分布式计算系统详解:概念、架构与中间件
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"该文档是关于网络与分布式计算的复习提纲,涵盖了分布式计算系统的基本概念、多处理机与多计算机的区别、同构与异构多计算机的特点,以及中间件的功能和在分布式系统中的地位。此外,还提及了分布式系统的计算模式和名字服务的形式与功能。" 在计算机科学中,网络与分布式计算是两个关键领域,它们涉及到如何通过多台计算机协同工作来解决复杂问题。分布式计算系统是指由多台互相连接的计算机组成的网络,这些计算机在共享的软件环境下合作完成任务,而这些任务可以是单一的或各自独立的。分布式计算系统的实质包括分布式硬件、分布式控制以及分布式数据,意味着计算、管理和数据存储都是分散在网络的不同节点上。 多处理机与多计算机的区别主要在于,多处理机系统通常指在同一物理系统内部集成多个处理器,旨在提升系统性能或增加冗余以提高可靠性。而多计算机系统则是将多个独立的计算机联结起来,共同处理一个问题。同构多计算机系统的所有节点具有相同的架构和硬件,通信需求较低,常见的互连结构有总线型和交换型。相比之下,异构多计算机系统中的节点可能包含不同类型的处理器、存储和网络设备,它们通过互联网等互联网络连接,实现方式可以是分布式操作系统或中间件。 中间件在分布式系统中扮演着至关重要的角色,它是一种介于应用软件和操作系统之间的系统软件,其主要功能包括命名服务、作业调度、高级通信服务、资源管理、数据持久化、分布式事务处理以及安全服务。中间件的目标是隐藏底层平台的异构性,提供一套统一的服务接口,使得应用程序能够跨平台无缝交互。 分布式系统的计算模式包括面向对象模式、面向服务模式、公用计算模式和志愿参与模式。这些模式分别对应了不同级别的抽象和交互方式,例如面向对象模式强调对象的封装、继承和多态,面向服务模式关注服务的发现、组合和消费,而志愿参与模式则允许用户自愿贡献计算资源。 名字服务是分布式系统中的一种基础服务,它提供了根据实体名字查找其属性(如地址)的能力。名字服务器则是实现这一服务的关键组件,它通常包含一个数据库来存储名字和对应的属性,并提供查询接口供其他系统组件使用。如果只知道部分属性,目录服务则允许根据这些属性查找实体。这两种服务对于分布式环境中的定位和通信至关重要。 网络与分布式计算的学习涵盖了硬件、软件、通信和服务等多个层面,对于理解和构建大规模、高效、可靠的计算系统有着基础性的作用。
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