【正文】 按下面要求用300字左右來描述。14．結(jié)合你在分布式系統(tǒng)領(lǐng)域的工作或研究方向，設(shè)計一個面向服務(wù)計算方面的軟件應(yīng)用模型。（2）請分別對軟件靜態(tài)演化和動態(tài)演化的特點(diǎn)進(jìn)行論述，說明兩種軟件演化類型各自的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用場合，并舉例說明各自的常見演化技術(shù)手段。請圍繞“軟件的靜態(tài)演化和動態(tài)演化及其應(yīng)用”論題，依次從以下三個方面進(jìn)行論述。演化是一系列貫穿軟件生命周期始終的活動，系統(tǒng)需求改變、功能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)、新功能加入、軟件架構(gòu)改變、軟件缺陷修復(fù)、運(yùn)行環(huán)境改變均要求軟件系統(tǒng)能夠快速適應(yīng)變化，具有較強(qiáng)的演化能力。13．論軟件的靜態(tài)演化和動態(tài)演化及其應(yīng)用（200字左右）。（2）說明你在課題研究實(shí)施過程中所選擇的軟件可靠性模型，并論述在軟件可靠性模型選擇時應(yīng)該考慮的主要因素。請圍繞“軟件可靠性評價”論題，依次從以下三個方面進(jìn)行論述。軟件可靠性評價是軟件可靠性活動的重要組成部分，既可在軟件開發(fā)過程實(shí)施，也可針對最終軟件系統(tǒng)實(shí)施。新型：基于鎖的高速緩存一致性協(xié)議。高速緩存的一致性設(shè)計為其關(guān)鍵技術(shù)。一般來說，虛擬共享存儲空間是按頁進(jìn)行管理的，當(dāng)對一個遠(yuǎn)程的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問時，將會在本產(chǎn)生一個缺頁，這個缺頁將被軟件共享存儲層截獲并負(fù)責(zé)從相應(yīng)的處理機(jī)將需要的共享數(shù)據(jù)取來，并進(jìn)行相應(yīng)的一致性維護(hù)。分布式共享存儲層必需負(fù)責(zé)維護(hù)一致性。10．論分布式共享存儲一致性協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)（200字左右）。是一種很具生命力的方法。對等式（P2P）網(wǎng)絡(luò)管理：網(wǎng)管功能被分布到多個管理者上，完成各自域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)邏輯管理（綜合管理），而每個被管設(shè)備都是具有一定自我管理能力的自治單元。9．設(shè)計一個分布式網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的架構(gòu)與開發(fā)模型。⑨分布式系統(tǒng)的執(zhí)行存在著許多非穩(wěn)定性的因素。一個分布式程序由若干個可以獨(dú)立執(zhí)行的程序模塊組成,它們分布于一個分布式處理系統(tǒng)的多臺計算機(jī)上被同時執(zhí)行。⑦分布式監(jiān)控管理可以有效避免最上層服務(wù)器因顧及不暇而出現(xiàn)管理疏漏的現(xiàn)象。⑤分布式文件系統(tǒng)具有執(zhí)行遠(yuǎn)程文件存取的能力,并以透明方式對分布在網(wǎng)絡(luò)上的文件進(jìn)行管理和存取。通過將數(shù)據(jù)分配存放在許多機(jī)器上，內(nèi)存緩存的大小加隨著機(jī)器的增加而呈線性增長。在這種情況下，數(shù)據(jù)將重復(fù)緩存在分布式系統(tǒng)的多臺成員機(jī)器上，這樣只要有一個成員發(fā)生故障，其他成員便可以繼續(xù)處理該數(shù)據(jù)的提供。④分布式緩存支持一些基本配置：重復(fù)（replicated）、分配（partitioned）和分層（tiered）。分布式數(shù)據(jù)庫在使用上可視為一個完整的數(shù)據(jù)庫,而實(shí)際上它是分布在地理分散的各個結(jié)點(diǎn)上。