【文章內(nèi)容簡介】 對象，再通過代理解析為客戶端對象。這就提供一種可能性，即以服務(wù)的方式來發(fā)布服務(wù)器對象。遠(yuǎn)程對象代碼可以運行在服務(wù)器上（如服務(wù)器激活的對象和客戶 端激活的對象），然后客戶端再通過 Remoting 連接服務(wù)器，獲得該服務(wù)對象并通過序列化在客戶端運行。 在 Remoting 中，對于要傳遞的對象，設(shè)計者除了需要了解通道的類型和端口號之外，無需再了解數(shù)據(jù)包的格式。這既保證了客戶端和服務(wù)器端有關(guān)對象的松散耦合，同時也優(yōu)化了通信的性能。 開發(fā)工具及技術(shù) VS20xx Visual Studio 是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境。是目前最流行的 Windows 平臺應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。 Visual Studio 20xx 集成開發(fā)環(huán)境（ IDE）的界面被重新設(shè)計和組織 ，變得更加簡單明了。 Visual Studio 20xx 同時帶來了 NET Framework 、 Microsoft Visual 第 1 章 緒論 3 Studio 20xx CTP( Community Technology PreviewCTP)，并且支持開發(fā)面向 Windows 7的應(yīng)用程序。除了 Microsoft SQL Server，它還支持 IBM DB2 和 Oracle 數(shù)據(jù)庫。它的新功能主要包括：應(yīng)用程序生命周期 (ALM)、 C 動態(tài)類型和動態(tài)編程、多顯示器支持、支持 TDD、支持 Office 開發(fā)、 Quick Search 特性、 C++ 0x 新特性、新增基于 .NET 平臺的語言 F等。 除了上述功能外還在以下方面進行了改進：增強和完善了 Visual Studio IDE。改進了 Visual Basic 和 C語言，開發(fā)人員可以根據(jù)自己的愛好選擇任意一種語言 。同時還包括一種新的 .NET Framework 語言： F。支持基于 MVC 的 Web 應(yīng)用，改進了代碼編寫的速度，簡化了 Web開發(fā) 。改進了對 WPF和 Silverlight應(yīng)用程序的開發(fā) 。當(dāng)然最重要的變化是完善了 Visual C++功能。 Visual Studio 20xx 能成為新一代的經(jīng)典開發(fā)工具的特點有如下幾個： （ 1）未來代碼管理工具比平臺更重要； （ 2）靈活高效的全新 IDE； （ 3）助力 Azure 平臺，強化云計算能力； （ 4) 提升并行計算，應(yīng)對多核趨勢； （ 5）快速開發(fā)，跨越開發(fā)周期協(xié)作； MySql MySQL 是一個 關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) ，由瑞典 MySQL AB公司開發(fā)，目前屬于 Oracle公司。 Mysql 是最流行的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，在 WEB 應(yīng)用方面 MySQL 是最好的RDBMS(Relational Database Management System：關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) )應(yīng)用軟件之一。 MySql 的系統(tǒng)特性有：（ 1)支持 多線程 ，充分利用 CPU 資源；（ 2)優(yōu)化的 SQL 查詢算法，有效地提高查詢速度；（ 3)既能夠作為一個單獨的 應(yīng)用程序 應(yīng)用在 客戶端服務(wù)器 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，也能夠作為一個庫而嵌入到其他的軟件中；（ 4)提供多語言支持，常見的 編碼 如中文的 GB 231 BIG5，日文的 Shift_JIS等都可以用作數(shù)據(jù)表名和數(shù)據(jù)列名；（（ 5)提供 TCP/IP、ODBC 和 JDBC 等多種 數(shù)據(jù)庫 連接途徑；（ 6)提供用于管理、檢查、優(yōu)化數(shù)據(jù)庫操作的 管理工具 ；（ 7)支持大型的 數(shù)據(jù)庫 ?？