分布式操作系统讲稿

1、分布式操作系统讲稿计算机09级陈欣冉大纲内容时间关于分布式操作系统，可能我们从前有过认识，也知道一些关于分布式系统的知识，今天我们一起系统的学习一下导入分布式操作系统。今天的内容主要分为三大块，分别是分布式的相关看法，进度管理，资源管理。我们能够简单的认为，分布式计算机系统就是由几台计算1分钟一、机连成网络形成的那个整体。管理这些计算机的那个系统叫做分布式操作系统。与传统的集中式操作系统比较较，1、相关概他们最大的差异就是，集中式操作系统管理的是一台计算念机，而分布式操作系统管理的是一组计算机。分布式操作系统中一台计算机称为一个站点或一个结点。2、分布式1、分布式操作系统的特色：操作系统2、（

2、1）、分布性：最稀有四类部件在物理上可能是分布的，的特色包括硬件或办理的逻辑单元、数据、办理自己及控制。（2）、自治性：全部部件或资源都是高度自治的，它们具有独立执行任务的能力。（3）（3）、透明性：分布式计算机系统要让用户使用起来像是一个“单计算机系统”，实现分布式系统以达到这一目标的技术称透明性，它是指用户只要要描述它要获取什么1分钟服务，而不用指明由哪些物理设备或逻辑部件供应这些服务，用户不用知道服务过程实现的细节，因此特别方便。比方在某个机器上的用户想要存取另一台机器上的资源，那用户不需要知道资源终究在哪台机器上，这也是分布式操作系统和网络操作系统最大的差异。（4）、一致性：各部件有自

3、治性，但作为一个圆满的分布式操作系统，在用户眼前要有一致性。3、分布式操作系统的基本功进度通信和资源共享能够保证整个分布式系统是一个整体；并行运算是分布式操作系统的一大优势；网络管理就像我们方才说的，对用户拥有透明性。能二、（1）分配策略：进度管理不能够迁移的：创办进度时，系统决定为该进度分配哪1、办理器台办理机，一旦分配达成，进度将素来在这台办理机上运2分钟的分配行，直到结束。可迁移的：能够将已经运行的进度迁移到其他办理器上连续执行。金曦讲的计算模型，里面那些作业、进度、线程都是可迁移的。说明：可迁移策略能供应更好的负载平衡，但同时也增加了系统的复杂性，对系统的设计有很大的影响。（2）讨论进

4、度办理器分配算法：CPU利用率最大化是指尽可能的减少CPU的悠闲时间，让每个CPU都在运行；响应时间是每个进度的等待时间加上运行时间；响应率是指一台机器上运行一个进度的时间除以这个进度在一个无负载的标准办理机上运行时应该花的时间。（3）当前的分配算法有：图论确定性分配算法、集中式分配算法、层次是分配算法、宣布者/接收者提议的分布式启示性算法等等。分布式系统中各计算机没有共享的内存区，以致进度间无法经过传统的公共变量，如信号量来进行通信。分布式进度同步比集中式进度同步复杂。由于进度分别在不一样样的计算机结点上，进度只能依照当地可用信息做出决策，并经过网络联系；由于系统中没有公共的时钟，进度间经过

5、网络通信也会有延缓，不能够保证资源管理者收到资源申请的序次就是申请者央求资源的序次。而所谓的进度同步与互斥，实质上是要求各个进度依照必然序次使用资源或2、进度的要求各进度依照必然的序次执行。因此，分布式进度同步同步和互2分钟与互斥第一要解决对不一样样计算机中的事件的排序，今后再斥设计出性能优越的分布式同步算法。（第一要确定不一样样计算机中发惹祸件的先后序次）集中式系统：系统中有一致的公共积蓄器和公共时钟，分布式系统中没有，因此很难确定。于是在1978年，有人提出，不使用物理时钟确定分布式系统中事件先后序次。他认为若是两个进度没关，则其时钟根本不需要同步，而关于相关进度，也没有必要找到他们的绝对

