明实现原子性提交的两阶段提交协议的基本思想。

（3）１5说明基于时间戳的乐观并发控制算法的基本原理，并举例说明。

（3）１6假定A和B是相互独立的两个临界区，进程0申请进入临界区A的时间戳为8，申请进入B的时间戳为15，进程1申请进入临界区A的时间戳为12，申请进入临界区B 的时间戳为14，进程2已经在临界区A，但不想进入临界区B,进程3不想进入任何临界区，说明RICART和AGRAW ALE分布式互斥算法是如何实现互斥访问的。

（3）17在分布式系统中，许多算法都需要一个进程充当协调者，因此需要协调者选举算法。

试说明欺负算法的主要思想，并说明在8个进程的情况下号码为3的进程发现协调者崩溃后的选举过程。

（3）18在分布式系统中获得互斥的方法之一是采用集中式的算法，如果有四个进程P0，P 1，P2，P3，P0首先申请资源S，之后P 1，P2，P3 随后申请资源S，试说明采用集中式的算法是如何实现互斥的，并说明该算法可能存在的问题。

（3）19有三个进程分别运行在不同的机器上，每个机器都有自己的时钟并以不同且不变的速率工作（进程1的时钟嘀嗒了6下时，进程2的时钟嘀嗒了8下，而进程3的时钟嘀嗒了10下），举例说明进程之间消息传递中违反先发生关系的情况，并说明如何用Lamport方法解决。

（3）20在很多分布式系统应用中，需要物理时钟同步，举一个例子，并说明物理时钟同步的三种算法，Cristian 算法、Berkeley算法及平均值算法。

说明为什么在时钟同步算法中，时钟不能倒退，也就是当机器时间大于需要调整的时间钟时，需要渐渐地调整，如何调整。

(3) 21说明物理时钟与逻辑时钟的区别，并说明如何在时钟同步的系统中使用时间保证最多一次消息传送。

（2）22组通信系统中，原子性的含义是什么，举例说明为什么要保证原子性。

在保证原子性的同时还要保证消息顺序，举例说明保证消息顺序的必要性。

（2）23 说明RPC的主要步骤，在形式说明书中输入参数、输出参数、输入、输出参数的含义是什么，为什么要这样规定。

如果服务器是无状态的，为什么读一个文件的过程需要给出position参数。

（2）24说明RPC的主要思想。

在客户发出请求后，客户机正常，但未收到应答，应该是那些原因造成的。

并说明在服务器崩溃的情况下，可采用哪些方法处理。

（2）25说明客户/服务器模式的主要思想，并说明在采用了阻塞的、有缓存的、可靠的发送和接收原语的情况下，系统是如何工作的。

(2) 26说明在客户/服务器模式中实现可靠通信原语的三种方法，如果以应答作为对请求的确认会带来什么好处，会带来什么问题，怎样解决这个问题。

(2) 27说明无缓冲的receive原语，会带来什么问题，怎样解决这些问题。

（2）28 客户为了发送消息给服务器，它必须知道服务器的地址，给出三种寻址机制的基本原理，并说明三种机制存在的问题。

（2）29在实现客户机-服务器协议时，需要哪些基本类型的包，说明每种包的源、目的地以及作用，
并说明下图的含义。

（1）30分布式系统的目标是给用户一种错觉，就像使用单一计算机一样，这需要透明性支持，说明分布式系统支持的各种类型的透明性。

（1）31详细分析影响分布式系统规模（Size）可伸缩性的三个因素，即集中式的服务、数据和算法。

试举例说明分布和复制技术是如何提高可伸缩性的。

（1）32在分布式操作系统中，说明单内核的含义，并说明为什么采用微内核技术，通常微内核提供应提供哪些服务？
（1）33解决可伸缩性的技术包括隐藏通信延迟、分布和复制，试举例说明分布和复制技术是如何解决可伸缩性的。

34在分布式系统中，软件体系结构是一个非常重要的概念，涉及如何组织软件成分及如何交互等，详细说明四种Architectural Style。

35客户机服务器应用可以将软件成分分为三层，说明每一层的作用，并说明Internet搜索引擎是如何按三层结构组织软件成分的。

36说明在基于DHT的结构化P2P系统中如何组织节点和数据，如何查找数据，如何进行成员管理。

37在非结构化的P2P系统中如何构建网络拓扑，如果使用Superpeer，如何选择Superpeer，它的作用是什么。

38 为什么BitTorrent系统是集中与分布相结合的体系结构？说明BitTorrent系统的主要构成成分，并说明其工作原理。

39说明虚拟化的含义，为了实现虚拟化，计算机系统通常提供四种类型的接口，说明这四种接口，并说明两种实现方式。

40在分布式系统中，为什么需要代码迁移？代码迁移可以分为Sender-initiated和Receiver-initiated，解释其中的含义，并举例说明。

41 为了支持大规模网络中的移动实体可以采用Home-Based方法，说明其工作原理，并说明存在的问题及可能的解决办法。

42在DHT-based系统中可以采用finger table提高查找效率，说明其工作原理，并举例说明。

43 说明严格一致性、顺序一致性和因果一致性应满足的条件，并说明下图中的操作序列为什么满足因果一致性，而不满足严格一致性和顺序一致性。