第1章分布式系统1.1分布式系统概念1.2分布式系统的特点1.3硬件概念1.4软件概念1.5客户/服务器模型1.6分布式系统设计问题“一个分布式系统是若干个独立的计算机的集合，但是对该系统的用户来说，感觉该系统就像一台计算机一样。”硬件方面：每台计算机都是独立、自主的计算机软件方面：用户感觉在独占系统从集中式系统到分布式系统高性能微型计算机(PC)的普及高速计算机网络（LAN、WAN）的普及分布式系统概念集中式系统网格计算网格计算优点--与集中式系统相比较1、经济性：高的性能/价格比Grosch’Law:Power↑Price2NOPCvs.大型机（mainframe）2、性能：10,000台PCX50MIPS500,000MIPS（5千亿次/秒）0.002ns/指令0.7mm/指令（光速:360000km/s）性能发展趋势TOP500List(2005.1)IBMBlueGene操作系统的分布3、应用的固有的分布性,例如：CSCW工作流4、可靠性高多工系统的容错能力5、可扩充性强系统演进能力（evolution）1、支持数据共享文件数据库2、支持设备共享高档打印机海量磁盘3、P2P通信emailBBS4、灵活性负载分配1、缺乏充分的软件产品和应用经验操作系统、中间件、编程语言、工具2、网络性能的限制QoS(带宽、速度)3、安全性黑客、泄密、盗用、破坏Flynn分类：（1972）SISD：普通计算机（例：PC机）SIMD：并行计算机（例：阵列式）MISD：容错计算机(例：多工系统)MIMD：分布式系统（例：NOW）存储器使用：共享式(shared)、私有式(private)多处理器系统（multi-processors）2.多计算机系统（multi-computers）MIMD系统分类节点类型：1.同构式系统（homogeneous）单条互联网络所有处理器相同相同数量的内存2.异构式系统（heterogeneous）不同的计算机不同的网络（1）总线型多处理机（2）交换型多处理机（3）总线型多计算机栅格（grid）：二维平面(n2个节点)。超立方（hypercube）：n维立方（2n个节点）造价高系统分类：关联的紧密程度、自治性（autonomy)紧耦合式（tight-coupled)松耦合式（loosely-coupled）单处理机操作系统多处理机操作系统（MPOS）多处理机操作系统（MPOS）多处理机操作系统（MPOS）多处理机操作系统（MPOS）分布式操作系统多计算机操作系统（DOS）多计算机操作系统多计算机操作系统分布式共享内存系统分布式共享内存系统场地2网络操作系统（NOS）网络操作系统（NOS）网络操作系统（NOS）中间件系统中间件系统1.5客户-服务器模型客户和服务器举例客户和服务器举例客户和服务器举例消息格式举例服务器程序举例客户程序举例客户-服务器模型的实现通信协议寻址方式(Addressing)寻址方式(Addressing)（1）阻塞发送原语同步式（2）非阻塞发送原语异步式内核缓冲区copy（3）阻塞接受原语等待（4）非阻塞接受原语Test轮询接收（5）超时（timeout)有缓冲与无缓冲型接收可靠的和非可靠的发送/接收实现技术小结包类型包交换举例客户-服务器模型客户-服务器体系结构三层体系结构举例新型体系结构透明性（Transparency）访问透明性：用户不必知道数据表示和访问方法位置透明性：用户不必知道资源位于何处迁移透明性：资源可以不改名，而随意移动重定位透明性：资源可在使用中移动复制透明性：用户不必知道有多少个备份存在并发透明性：多个用户可以自动地共享资源故障透明性：用户不必了解故障恢复处理开放性可伸缩性（scalability）可伸缩性主要技术（1）可伸缩性主要技术（2）可伸缩性主要技术（3）可靠性性能四种操作系统比较比较分布式操作系统、多处理机操作系统、网络操作系统的特点和应用范围。比较单体型系统和微内核型系统的优缺点。3.解释透明性问题对系统和用户的重要性给出不同类型透明性的例子。举例说明最高程度的透明性对于某些应用不一定是必须的。说明实现可伸缩性的主要技术。