分布式计算与系统解析：从基础到云和物联网

"分布式计算和分布式系统是计算机科学的重要领域，它们关注如何利用多台计算机协同处理大规模问题。分布式计算将大问题分解为小任务，分别在不同的计算节点上执行，最终汇总结果。分布式系统虽然运行在独立的硬件上，但用户感知到的是单一、整合的系统。" 分布式计算的优点和特性包括： 1. 资源共享：分布式系统中的所有计算节点能够共享硬件、软件和数据资源，提高资源利用率。 2. 分布式透明处理：对用户来说，分布式系统表现为单一整体，简化了使用难度。 3. 高性价比：相比单个高性能设备，分布式系统以较低成本提供更高计算能力。 4. 应用分布性：许多实际应用，如自动取款机（ATM）系统，本身就是分布式的。 5. 高可靠性：分布式系统通常具备冗余和容错机制，能抵御部分故障而不影响整体运作。 6. 可扩展性：只需增加计算节点，就能提升系统性能。 7. 高度灵活性：兼容不同硬件和低配置设备，实现高性能计算。 分布式计算形式包括： 1. 单机计算或集中式计算：所有计算都在一台大型机上进行，终端仅用于显示和输入。 2. 物理分布式存储器结构：类似于有盘工作站的局域网，每个节点有自己的处理器和存储器，通过网络互连。 3. 并行计算：多个处理器同时执行同一程序的不同部分，通常在共享存储器或多处理器系统中进行，也可通过网络在多台计算机间进行。 通信模型的选择在分布式计算中至关重要，区分物理共享和逻辑共享。并行计算则强调在同一程序中利用多个处理器，可能需要复杂的并行处理软件支持，如共享存储器模型和消息传递模型。 分布式共享存储器系统是另一种并行计算模式，其中多个处理器可以访问同一份数据副本，需要同步和一致性控制以确保正确性。而模拟消息传递则是在没有物理共享存储器的情况下，通过消息交换来实现并发处理。 总结来说，分布式计算和分布式系统是解决大规模计算问题的关键技术，它们通过资源整合、透明处理、容错机制以及可扩展性，提供了高效、灵活且可靠的计算环境。