梢蕴幚頁碛猩锨f條記錄的大型 數(shù)據(jù)庫 ；（ 8)支持多種 存儲引擎 ；（ 9)Mysql 是開源的，所以你不需要支付額外的費用；（ 10)MySQL 使用標(biāo)準(zhǔn)的 SQL數(shù)據(jù)語言形式。 小結(jié) 本章 對 . Remoting技術(shù)的背景原因及它的意義 進行了介紹 ，闡述了 . Remoting技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。 還對 并行計算的開發(fā)工具 VS20xx以及數(shù)據(jù)庫 MySql進行了簡單的介紹，為后面系統(tǒng)的設(shè)計提供了方便。 計算機信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 4 第 2 章 并行計算 5 第 2 章 并行計算 并行計算是伴隨并行機的出現(xiàn)，在近 30年來發(fā)展較迅速的一門交叉學(xué)科，涵蓋的內(nèi)容非常廣泛。 并行計算的定義 并行計算（ Parallel Computing）是指同時使用多種計算資源解決計算問題的過程，是提高計算機系統(tǒng)計算速度和處理能力的一種有效手段。可分為時間上的并行和空間上的并行。 時間上的并行就是指流水線技術(shù)，而空間上的并行則是指用多個處理器并發(fā)的執(zhí)行計算。 它的基本思想是用多個處理器來協(xié)同求解同一問題，即將被求解的問題分解成若 干個部分，各部分均由一個獨立的處理機來并行計算。并行計算系統(tǒng)既可以是專門設(shè)計的、含有多個處理器的超級計算機，也可以是以某種方式互連的若干臺的獨立計算機構(gòu)成的集群。通過并行計算集群完成數(shù)據(jù)的處理，再將處理的結(jié)果返回給用戶。 1. 特征 為利用并行計算，通常計算問題表現(xiàn)為以下特征： （ 1）將工作分離成離散部分，有助于同時解決； （ 2）隨時并及時地執(zhí)行多個程序指令； （ 3）多計算資源下解決問題的耗時要少于單個計算資源下的耗時。 并行計算是相對于串行計算來說的，所謂并行計算分為時間上的并行和空間上的并行。 時間上的 并行就是指流水線技術(shù)，而空間上的并行則是指用多個處理器并發(fā)的執(zhí)行計算。 2. 基本體系結(jié)構(gòu) 并行計算科學(xué)中主要研究的是空間上的并行問題。從程序和算法設(shè)計人員的角度來看，并行計算又可分為數(shù)據(jù)并行和任務(wù)并行。一般來說，因為數(shù)據(jù)并行主要是將一個大任務(wù)化解成相同的各個子任務(wù)，比 任務(wù)并行 要容易處理。 空間上的并行導(dǎo)致了兩類并行機的產(chǎn)生，按照 Flynn 的說法分為： 單指令流多數(shù)據(jù)流（ SIMD）和多 指令流 多數(shù)據(jù)流（ MIMD）。我們常用的串行機也叫做單指令流單 數(shù)據(jù)流 （ SISD）。MIMD 類的機器 又可分為以下常見的五類：并行向量 處理機 （ PVP）、 對稱多處理機 （ SMP）、大規(guī)模并行處理機（ MPP）、工作站 機 群 （ COW）、分布式共享存儲處理機（ DSM）。 并行計算的主要研究目標(biāo)和研究內(nèi)容 并行計算的主要研究目標(biāo) 計算機信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 6 對于具體的應(yīng)用問題，采用并行計算技術(shù)的主要目的在于以下 2 個方面： （ 1）加快求解問題的速度，縮短求解問題所需的時間。 （ 2）提高求解問題的規(guī)模，解決計算量巨大的復(fù)雜問題。 并行計算之所以必需，主要在于，當(dāng)前的單處理器性能不可能滿足大規(guī)?？