• 分布式計算

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    分布式計算

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    分布式計算是研究分布式系統計算機科學領域。甲分布式系統是一種系統,其組件位于不同的聯網計算機上,該通信并通過協調它們的行動傳遞消息到彼此。這些組件相互交互以實現一個共同的目標。分布式系統的三個重要特征是:組件并發,缺少全局時鐘以及組件獨立故障。分布式系統的示例從基于SOA的系統到大型多人在線游戲不等以對等網絡應用

    在分布式系統中運行的計算機程序稱為分布式程序(分布式程序是編寫此類程序的過程)。消息傳遞機制有許多不同類型的實現,包括純HTTP,類似RPC的連接器和消息隊列。

    分布式計算還指使用分布式系統來解決計算問題。在分布式計算中,一個問題被分為許多任務,每個任務都由一臺或多臺計算機解決,這些計算機通過消息傳遞相互通信。

    簡介

    用“分布式系統”、“分布式編程”和“ 分布式算法?”?等術語表示的分布式詞最初指的是計算機網絡,其中各個計算機物理分布在某個地理區域內。如今,這些術語在更廣泛的意義上使用,甚至是指運行在同一臺物理計算機上并通過消息傳遞相互交互的自主進程。

    分布式計算

    盡管沒有對分布式系統的單一定義,以下定義屬性通常用作:

    • 有幾個自治計算實體(計算機或節點),每個實體都有其自己的本地內存。
    • 實體通過消息傳遞相互通信。

    分布式系統可能有一個共同的目標,例如解決大型計算問題。然后,用戶將自治處理器的集合視為一個單元。或者,每臺計算機可以有自己的用戶,并具有各自的需求,而分布式系統的目的是協調共享資源的使用或向用戶提供通信服務

    分布式系統的其他典型屬性包括:

    • 該系統必須容忍單個計算機中的故障。
    • 系統的結構(網絡拓撲、網絡等待時間、計算機數量)事先未知,系統可能由不同種類的計算機和網絡鏈接組成,并且系統可能會在執行分布式程序時發生變化。
    • 每臺計算機僅具有有限的,不完整的系統視圖。每臺計算機可能只知道輸入的一部分。

    并行和分布式計算

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    分布式系統是一組網絡計算機,它們共享一個共同的工作目標。術語“?并行計算 ”、“ 并行計算?”和“分布式計算”有很多重疊,并且它們之間沒有明顯的區別。同一系統的特征可能是“并行”和“分布式”。典型分布式系統中的處理器并行并行運行。并行計算可以看作是分布式計算的一種特定的緊密耦合形式和分布式計算可以看作是并行計算的一種松散耦合的形式。但是,可以使用以下標準將并發系統大致分為“并行”或“分布式”:

    • 在并行計算中,所有處理器都可以訪問共享內存以在處理器之間交換信息。
    • 在分布式計算中,每個處理器都有自己的專用內存(分布式內存)。通過在處理器之間傳遞消息來交換信息。

    由于術語并行和分布式算法的傳統用法與上述并行和分布式系統的定義不完全匹配,因此情況變得更加復雜。但是,根據經驗,共享內存多處理器中的高性能并行計算使用并行算法,而大型分布式系統的協調則使用分布式算法。

    結構

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    各種硬件和軟件體系結構用于分布式計算。在較低的層次上,有必要將多個CPU與某種類型的網絡互連,而不管該網絡是印刷在電路板上還是由松散耦合的設備和電纜組成。在更高級別,有必要將那些CPU上運行的進程與某種通信系統互連。

    分布式編程通常屬于以下幾種基本架構之一:客戶服務器、三層、n層或對等;或類別:松耦合或緊耦合。

    • 客戶端服務器:智能客戶端與服務器聯系以獲取數據,然后格式化并將其顯示給用戶的體系結構。當客戶端的輸入代表xxx性更改時,會將其提交回服務器。
    • 三層:將客戶端智能移至中間層的體系結構,以便可以使用無狀態客戶端。這簡化了應用程序部署。大多數Web應用程序是三層的。
    • n層:通常指Web應用程序的體系結構,這些體系結構將其請求進一步轉發到其他企業服務。這種類型的應用程序是導致應用程序服務器成功的最主要因素。
    • 對等:沒有專用機器提供服務或管理網絡資源的體系結構。而是將所有職責統一分配在所有稱為對等機器的機器之間。對等體既可以充當客戶端,也可以充當服務器。該體系結構的示例包括BitTorrent和比特幣網絡。

    分布式計算體系結構的另一個基本方面是在并發進程之間通信和協調工作的方法。通過各種消息傳遞協議,進程通常可以以主/從關系直接相互通信。備選地,“以數據庫為中心”的體系結構可以通過利用共享數據庫而無需任何形式的直接進程間通信就可以完成分布式計算。以數據庫為中心的體系結構特別是在示意性體系結構中提供了關系處理分析,從而可以進行實時環境中繼。這樣就可以在網絡數據庫的參數之內和之外實現分布式計算功能

    應用

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    使用分布式系統和分布式計算的原因可能包括:

    1. 應用程序的本質可能需要使用連接多臺計算機的通信網絡:例如,在一個物理位置生成的數據在另一位置需要。
    2. 在許多情況下,原則上可以使用一臺計算機,但是出于實際原因,使用分布式系統是有益的。例如,與一臺高端計算機相比,通過使用幾臺低端計算機的集群來獲得所需的性能水平可能更具成本效益。分布式系統比非分布式系統可提供更高的可靠性,因為沒有單點故障。而且,分布式系統可能比單片單處理器系統更易于擴展和管理。

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    詞條目錄
    1. 分布式計算
    2. 簡介
    3. 并行和分布式計算
    4. 結構
    5. 應用

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