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分布计算机系统

2023-04-15

简介

由多个分散的计算机经互连网络构成的统一计算机系统。分布计算机系统是多计算机系统的一种新型式,强调资源、任务、功能和控制的全面分布。资源分布:处理机、存储器、输入/输出设备和接口等设备资源,以及进程、文卷、数据库等逻辑资源都分布在各个计算机结点中,各结点经互连网络相互通信。任务分布:根据结点之间的分工原则,将一个题目任务分成多个并行任务,分配给各处理机结点共同完成。功能分布:把系统总功能分成多种子功能,分别由各计算机结点承担。控制分布:各个计算机结点应能平等地分担控制功能,独立自主地发挥各自的控制作用,但又相互合作,在通信协调的基础上实现系统的全局管理。分布计算机系统能降低系统费用,减少通信开销、缩短响应时间,能满足地理上分散的多用户使用的需要,20世纪80年代以来已成为计算机研究领域中迅速发展的方向,有逐步取代集中式分时计算机系统的趋势。

特点 有三个特点:①模块性,指分布计算机系统的资源元件形成相对独立的模块,经互连网络的相互联系构成单一系统。②并行性,指分散的资源元件在分布操作系统的控制下,实现资源重复(按任务)或时间重叠(按功能)等不同形式的互相合作,并行地完成一个共同课题。③自治性,系统资源的操作高度自治,既不存在全系统的主从控制关系,又能利用处理局部化的原则,从而减少各结点间的数据通信量。全面分布特性使分布计算机系统具有极高的可靠性、坚固性、灵活性和极强的响应能力、计算能力,可适用各种应用环境。

分布计算机系统的特点主要反映在互连网络上。互连网络是由开关元件按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络,能实现计算机系统中多台处理机或功能部件之间的相互连接。在分布计算机系统中,开关元件分散地隐含在各个计算机结点内部,从外面只能看到结点间连接通路所代表的互连拓扑。互连拓扑和通信链路的类型选择将取决于系统的数据传输率、响应时间、并行处理能力等性能指标。

分类 分布计算机系统常按不同的应用领域分为:面向计算任务的分布并行计算机系统和分布多用户计算机系统;面向管理信息的分布数据处理系统;面向过程控制的分布计算机系统。美国加利福尼亚州的银行分布式计算机系统以分级结构为基础,设有两个互连的数据处理中心,每个中心各有几个互联的小型机簇,至少能支持四百万个活期存款户和储蓄帐户。美国宇航局的POCCNET分布式系统以数据包为基础,用于控制和监视各类飞行器的状态,协调诸空间试验开发项目,以及处理控制飞行器仪表舱的命令。

分布式程序设计 它是一种程序设计方法,主要特征是分布和通信,所设计的程序由若干个可独立执行的模块组成,这些模块分散在一个分布式计算机系统的几台计算机上同时执行,在执行过程中通过通信交换数据,协调地完成一个共同的计算任务。分布式程序设计语言的研究,已从方案建议转入实用研制,可能出现多种具备分布式程序设计功能的语言。

分布计算机系统的发展趋势与计算机硬件、软件和数据通信等技术有关。在硬件方面,超大规模集成技术的发展和新型存储器(如磁泡存储器、电荷耦合器件和电子束可寻址存储器等)的出现,使系统成本迅速降低、处理能力不断提高。在软件方面,并行操作系统,分布式数据库管理系统的研究,将提高数据处理能力和效率。在数据通信方面,将利用卫星实现远距离、高效率的数据传送;在近距离通信上,广泛应用光纤取代普通电缆。这些技术的进步将极大影响分布计算机系统的体系结构。有待研究的领域有:网络综合、网络可靠性、冗余度管理、分布式数据处理、进程间通信、分散式的操作系统等。

英文

distributed computer system