[科普中国]-分布式计算机系统

定义

分布式计算机系统是将多台小型微型机互连组成的一种新型计算机系统。它冲破了传统的集中式单机局面，从分散处理的概念出发来组织计算机系统，具有较高的性能价格比，灵活的系统可扩充性， 良好的实时性、可靠性与容错性等潜在优点，是近几年来计算机科学技术领域中极受重视的新型计算机系统，现已成为迅速发展的一个新方向。1

特点无主从区分；计算机之间交换信息；资源共享；相互协作完成一个共同任务

通过多路传输数据点线，将主机和若干台外围处理机联成一个整体，共同担负整个计算功能的系统。主机专门从事计算量大的数值计算，外围处理机则承担系统的控制操作。其优点是：

(1)加快了机器的运算速度;

(2)简化了主机的逻辑结构;

(3)使操作系统在一定程度上得到了简化。故现代大型武器系统的设计，常采用分布式计算机系统。2

功能1）通信结构：通信结构是指支持各个计算机联网，以提供分布式应用的软件。在分布式系统中，尽管每台计算机都有自己独立的操作系统，并且这些计算机和操作系统的种类又可以是不同的，但它们都应该支持同样的通信结构。

2）网络操作系统：由网络操作系统提供网络服务功能：分布式系统的硬件环境是计算机网络，系统中的个人计算机可以是单用户工作站或服务器，因此它需要由网络操作系统进行管理并提供网络服务功能。

3）分布式操作系统（透明性）：有一个公共的分布式操作系统：在分布式系统中，各计算机共享一个公共的分布式操作系统。分布式操作系统由内核以及提供各种系统功能的模块和进程所组成。系统中的每一台计算机都必须保存分布式操作系统的内核，以实现对计算机系统的基本控制。

作用分布式操作系统除了需要包括单机操作系统的主要功能外，还应该包括分布式进程通信、分布式文件系统、分布式进程迁移、分布式进程同步和分布式进程死锁等功能。

（1）分布式进程通信

分布式系统的进程通信是由分布式操作系统所提供的一些通信原语来实现的。但由于分布式系统中没 有共享内存，这些原语需要按照通信协议的约定和规则来实现。与分布式进程通信有关的主要概念包括：通信协议，分布式环境中的客户/服务器工作模式，进程通 信的消息传递方法和远程过程调用方法。

（2）分布式文件系统

分布式文件系统是允许通过网络来互连的，使不同机器上的用户共享文件的系统。它能让运行它的所有主机共享，并可以管理操作系统内核和文件系统之间的通信。

（3）分布式进程迁移

分布式进程迁移是指由进程原来运行的机器（称为原机器）向目标机器（准备迁往的机器）传送足够数量的有关进程状态的信息，使进程能在另一机器上运行。

（4）分布式进程同步

在分布式系统中，各处理机没有共享内存和统一的时钟，因此分布式进程同步必须对不同处理机中所发生的事件进行排序，还应该配有性能较好的分布式同步算法，以保证为实现进程同步所付出的开销较小。

（5）分布式进程死锁

在分布式系统中，也可能会因进程竞争资源而引起死锁。对单处理机系统中讨论过的死锁对策只要稍加修改，就可用于多处理机系统。例如，只要在系统事件之间简单地定义一个全序，有序资源分配死锁预防技术就可用于分布式系统。