6、执行时间，只要能够确定他们执行的先后序次就行。1）、事a.定义一个时间关系，即前超关系，也称“先发生”关系，件排序b.时间戳方才都讲过，我们直接看算法。1分钟2）、分比较着名的有：这三种。Lamport算法：最早提出的分布式同步布式同步算法，它要求接见临界资源的全部事件进行排序，互斥算法3）、.Ricart算法算法缺点今后依照先来先服务原则进行办理。我们课本给出的是Ricart-Agrawla.a、进度Pi想要进入临界区，产生一个时间戳Ti，发送消息request(Pi,Ti)给全部其他进度。b、进度Pj接收到request信息后，可能马上回复，也可能延缓回复。若是Pj当前在临界区中，延缓回复

7、。若是Pj不想进入临界区，马上回复。若是Pj想进入但未进入临界区，则比较两者的事件戳。若TiTj，马上回复，否则，延缓回复。c、当进度Pi接收到全部进度回复的reply信息后，即可进入到临界区。d、当进度Pi走开临界区后，给全部延缓回复的进度发送reply信息。例：若是有三个进度P1，P2，P3，进度P1和进度P3想进入同一临界区，P1发送request(1，15)信息给P2和P3，P3发送request(3，6)信息给P1和P2。P2收到央求后，马上回答。P1接收到P3的央求后也马上回答，由于P1的时间戳大于P3。P3收到来自P1的央求后延缓回答。当P3收到来自P1和P2的回答后，进入临界区

8、，P1则等待P3回答。当P3退出临界区后，向P1发送回答信息，于是P1进入临界区。分钟板书3、死锁的预防和检测（1）、死锁的预防上面讲的是进度的同步和互斥，下面我们来看死锁。我们在集中式操作系统中学习了死锁发生的四个必要条件，它们是：资源独占、不能够剥夺、保持申请、循环等待，只要破坏这四个条件其中的一个，死锁就不会发生。那在分布式中其实也能够这样破坏死锁产生的必要条件来预防死锁的发生。比方能够采用静态分配资源策略，就是说在进度运行前，一次性申请它运行所需要的全部资源，若系统拥有足够的悠闲资源时，就一次性的把进度运行需要的资源全部分给它，这样进度在运行时就不会再申请；否则（系统资源不够），就一个

9、资源都不分给进度，让它等待。这样就破坏了保持申请的条件。我们今天讲的是基于时间戳定序的死锁预防，方法是经过剥夺必要的资源以防范循环等待条件的发生。为了控制剥夺，在每个进度创办时赏赐一个唯一的时间戳作为优先数。详尽的死锁预防有两种方案。第一种：基于非剥夺式的，称为等待死亡法。若是T2T1，则拥挤A2，否则杀死A2，今后重启A2。即若是事件A2在事件A1从前开始，那么A2等待A1结束；否则分布式操作系统杀死A2，并在一段时间后重启A2（拥有相同的时间戳T2）。第二种：基于剥夺式的，称为受伤等待法。若是T2T1，则杀死A1；否则停止A2执行。即若是事件A2在事件A1从前开始，则杀死A1；若是事件A1

10、开始的比较早，那么分布式操作系统就会停止A2执行。分钟分钟2）、死锁的检测A、集中式死锁的检测算法：模拟非分布式的算法B、分布式的死锁检测：典型的：Chandy_Misra_Haas算法。该算法同意进度一次央求多个资源而不是一次只申请一板书个。经过允好多个央求同时进行，使得进度的推进速度加5分钟快。该模型的这种变换使得一个进度能够同时等待两个或多个进度。三、资源管理1、集中式资源管理2、分布式资源管理3、层次式资源管理资源管理和调换是操作系统的主要任务。分布式操作系统中资源管理能够采用集中式、分布式和层次式。有一其中央资源管理者，负责系统中全部任务的分配。为便于管理，还有一个与资源分配情况相关的数据结构，成为系统资源表，记录着系统中全部资源的相关信息。比方：资源种类、数量、物理单位、物理特色、分配状态等等。（比方，整个学院都归院长一个人管，优点就是，院长能够合理的分配各种事项，运筹决胜；做事简单，直接找院长，借教室，领粉笔，统统找院长，其他的老师就比较轻松；减少了资源管理算法的开销，减少了你找各个老师的时间。自然这样的算法，缺点也很明显，比方院长哪天不小心把09级