②分布式查詢可以訪問來自多種異類數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可存儲在相同或不同的計算機(jī)上。在一個計算機(jī)網(wǎng)中有多臺主機(jī)不一定都是分布式處理。對用戶來說系統(tǒng)是透明的，用戶只需指定系統(tǒng)干什么而不必指出哪個部件可以提供這一服務(wù)。8．一個最完備的分布式體系由以下模塊組成?！　榱藱z測到一個持續(xù)循環(huán)的數(shù)據(jù)幀，管理站在經(jīng)過的任何一個數(shù)據(jù)幀上置其監(jiān)控位為1，如果管理站檢測到一個經(jīng)過的數(shù)據(jù)幀的監(jiān)控拉的已經(jīng)置為1，便知道有某個站未能清除自己發(fā)出的數(shù)據(jù)幀，管理站將清除環(huán)路的殘余數(shù)據(jù)，并發(fā)出一個令牌?！　≈鲃恿钆乒芾碚就ㄟ^一種超過機(jī)制來檢測令牌丟失的情況，該超時值比最長的幀為完全遍歷環(huán)路所需的時間還要長一些。令牌本身就是比特串，繞環(huán)傳遞過程中也可能受干擾而出錯，以至造成環(huán)路上無令牌循環(huán)的差錯；另外，當(dāng)某站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀后，由于故障而無法將所發(fā)的數(shù)據(jù)幀從網(wǎng)上撤消時，又會造成網(wǎng)上數(shù)據(jù)幀持續(xù)循環(huán)的差錯。可以證明，按這種策略分配資源時破壞了循環(huán)等待條件，故能防止發(fā)生死鎖5．分布式令牌環(huán)算法存在令牌丟失的問題，如果令牌丟失，會導(dǎo)致算法失敗，請將該算法改進(jìn)一下，使該算法既能檢測到令牌丟失，也能進(jìn)行補(bǔ)救。m）后再申請rj（ji163。銀行家算法破壞了產(chǎn)生死鎖的第四個條件，即不可能產(chǎn)生循環(huán)等待，從而可以避免死鎖的發(fā)生。(2) 銀行家算法分配資源的原則是：系統(tǒng)掌握每個進(jìn)程對資源的最大需求量，當(dāng)進(jìn)程要求申請資源時，系統(tǒng)就測試該進(jìn)程尚需資源的最大量，如果系統(tǒng)中現(xiàn)存的資源數(shù)大于或等于該進(jìn)程尚需的最大量時，則就滿足進(jìn)程的當(dāng)前申請。防止死鎖的機(jī)構(gòu)只須確保上述四個條件之一不出現(xiàn)，則系統(tǒng)就不會發(fā)生死鎖。回答：(1)若對資源分配不加限制，會發(fā)生什么情況?為什么?(2)為保證進(jìn)程正確工作，應(yīng)采用怎樣的資源分配策略?為什么?(1)多個進(jìn)程動態(tài)地共享系統(tǒng)的資源可能會產(chǎn)生死鎖現(xiàn)象。四．綜合題（本題結(jié)果不是唯一的，每小題n分，共m分）1．有三個進(jìn)程P1，P2和P3并發(fā)工作。20．進(jìn)程間同步和互斥的含義是什么?答：進(jìn)程間同步是并發(fā)進(jìn)程之間存在的相互制約和相互依賴的關(guān)系。19．一個網(wǎng)絡(luò)中，DNS服務(wù)器應(yīng)該部署在什么地方最合適？答：要用域名訪問Internet上的服務(wù)器必須先訪問DNS服務(wù)器，經(jīng)過DNS對域名的解析才能連接到相應(yīng)的主機(jī)。潛在的缺點(diǎn)：首先是服務(wù)器有可能成為性能和可用性的瓶頸。比如：若有N個客戶在一個集中式的服務(wù)器上共享了1個密鑰，我們就只需要維護(hù)N個密鑰；如果是成對共享密鑰，那我們就需要維護(hù)N(N1)/2個。 18．列舉出為密鑰管理使用集中式服務(wù)的一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。答：會話密鑰有一個短而固定的長度，而消息m可能是任意長度。她沒有使用Bob的公鑰K+B加密m，而是生成了一個會話密鑰KA,B，然后發(fā)送[KA,B(m), K+B(KA,B)]。在這種情況下，其余的參與者也不能做出最后決定，因?yàn)檫@需要由新當(dāng)選的協(xié)調(diào)者發(fā)起選舉。當(dāng)為了性能而復(fù)制時，原子多播自身可能超出負(fù)荷的能力。