茖W(xué)與工程計算及商業(yè)應(yīng)用的需求，并行計算是目前唯一能滿足實際大規(guī)模計算需求的支撐技術(shù)。當(dāng)前較為先進的微處理器，其峰值性能也僅為 60 億次 /秒。近兩年內(nèi) ，微處理器的峰值性能也不會超過 100 億次 /秒。并行計算之所以可行，主要在于，并發(fā)性是物質(zhì)世界的一種普遍屬性，具有實際應(yīng)用背景的計算問題在許多情況下都可以分解為能并行計算的多個子任務(wù)。 綜上所述，并行計算的主要目標(biāo)在于在并行機上，解決一批具有重大挑戰(zhàn)性計算任務(wù)的科學(xué)、工程及商業(yè)計算問題，滿足不斷增長的應(yīng)用問題對速度和內(nèi)存資源的需求。 并行計算的主要研究內(nèi)容 并行計算的主要研究內(nèi)容大致可分為以下 4 個方面： （ 1）并行機的高性能特征抽取。 （ 2）并行算法設(shè)計與分析。 （ 3）并行實現(xiàn)技術(shù)，主要包含并行程 序設(shè)計和并行性能優(yōu)化。 （ 4）并行應(yīng)用。 以上 4 個部分相互耦合，缺一不可。需要說明的是，并行計算不同于分布式計算。后者主要是指，通過網(wǎng)絡(luò)相互連接的 2個以上的處理機相互協(xié)調(diào)，各自執(zhí)行相互依賴的不同的應(yīng)用，從而達(dá)到協(xié)調(diào)資源訪問，提高資源只用效率的目的。但是，它無法達(dá)到并行計算所倡導(dǎo)的提高求解同一個應(yīng)用的速度，或者提高求解同一個應(yīng)用的問題規(guī)模的目的 。 并行算法 并行算法是適合在并行機上實現(xiàn)的算法，一個好的并行計算應(yīng)該具備充分發(fā)揮并行機潛在性能的能力。并行算法作為應(yīng)用程序開發(fā)的基礎(chǔ)，在并行計算機應(yīng)用中具有舉 足輕重的地位。目前，并行算法根據(jù)運算基本對象的不同可分為： （ 1）數(shù)值并行算法，主要為數(shù)值計算方法而設(shè)計的并行算法； （ 2）非數(shù)值并行算法，主要為符號運算而設(shè)計的并行算法。 根據(jù)并行進程間相互執(zhí)行順序關(guān)系的不同可分為： （ 1）同步并行算法，進程間由于運算執(zhí)行順序而必須相互等待的并行算法； （ 2）異步并行算法，進程間執(zhí)行相對獨立，不需要相互等待的一種算法； （ 3）獨立并行算法，進程間執(zhí)行是完全獨立的，計算的整個過程不需要任何通信。 根據(jù)各進程承擔(dān)的計算任務(wù)粒度的不同，可分為： （ 1）細(xì)粒度并行算法，通常指基于 向量和循環(huán)級并行的算法； （ 2）中粒度并行算法，通常指基于較大的循環(huán)級并行； 第 2 章 并行計算 7 （ 3）大粒度并行算法，通常指基于子任務(wù)級并行的算法，這也是當(dāng)前并行算法設(shè)計的主流。 在這里，我使用的并行算法也是當(dāng)前并行算法的主流算法，也就是大粒度并行算法。 分布式并行計算 分布式并行計算大致可以從以下 2 個不同點去考慮： 多計算機的分布式并行計算 顧名思義，多計算機的分布式并行計算就是利用多臺計算機，通過網(wǎng)絡(luò)連接到一起，在計算機之間傳遞數(shù)據(jù)和消息，使各個計算機一起計算大型復(fù)雜問題的一個或多個子問題，最后匯總得 出結(jié)果的計算方式。在這種計算方式下，其最大的特點就是在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)。多臺計算機分布式并行計算的連接和數(shù)據(jù)交互可以通過發(fā)送數(shù)據(jù)到服務(wù)器，服務(wù)器廣播數(shù)據(jù)給各個客戶端的方式進行。如圖 21 所示： 圖 21 多臺計算機并行計算連機交互示意 圖 在網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)，原本有很多復(fù)雜的步驟，對編程者有著很高的要求，但是微軟的 .NET Remoting 技術(shù)，將消息的傳遞機制都封裝的很好，大大降低了編程者對 Remoting編程的難度。關(guān)于具體的消息傳遞機制等都將在之后的章節(jié)中講述到。 