分布式计算简介精品PPT课件

第1章 分布式计算
1.3.2 分布式计算
与单机计算模式相反，分布式计算包括在通过网络 互连的多台计算机上执行的计算，每台计算机有自己 的处理器和其它资源。用户可以通过工作站完全使用 与其互连的计算机上的资源。此外，通过与本地计算 机及远程计算机交互，用户可访问远程计算机上的资 源。www是该类计算的最佳例子。当通过浏览器访问 某web站点时，一个如IE的程序将在本地系统允许并与 运行于远程系统中的某个程序（即web服务器）交互， 从而获取驻留于另一个远程系统中的文件。
第1章 分布式计算
1.3 各种计算形式
了解使用计算机的各种计算形式，对理解本 书所指的分布式计算的定义和内涵非常有益。 1.3.1 单机计算
最简单的计算形式是，利用单台计算机进行 计算。此时计算机不与任何网络互连，因而只 能使用本计算机系统内可被即时访问的所有资 源。该计算形式亦可称为单机计算。
第1章 分布式计算
第1章 分布式计算
第1章 分布式计算简介
1.1 定义 1.2 分布式计算历史 1.3 各种计算形式 1.4 分布式计算的优缺点 1.5 并发编程的类型
第1章 分布式计算
1.1 定义
分布式系统指通过网络互连，可协作执行某个任 务的独立计算机集合。
他们是松偶合的，不共享内存。 分布式计算指在分布式系统上执行的计算。
第1章 分布式计算
允许数据文件在两台计算机间交换的自动文件传输 机制是另一个自然发展，早在1971年就有了有关该机 制的建议草案。
在今天，电子邮件和文件传输仍然是两项最流行的 网络服务。
流传最久的网络服务是最初由日内瓦瑞士研究院 CERN的科学家作为网络上支持超文本访问的一类应用， 构思于80年代。www从那时起逐渐成为网络应用和服 务的平台，包括电子邮件、搜索引擎、电子商务。
第1章 分布式计算
然而，在一个或多个计算机程序为 完成任务自动运行时，这种方式需要人 工参与，不能叫做计算机应用。这样的 计算机应用需要数据交换，因此执行和 完成应用中的任务，两台计算机要采用 软件或硬件方法自发交换数据。
第1章 分布式计算
第一份Internet标准草案RFC，定义了参与 主机如何通过消息实现彼此间的信息交换。虽 然可能有许多人曾试图在小范围创建网络应用， 但最早的网络应用是电子邮件。第一个电子邮 件消息是在1972年在由4个节点组成的 ARPANET上发送的。
第1章 分布式计算
1.3.4 协作计算
近来，分布计算已被应用到许多协作式计算项目， 如SETI。这些项目将大规模计算分配到互联网主机上， 使用工作站上的剩余cpu资源。
有兴趣的计算机用户可从SETI@home下载自由软 件,然后当计算机空闲且在线时,该软件将从互联网站点 上下载数据文件并在本地分析,分析结果将发送回站点, 与其它的参与者提供的分析数据组合,最后用来搜索宇 宙信号.
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迅速得以普及的原因。 直到1990年，ARPANET, 今天我们所熟悉的Internet的前身，在当时仍然主要供 科学家、研究人员及学者使用。受到www流行的刺激， 网络在20世纪90年代迅速发展。
第1章 分布式计算
历史趋势 我们是怎么到达互连服务和设施是下一波计算的驱动 力这一阶段的呢？ 最重要的原因是我们更深刻地了解计算和芯片制造过 程的物理、化学基础。今天，功能强大的高性能计算 机能构建在一两个小型芯片上，而且整个计算机系统 可构造在一个很小的主板上。 现代计算机三个方面的改进：体积、成本和计算能 力。自20世纪60年代以来，计算机的体积、成本迅速 下降，而计算能力却超速发展。
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1.3.3 并行计算
并行计算或并行处理这种计算形式与分布式计算 相似但又不同。它采用多个处理器来执行单个程序。 由于有多个引擎(CPU)执行，因此在理想情况下，并行 处理使程序执行更快。但在实践中，将一个程序分割 成可由多个CPU分别单独执行且无需相互交互的程序 片段通常十分困难。
第1章 分布式计算
计算能力的最后一个延伸是，现代处理器已经有 足够能力来支持高级面向对象语言，而且支持各对象 之间的移动。这样的处理器体积非常小、价格也相当 低廉，可在一些非常简单的设备上使用。
一旦有足够的计算能力，连接和通信将成为评判系统 价值的主要标准。
今天，对大多数人而言，计算机只是用来执行少数应 用，主要用于提供便捷通信：电子邮件和web。回想一 下Internet最初随电子邮件迅速流行的速度，不难想像， web如今已和浏览器成为Internet上的主要服务。
在最基本的单机计算模式中，一台计算机 在任何时刻只能被一个用户使用。用户在该系 统上执行应用程序，不能访问其它计算机上的 任何资源。在pc上使用诸如文字处理程序或电 子表格处理程序等应用时，应用的就是这种被 称为单用户单机计算的计算形式。
第1章 分布式计算
多用户也可参与单机计算。在该计算形式中，并发 用户可通过分时技术共享使用单台计算机中的资源。 分时技术在20世纪70年代和80年代非常流行。为区别 于小型计算机、微型计算机等较小规模计算机，我们 通常将提供集中式资源服务的计算机称为大型机。用 户可通过终端设备与大型机系统相连，并在终端会话 期间与之交互。广泛使用的大型机系统有IBM 360系列、 Univac 1100系列、使用该计算形式的应用通常要为执 行某个特定功能设计一个独立程序，如大学或公司里wenku.baidu.com的工资或帐务系统。
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1.2 分布式计算历史
单机互连（为了交换数据）－互联网－ WWW(成为网络应用和服务的平台，包括电子 邮件、搜索引擎、电子商务)
在早期，将一系列独立的计算机互连起来以 便彼此能交换数据，是一种自然的发展过程。 最初针对文件共享，采用电缆将计算机互连这 一方式早在20世纪60年代就被使用。
第1章 分布式计算
并行计算通常在一台多处理器计算机上执行，但 根据Koniges的观点，并行计算也能通过在网络上互连 多个计算机来执行并行处理。然而，这种类型的并行 处理需要非常复杂的分布式并行处理软件来支持。
采用并行计算，可以解决单台计算机无法解决的问 题或采用别的方式会导致高代价的计算敏感问题。现 在，并行计算主要应用于如生物、航空、天气预报、 半导体设计等大规模科学计算领域。