《高级操作系统》第一章：分布式计算机系统详解与应用

在何炎武老师的《高级操作系统》第一章——分布式计算机系统中，本章深入探讨了分布式系统出现的原因及其在现代信息技术环境下的重要性。首先，章节从应用需求出发，列举了气象预报、地震预报、结构分析以及大规模事务处理等场景，这些应用对计算机性能提出了前所未有的挑战。随着计算机性能价格比的大幅提高，如深腾、神州、银河和曙光等高性能单机系统的高昂成本和单机性能受限，使得分布式系统成为解决速度和效率问题的关键。 技术支撑是推动分布式系统发展的关键因素。一方面，现代硬件技术的进步虽然可以提高单机性能，但难以满足超大规模并行计算的需求。例如，即使将众多CPU集成，也需要面临散热和物理空间限制的问题。另一方面，高速计算机网络的出现提供了数据快速传输的途径，使得多台计算机能够协同工作，实现资源的充分利用。 在分布式计算机系统中，核心概念包括多台计算机通过网络连接形成一个既相互协作又独立运行的整体，可以共享资源和动态分配任务。值得注意的是，这并不是简单的硬件互联，而是强调系统的自治性和协同性。如何在保证峰值速度的同时，优化实际运行效率，以及如何有效地组织和调度任务，使得网络资源得到均衡利用，是本章讨论的重点问题。 问题部分，作者提出了两个挑战：一是如何在拥有高性能硬件的前提下，通过有效的软件设计和算法，实现最大化的实际计算能力；二是如何设计和管理分布式系统，使其能够适应任务的随机性和网络资源的动态变化，确保系统的稳定和高效运行。 第一章介绍了分布式计算机系统的基本构成、其背后的技术驱动力，以及面临的挑战和解决方案，为后续深入学习分布式操作系统的结构模型和层次划分打下了基础。这对于理解和掌握高级操作系统的核心原理至关重要。