在多計算機的分布式并行計算中，一般一臺計算機含有一個 CPU，當(dāng)然也可以含有多個 CPU，日常生活中多 CPU 的計算機并不常見。多個計算機的并行計算，需要好廢一定時間來傳輸數(shù)據(jù)，因此，當(dāng)問題的計算量不大時，多計算機的分布式并行計算并不能體現(xiàn)計算效率方面的優(yōu)勢；而當(dāng)問題復(fù)雜，計算量 要求非常大時，多計算機的分布式并行計算就能體現(xiàn)其應(yīng)有的效率優(yōu)勢，參與并行計算的處理器越多，計算效率也就越高。 單計算機的并行計算 計算機信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 8 單計算機的并行計算，一般指同一臺機器上的多線程并行計算。這種并行計算不需要在網(wǎng)絡(luò)間傳輸數(shù)據(jù)，可以大大減少消息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臅r間，整體協(xié)調(diào)和調(diào)度開銷大大減少，變相的提高了計算效率。 由于多線程并行計算仍是處于同一個操作系統(tǒng)中的，所以線程之間的協(xié)調(diào)有更加靈活的控制機制：可以使用系統(tǒng)內(nèi)部的消息傳遞機制，也可以使用全局變量作為標(biāo)記來識別，還可以通過自定義事件來響應(yīng)各個線程的運 行。 由于多線程并行計算是基于單機實現(xiàn)的，而單機存在內(nèi)存資源的瓶頸限制，所以在進行多線程并行計算時，各個線程的計算模塊所使用的大量的數(shù)據(jù)塊，應(yīng)該盡量使用地址參數(shù)傳遞。 要注意的是，當(dāng)一個線程完成計算任務(wù)之后，并不會自動釋放該實例，需要在程序中調(diào)用方法釋放內(nèi)存。 單計算機的并行計算也分為下面兩種情況： （ 1）單機多 CPU 單機多 CPU的并行計算對計算機的要求很高，因為它需要一臺計算機上有多個 CPU，而日常使用的計算機一般都是單 CPU 的。多個 CPU 分別處理大型復(fù)雜任務(wù)的一個或幾個子任務(wù)，最后將結(jié)果匯總得出答案。 這種方式可以真正提高計算效率，充分利用多 CPU資源，協(xié)同合作共同計算完成任務(wù)。但是這對計算機的硬件要求比較苛刻。 （ 2）單機單 CPU 日常生活中，我們常用的計算機就是單機單 CPU 多核的，單機單核單 CPU 的機器也逐漸退出了歷史的舞臺。 多核 CPU 比單核 CPU 的計算速度快，原因是單核 CPU 只能利用僅有的一個核處理一個指令，而多核 CPU 可以利用 CPU 內(nèi)部多個核同時處理一條指令，從而加快計算機的運算速度。這種加速也不是成倍加速的，即雙核 CPU 的計算速度其實并沒有原來的 200%的計算速度，而是有所折扣的。 單 CPU 多 核的計算機，也可以啟用多個線程進行并行計算，但是這種計算是有瓶頸的。在計算問題不是非常復(fù)雜時，每個線程需要處理的任務(wù)在 CPU 承受的范圍內(nèi)，此時，并行計算可以提高計算效率，但這不算是真正的并行計算，但是使用的方法和并行計算有相似之處。當(dāng)處理的任務(wù)非常大時，單 CPU 就無法再通過增加線程數(shù)量來提高計算效率了。計算效率也將受到物理內(nèi)存的限制。 小結(jié) 這一章先講了并行計算的概念，接著講了并行計算的研究目標(biāo)和研究內(nèi)容，按照不同的對象將并行算法進行分類，最后對分布式并行計算的幾種方式進行了分析，在這里我主要研究的 就是多計算機的并行計算問題。對并行計算進行事先了解，有助于之后利用并行計算的算法思想解決實際問題。 第 3 章 .NET Remoting 技術(shù) 9 第 3 章 .NET Remoting 技術(shù) .NET Remoting 技術(shù)的簡介 .NET Remoting 是微軟隨 .NET 推出的一種分布式應(yīng)用解決方案，被譽為管理應(yīng)用程序域之間的 RPC 的首選技，它允許不同應(yīng)用程序域之間進行通信。 更具體的說， Microsoft .NET Remoting 提供了一種允許對象通