如果進(jìn)程為故障容錯進(jìn)行了復(fù)制，擁有少量的副本可能就足夠了，在這種情況下，可擴(kuò)展性幾乎不成問題。答：下列可能性的讀團(tuán)體和寫團(tuán)體是合法的：（1，10）、（2，9）、（3，8）、（4，7）、（5，6）、（6，5）、（7，4）、（8，3）、（9，2）、（10，1）。 if ( b= =0 )。 a=1。 if ( a= =0 )。 a=1。 if ( b= =0 )。 if ( a= =0 )。 if ( a= =0 )。 b=1。 if ( b= =0 )。 b=1。 if ( a= =0 )。 if ( b= =0 )。進(jìn)程P1 進(jìn)程P2 x=1。（2）進(jìn)程和程序的區(qū)別主要體現(xiàn)在：1）進(jìn)程是動態(tài)的，具有一定的生命周期，而程序是靜態(tài)的；2）進(jìn)程可并發(fā)執(zhí)行，而沒有創(chuàng)建進(jìn)程的程序是不能執(zhí)行的；3）進(jìn)程是操作系統(tǒng)中申請和分配資源的基本單位，而沒有創(chuàng)建進(jìn)程的程序是不能申請資源的；4）進(jìn)程包括程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊；5）同一程序的多次執(zhí)行對應(yīng)多個進(jìn)程13．在下圖中，一個順序一致的存儲器允許6種可能的語句交叉。由于DNS的名稱到地址的映射很少更改，因此，這些結(jié)果可以緩存很長一段時間。 11．請解釋DNS如何進(jìn)行復(fù)制，以及它實(shí)際運(yùn)行很好的原因。 10．作業(yè)調(diào)度和進(jìn)程調(diào)度有何區(qū)別？答：作業(yè)調(diào)度與進(jìn)程調(diào)度之間的差別主要是：作業(yè)調(diào)度是宏觀調(diào)度，它所選擇的作業(yè)只是具有獲得處理機(jī)的資格，但尚未占有處理機(jī)，不能立即在其上實(shí)際運(yùn)行；而進(jìn)程調(diào)度是微觀調(diào)度，動態(tài)地把處理機(jī)實(shí)際地分配給所選擇的進(jìn)程，使之真正活動起來。分布式算法中也同樣可以引入?yún)f(xié)調(diào)進(jìn)程，但是，這個進(jìn)程并不是固定的，它是從作為算法一部分的進(jìn)程中選擇的。 9．許多分布式算法需要使用協(xié)調(diào)進(jìn)程。最后，刪除與插入更新移動實(shí)體位置的記錄共需要2k+1條。7．在深度為k的分層定位服務(wù)中，當(dāng)移動實(shí)體改變它的位置時，最多需要更新多少條位置記錄？答：移動實(shí)體改變位置會產(chǎn)生刪除操作和插入操作，刪除操作至少需要更新k條位置記錄。TCP不能發(fā)送廣播和組播，只能單播；UDP可以廣播和組播。TCP需要先建立連接才能通話；而UDP不需要，實(shí)時性要高點(diǎn)。4．簡述TCP和UDP協(xié)議在通信中的區(qū)別TCP是面向連接的可靠的協(xié)議，適用于傳輸大批量的文件，檢查是否正常傳輸。3．描述一下客戶和服務(wù)器之間使用套接字的無連接通信是如何進(jìn)行的？答：首先服務(wù)器和客戶端都要創(chuàng)建一個套接字，并遵循UDP協(xié)議，服務(wù)器將其所在的IP地址以及一個端口號綁定到套接字，完成綁定后，服務(wù)器就能接收來自客戶端的UDP數(shù)據(jù)包了?！弊灾斡嬎銠C(jī)”。消息傳送完成后，頁管理者對頁的擁有者做出改變，同時設(shè)置無效頁。同時也管理者根據(jù)新的信息將相應(yīng)的進(jìn)程中的頁置為無效頁。四消息方法，申請者向頁管理者提交請求，頁管理者返回消息指出擁有者是誰。答：廣播的方式，要求擁有者對申請消息進(jìn)行響應(yīng)，從而確定所需拷貝頁的擁有者。在所有的六例中，在寫操作執(zhí)行以前，協(xié)議保證要寫得進(jìn)程的地址空間中只有頁的一個拷貝存在，這樣可以保證一致性。只有這樣寫操作才能開始。圖（b）給出了處理機(jī)1上的進(jìn)程P要寫一頁的六種情況，第一種情況，因?yàn)轫撚成錇橹蛔x模式嗎，所以寫操作只是發(fā)生了，而不激活陷阱程序；第二種情況，也被改為W狀態(tài)，并寫入；第三種情況，該頁有其他拷貝，所以在寫以前，必須先置無效這些拷貝。