分布式操作系统中的缓存一致性策略
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更新于2024-07-06
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分布式操作系统考试题资料
分布式操作系统是一种由多台计算机通过网络相互连接,共同构成一个整体,并协同工作以完成单一操作系统难以实现的任务的技术。这种系统能够提高资源利用率,增强系统的可靠性和可用性。
1. Dash多处理机系统中的缓存一致性协议:
在Dash协议中,当一个CPU写入一个未缓存的数据块时,它首先检查本地缓存,若未找到,会查询邻近CPU的缓存。如果数据块在邻近CPU的缓存中,执行缓冲区到缓冲区的传输,并根据数据块的状态决定是否需要更新其他簇的拷贝。如果数据块不在任何地方缓存,CPU会向数据块的宿主簇发送请求。如果数据块是未缓存且脏的,它会被发送给请求者;如果是干净的,所有拷贝都会无效化并标记为脏,然后发送给请求者;如果数据块是脏的,远程簇会将其拷贝置为无效,然后执行写操作。
对于读操作,CPU会在本地和集群内其他CPU的缓存中查找所需数据块。如果找不到,它会向数据块的宿主簇发送请求。如果数据块状态为脏,系统会找到拥有该块的簇,响应请求,将数据块发送给请求簇,并更新存储器,将数据块状态置为干净。
2. 基于总线的多处理机系统中的writeonce协议:
writeonce协议规定,一旦一个CPU写入一个字,其他CPU就不能再写入。在给定的操作序列中,C1首先读取并缓存了字W1。C2、C3和C4随后依次读取W1。C1修改W1后,其他CPU的缓存中的W1会被标记为无效。C3和C4读取W1时,会从C1获取,因为C1是最新版本的来源,同时C1和C3的缓存项会相应地被标记为无效和脏。
3. 高速缓存在分布式系统中的应用:
设置高速缓存的主要目的是减少对远程存储器的访问,提高读写速度。缓存策略通常包括随机替换、先进先出(FIFO)、最近最少使用(LRU)等。这些方法根据不同的原则决定何时替换缓存中的数据块。缓存一致性是分布式系统面临的关键问题,确保所有节点看到的数据是一致的。解决一致性问题的方法包括:强一致性、弱一致性、最终一致性等。强一致性要求所有节点立即看到最新的数据,而弱一致性允许一段时间的延迟,最终一致性则保证在一段时间后所有节点达到一致状态。具体的解决方案如缓存失效协议(如MESI、MOESI等)和分布式锁服务等,都是为了维护数据的一致性。
2022-02-03 上传
2022-03-15 上传
2022-07-14 上传
2021-08-09 上传
2021-08-08 上传
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2021-10-12 上传
2022-02-19 上传
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