【正文】 ? 瀏覽器 /服務(wù)器模型：為了充分利用互聯(lián)網(wǎng)自由、開(kāi)放的特征，為了使計(jì)算機(jī)應(yīng)用尤其是電子商務(wù)的市場(chǎng)范圍擴(kuò)展到千家萬(wàn)戶，基于瀏覽器 /服務(wù)器(Browser/Server) 的分布式系統(tǒng)平臺(tái)模型浮出水面，使得網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用呈現(xiàn)出全球化、個(gè)性化的趨勢(shì)。 Lecture 174 4) 基于分布式對(duì)象 (Distributed Objects)的中間件模型 。 無(wú)論一個(gè)文件是遠(yuǎn)程的還是本地的 ， 在本質(zhì)上是沒(méi)有區(qū)別的 。 2) 在有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中 ， 用戶在自己的終 端上輸入一個(gè)特殊的命令 ， 指定一個(gè)機(jī)器運(yùn)行一個(gè)程序 。 Lecture 168 ? 從訪問(wèn)控制方面區(qū)分 UNIX和其他許多操作系統(tǒng)給每個(gè)用戶賦予一個(gè)唯一的內(nèi)部標(biāo)識(shí)符 （ UID, 如 Unix中的磁盤(pán) inode） ， 以利于訪問(wèn)控制 。使分布式系統(tǒng)具有這種性質(zhì)的是它的軟件：分布式操作系統(tǒng) 。 測(cè)試也是為了了解所采取的各種方案對(duì)性能的影響 ， 有助于更好地了解系統(tǒng)是如何工作的 。 差錯(cuò)控制和同步之間的相互作用是很強(qiáng)的 ， 當(dāng)有多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)問(wèn)題就更復(fù)雜 。 3) 資源管理問(wèn)題 。 標(biāo)識(shí)符代表一個(gè)對(duì)象 ， 在保護(hù) 、 差錯(cuò)控制 、資源管理 、 資源定位 、 資源共享 、 用簡(jiǎn)單對(duì)象創(chuàng)建較復(fù)雜對(duì)象時(shí) ， 都要用到標(biāo)識(shí)符 。 這一層包括和各種應(yīng)用有關(guān)的顧客服務(wù)進(jìn)程。 Lecture 142 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類 ? 利用指令流和數(shù)據(jù)流對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分類 （ Flynn, 1966+1972 ） ? 基于馮 .諾伊曼模型：分離處理器和存儲(chǔ)器 –SISD 單指令、單數(shù)據(jù) –SIMD 單指令、多數(shù)據(jù) –MISD – 多指令、單數(shù)據(jù) –MIMD – 多指令、多數(shù)據(jù) Lecture 143 Flynn Architectures (1) 數(shù)組處理機(jī) 順序計(jì)算機(jī) CU PU I PU1 PUn D I D1 Dn CU CU – 控制單元 PU – 處理單元 I – 指令流 D – 數(shù)據(jù)流 SISD SIMD Lecture 144 Flynn Architectures (2) CU1 PU1 I1 D1 CUn PUn In Dn 多處理器或 多計(jì)算機(jī)系統(tǒng) MIMD CU1 PU1 I1 D CUn PUn In MISD 流水線結(jié)構(gòu) Lecture 145 ?分布式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) ? 緊密耦合與松散耦合分布式系統(tǒng) ?緊密耦合分布式系統(tǒng) 1) 連接方式：內(nèi)部總線或機(jī)器內(nèi)互連網(wǎng)絡(luò) ； 2) 處理資源間距離：物理上分散，相距很近； 3) 處理資源：處理機(jī)； 4) 通信方式：共享存儲(chǔ)器。 Lecture 140 ?網(wǎng)絡(luò)互連對(duì)透明性的影響 ： 1) 很多網(wǎng)絡(luò)連接了不同廠商提供的不同系列的計(jì)算機(jī) ， 要實(shí)現(xiàn)透明性必須修改這些機(jī)器的軟件 ， 這是很不實(shí)際的 。 這個(gè)軟件層可以在邏輯上集中的文件服務(wù)層上實(shí)現(xiàn) ， 也可以在應(yīng)用程序接口上實(shí)現(xiàn) 。 3) 在已有的多個(gè)系統(tǒng)上加入前端軟件 。 1) 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)松散集成 。 7) 失效透明 。 用戶不用區(qū)分本地資源還是遠(yuǎn)程資源 ， 訪問(wèn)本地資源和訪問(wèn)遠(yuǎn)程資源的方法是一樣的 。 用戶不必知道數(shù)據(jù)放在什么地方以及進(jìn)程在何處執(zhí)行 。資源多重性還給系統(tǒng)資源管理帶來(lái)新的困難。 ? 資源共享。 這些新的系統(tǒng)往往同原有系統(tǒng)中現(xiàn)有的硬件和軟件不同 。梅隆大學(xué) 層次總線 PDP 1975 Cambridge DCS 劍橋大學(xué) 劍橋環(huán) LSI4 1979 Locus 加州大學(xué) 洛杉磯分校 以太網(wǎng) PC 1980 V System 斯坦佛大學(xué) 以太網(wǎng) Sun 1982 Mach 卡內(nèi)基 . [李西寧 ] Textbook definitions Lecture 117 Unsatisfactory ? Why are these definitions short? ? Why do these definitions look inadequate to us? ? Because we are interested in the insides of a distributed system – design and implementation – maintenance – study – algorithmics Lecture 118 (A) Plants and Animals interacting in the Food Chain Which is a Distributed System – (A) or (B)? (A) Lecture 119 (B) The Inter (Inter Mapping Project, color coded by ISPs) (B) Lecture 120 A working definition for us 分布式系統(tǒng) ， 又叫 分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ， 或 分布計(jì)算系統(tǒng) ，是由多個(gè)相互連接的處理資源組成的計(jì)算系統(tǒng) ， 它們?cè)谡麄€(gè)系統(tǒng)的控制下可合作執(zhí)行一個(gè)共同的任務(wù) ， 最少依賴于集中的程序 、 數(shù)據(jù)和硬件 。 –元計(jì)算 ：基于 Inter的計(jì)算 –已成為 IEEE計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì) /ACM聯(lián)合工作小組的一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域 Lecture 111 ? 分布式計(jì)算 – 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的計(jì)算 ， – 將一組地理位置分布的計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，緊密配合，共同完成一個(gè)任務(wù)。此時(shí)計(jì)算機(jī)不與任何網(wǎng)絡(luò)互連，因而只能使用本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)可被即時(shí)訪問(wèn)的所有資源。該計(jì)算形式亦稱為 單機(jī)計(jì)算 – 在最基本的單機(jī)計(jì)算模式中，一臺(tái)計(jì)算機(jī)在任何時(shí)刻只能被一個(gè)用戶使用。對(duì)于分布式系統(tǒng)中的用戶來(lái)講，系統(tǒng)就象一臺(tái)計(jì)算機(jī)一樣。 這些處理資源可以是物理上相鄰的 ， 也可以是在地理上分散的 。梅隆大學(xué) 以太網(wǎng) Sun, PC 1985 CORBA OMG 互聯(lián)網(wǎng) 任何機(jī)器 1990 Distributed COM 微軟公司 互聯(lián)網(wǎng) PC 1996 JINI Sun Microsystems 互聯(lián)網(wǎng) 任何機(jī)器 2022 Lecture 123 殺手應(yīng)用： 以計(jì)算為主的問(wèn)題 （ 分布式計(jì)算 ） ： 數(shù)學(xué)計(jì)算 ， 環(huán)境模擬 ， 生物和仿生 ， 經(jīng)濟(jì)和財(cái)政模型， 氣象預(yù)報(bào) ， 動(dòng)畫(huà)制作 ， … 以數(shù)據(jù)為主的問(wèn)題 （分布式數(shù)據(jù)）： 數(shù)據(jù)挖掘 , 信息檢索，保險(xiǎn)分析，圖像處理， … 以通信為主的問(wèn)題 （網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用）： 事務(wù)處理，電子商務(wù)，遠(yuǎn)程文件交換，電子信件， … Lecture 124 經(jīng)典分布式應(yīng)用： ? rlogin or tel （ 遠(yuǎn)程訪問(wèn)） ? 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) ? ATM （銀行自動(dòng)取款機(jī)） ? 分布式數(shù)據(jù)庫(kù) ? WWW （萬(wàn)維網(wǎng)） ? 全球定位系統(tǒng) ? 自動(dòng)售貨終端機(jī) ? 航空管制系統(tǒng) ? 網(wǎng)絡(luò)拍賣(mài)系統(tǒng) Lecture 125 intra ISP desktop: backbone satellite link server: % work link: % % % Distributed System Example the Inter Lecture 126 SETI: 搜索外星人 ? 探索外星文明 ? 射電天文望遠(yuǎn)鏡 : Arecibo (305m) ? 地理位置 : Puerto Rico（ 波多黎各） ? 接收 4,000,000 無(wú)線電波段 ? 下載屏保程序作數(shù)據(jù)分析 ? 中央控制系統(tǒng)分布數(shù)據(jù) ? UC Berkeley Lecture 127 RC5 ? 破譯 RSA 實(shí)驗(yàn)室給出的密碼，找出密鑰 ? 獎(jiǎng)金 : $10,000 美元 ? RC_56: 250 天破譯 (1997) ? RC_64: 1,757 天破譯 (2022) ? RC_72: ? ? 例如 : RC_64采用 64位密鑰，一共有 18,446,744,073,709,551,616 可能的密鑰組合 ? 有上百萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)參與這個(gè)項(xiàng)目 Lecture 128 CERN: 歐洲核研究組織 ? CERN 是世界上最大的核物理研究中心，科學(xué)家們?cè)噲D通過(guò)對(duì)粒子的研究尋找宇宙的起源。 2) 由于硬件性能的提高和其價(jià)格的下降，當(dāng)擴(kuò)充一個(gè)分布式系統(tǒng)時(shí)，人們往往會(huì)選擇新型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，而不是選擇已有的設(shè)備類型。系統(tǒng)中的硬件和軟件資源如外部設(shè)備、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)等可以被更多的用戶所共享，甚至連 CPU和內(nèi)存等資源也可被共享。 ? 資源的分散性（局部性）帶來(lái)的問(wèn)題。 ?分布式系統(tǒng)的透明性表現(xiàn) ： 1) 名字透明 。 4) 遷移透明 。 系統(tǒng)中的某一部分失效時(shí) ， 整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)失效 ，仍可正常運(yùn)行 。 對(duì)于包含有很多機(jī)種 ， 而每個(gè)機(jī)種又只有很少幾臺(tái)機(jī)器的系統(tǒng) ， 早期常使用這種方式實(shí)現(xiàn) 。 例如當(dāng)使用若干個(gè)人計(jì)算機(jī)訪問(wèn)一個(gè)現(xiàn)存的公用數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí) ， 可以在這些個(gè)人計(jì)算機(jī)上加入一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)議軟件 ， 從而可以在此系統(tǒng)中的個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用該數(shù)據(jù)庫(kù) 。 這種方