第五六種情況，發(fā)生缺頁錯誤，DSM的軟件獲得控制權(quán)，發(fā)送消息給擁有者以獲得一份拷貝。圖（a）給出了處理機(jī)1上的進(jìn)程P要讀一頁的六種情況。答：在這個協(xié)議中，任意時間每一頁或者在R狀態(tài)（可讀），或者在W狀態(tài)（可讀可寫），在執(zhí)行程序時，頁的狀態(tài)可以改變，當(dāng)頁處于W狀態(tài)時，只有一個拷貝，當(dāng)頁處于R狀態(tài)時，擁有者有一個拷貝，其他進(jìn)程可能有其拷貝。圖中所示的情況會發(fā)生錯誤共享，因?yàn)閮蓚€變量A和B恰好位于基于分頁的DSM系統(tǒng)的同一頁上，即使不是共享變量，由于他們出現(xiàn)在同一頁上，當(dāng)一進(jìn)程使用它們之一時，進(jìn)程也得到了另一個變量，因此發(fā)生錯誤共享。假設(shè)有一頁包含了兩個無關(guān)的共享變量A和B，如下圖所示，進(jìn)程1經(jīng)常對A執(zhí)行讀寫操作，進(jìn)程2經(jīng)常使用B，這時包含兩個變量的頁將經(jīng)常在兩個進(jìn)程之間傳送。答：錯誤共享是指無關(guān)的變量出現(xiàn)在同一頁上，當(dāng)一進(jìn)程使用它們之一時，進(jìn)程也得到了其他變量。然而，它們都不是共享變量。if(b == 0) kill(P2)。if(a == 0) kill(P1)b = 1。if(a == 0) kill(P1)if(b == 0) kill(P2)a = 1。if(a == 0) kill(P1)if(b == 0) kill(P2)b = 1。if(b == 0) kill(P2)if(a == 0) kill(P1)a = 1。if(b == 0) kill(P2)if(a == 0) kill(P1)b = 1。順序一致性所允許的6種語句交叉執(zhí)行情況：a = 1。 b=1。；在如下并行執(zhí)行的進(jìn)程P1和P2，列出順序一致性所允許的6種語句交叉執(zhí)行情況。writeonce協(xié)議：該協(xié)議管理緩存塊，每個塊處于一下三種狀態(tài)之一：1）無效，本緩存塊沒有有效數(shù)據(jù)；2）干凈，存儲器被更新，該塊可能在別的緩存中；3）臟，存儲器錯誤，該數(shù)據(jù)塊不在其他緩存中。通寫協(xié)議易于理解和使用。當(dāng)CPU從存儲器中首次讀取某個字時，該字通過總線取出并存儲在提出請求的CPU緩存中，當(dāng)再次需要這個字時，CPU不再提出訪問存儲器的請求，而是直接從緩存中獲取，這樣減少了總線流量，通寫緩存一致性協(xié)議概括如下：事件緩存響應(yīng)本地CPU操作時執(zhí)行緩存響應(yīng)遠(yuǎn)程CPU操作時執(zhí)行的動作讀失敗Read miss從存儲器中取得數(shù)據(jù)并存儲到緩存中無動作讀命中Read hit從本地緩存中取得數(shù)據(jù)無動作寫失敗 Write miss更新存儲器中的數(shù)據(jù)并存儲到緩存中無動作寫命中 Write hit更新存儲器和緩存使緩存無效表中的第一列列出了可能發(fā)生的四種基本事件，第二列說明緩存如何響應(yīng)CPU的操作，第三列說明緩存發(fā)現(xiàn)（通過監(jiān)聽）其他CPU的讀寫操作如何反應(yīng)。 once協(xié)議。例如，讀一個已經(jīng)有N個副本的復(fù)制文件，客戶需要獲得一個讀法定數(shù)，它是任何Nr個或更多個服務(wù)器的任一集合，同樣的，修改一個文件需要一個至少Nw個服務(wù)器的寫法定數(shù)。這種方法簡單，但是有個問題，當(dāng)主服務(wù)器停機(jī)時，所有的更細(xì)將不能進(jìn)行。答：主拷貝算法，使用時，指定一個服務(wù)器為主服務(wù)器，其他所有服務(wù)器為從服務(wù)器，當(dāng)要更新一個復(fù)制文件時，我們就將該改變發(fā)送至主服務(wù)器上，在本地完成修改，然后向各從服務(wù)器發(fā)出命令，命令他們也完成修改。3）用組復(fù)制文件，如圖c所示，所有的寫系統(tǒng)調(diào)用同時傳送到