分布式重点.docx
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分布式重点
1.分布式操作系统的定义、例子、
分布式系统是若干独立计算机的集合，这些计算机对于用户来说就像是单个相关系统。
2.分布式系统的目标
使资源可访问：
使用户能方便地访问远程资源，并且以一种受控的方式与其他用户共享这些资源
透明性：
分布透明性是一种现象，即一个系统的分布情况对于用户和应用来说是隐藏的
开放性：
据一系列的准则来提供服务，这些准则描述了所提供服务的语法和语义
可扩展性：
规模可扩展，把更多的用户和资源加入进去地域可扩展：
在用户和资源相离极为遥远时管理可扩展：
跨越多个独立的管理机构，仍可方便对其进行管理
3.集群计算系统和网格计算系统的概念、区别
集群计算中，底层硬件是由类似的工作站或PC集组成，通过高速局域网紧密连接起来的。
而且，每个结点运行的是相同的操作系统
网格计算中，组成分布式系统的这种子分组通常构建成一个计算机系统联盟，其中的每个系统归属于不同的管理域，而且在硬件、软件和部署网络技术上也差别很大。
4.体系结构的样式有哪些以及各自的特点
分层体系结构：
组建组成了不同的层，其中Li层的组件可以调用下面的层Li-1。
基于对象的体系结构：
一种很松散的组织结构，基本上，每个对象都对应一个组件，这些组件是通过（远程）过程调用机制来连接的。
以数据为中心的体系结构：
进程的通信需要一个公用仓库
基于事件的体系结构：
进程基本上是通过事件的传播来通信的，事件传播还可以有选择的携带数据。
优点：
进程是松散耦合的（无需明确地引用对方）
5.三层客户-服务器体系结构
用户接口层，处理层，数据层。
包括三个逻辑层，每一层在理论上来说都在一台单独的机器上实现。
最高层包括了客户的用户界面，中间层包括实际的应用程序，最底层包含了被使用的数据.
因特网搜索引擎简化成这三层结构，结合例子说明这三层结构，为什么要三层结构，能够什么好处，为什么不是两层的
用户接口层，用户输入关键字字符串，然后显示出Web网页的列表；
数据层：
后端是由一个巨大的Web网页数据库组成，这些Web网页是预取的，且已加索引；
处理层：
搜索引擎的核心，把用户的关键字字符串转换成一个或多个数据库查询程序，经数据库查询返回结果的排名列表，并把该列表转换成HTML页面列表。
数据层的数据往往是持久的，也就是说即使应用程序没有运行，数据也会保存在某个地方以供日后使用，数据层往往在服务器端实现。
在很多基于商业的环境中，数据层组织成一个关系数据库，这里，数据的独立性很关键。
数据组装成与应用程序无关的，数据组织结构的改变不会影响应用程序，应用程序也不会影响数据组织结构。
6.瘦客户、胖客户各自的好处
瘦客户：
客户端软件不放在终端用户机上，而是让大多数的处理操作和数据存储在服务器端完成。
相反就是胖客户。
瘦客户是近来的一种趋势，尽管胖客户客户机可以做不上工作，但他们问题也更多，难以管理；把太多的功能放在客户机上，使得客户机更容易出错，且更依赖于客户端的底层平台（如操作系统和资源）。
而瘦客户配置更容易，可以使得用户接口不那么复杂，获得客户可察觉的性能。
7.垂直分布性、水平分布性概念、主要优点
垂直分布性指的是按逻辑把不同组件放在不同的机器上。
（例如客户-服务器）
垂直分布性有助于：
功能可以从逻辑上和物理上分割在多台机器上，每台机器按特定的功能组进行定制。
横向分布则处理多台机器上的一个层的分布，例如一个数据库的分布。
水平分布性的分布式系统中，客户或服务器可能在物理上被分割成逻辑上相等的几个部分，但每个部分都操作在整个数据集中自己共享的部分，从而实现负载的平衡。
（例如点对点系统）
8.Chord系统（结合第五章p136）
9.非结构化的点对点体系结构的基本思想
非结构化的点对点系统主要依靠随机化的算法来构造覆盖网络。
其主要思想是，每个结点维护一个邻结点列表，但这个列表是以一种或多或少为随机的方法来构造的。
同样，数据项也是假定随机地放在结点中的。
因此，当结点要定位某个特定的数据项时，它所能有效地做的唯一事情就是用一个查找查询来泛洪该网络。
10.超级对等体，为什么引入超级对等体，点对点的缺点。
在非结构化的点对点系统中，随着网络的增大，相关数据项的定位会变得越来越困难。
因为不存在一种确定的方法把查找请求路由到特定的数据项，结点只能泛洪该请求。
泛洪的危害很多，从而可以使用能收集一些结点信息（资源使用情况）的代理程序，就可以快速地查找到自己需要的结点。
这些能维护一个索引或充当一个代理程序的结点通常称为超级对等体
超级对等体通常也是组织在点对点系统网络中，形成一个分层组织结构。
11.图2.14，BitTorrent的工作原理
BitTorrent是一种点对点的文件下载系统，基本思想：
当一个终端用户要查找某个文件时，他可以从其他用户那里下载文件块，直到所下载的文件块能够组装成完整的文件为止。
要下载一个文件，用户需要访问一个全局目录（一些知名Web站点中的一个）目录中含有指向名为.torrent文件的引用得到F的.torrent文件，它含有要下载特定文件的信息，指向一个跟踪器tracker（通常每个文件只有一个tracker），这是一个服务器，它保持有活动结点的精确记录，而这些结点具有所请求的文件块。
一个活动结点就是当前正在下载另一个文件的结点。
一旦结点F确定了从哪里下载文件块，下载结点就变成了活动的，此时它就会被强制为其他结点服务。
12.中断器（拦截器）图2.15原理，能画出。
中断器只不过是一种软件结构，它能中断正常的控制流，从而允许其他（应用程序特定的）代码运行。
客户应用程序
应用程序存根
无中断调用
对象中间件
本地操作系统
消息级中断器
请求级中断器
被中断调用
13.进程和线程的区别与联系
进程一般定义为执行中的程序，也就是当前在操作系统的某个虚拟处理器上运行的一个程序，多个进程并发共享一个CPU及其他硬件资源这样一个事实是透明的。
操作系统需要硬件支持来实现这种隔离。
进程不能太多，进程的切换也不可太频繁。
如果操作系统支持同时运行的进程数目超出主存容纳能力，则必须在切换进程之前先在主存和磁盘之间进行交换。
每创建一个进程，操作系统都要分配一个完整独立的内存空间地址空间。
两个进程的切换，CPU开销很大，要保存CPU环境，修改内存管理单元的寄存器，将位于转换后备缓冲器（TLB）中的地址转换缓存内容标记为无效。
进程是进行资源分配和调度的一个独立单位
线程是进程的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位，是比进程更小的能独立运行的基本单位。
线程自己基本上不拥有系统资源，只拥有一点在运行中必不可少的资源（如程序计数器，一组寄存器和栈）
线程可与同属同一进程的线程共享进程所拥有的全部资源
线程的切换开销很小
14.论述客户端服务器与客户端浏览器采用多线程带来的好处，如果在浏览器上不采用多线程，哪些功能实现不了，采用多线程，能实现哪些功能。
多线程客户，用户不必等浏览器取得整个页面的所有组件就能够查看页面。
以多线程客户的模式来开发浏览器，只要取得了主HTML文件，就可以激活多个独立的线程，他们分别负责取得页面的各个部分，每个线程都与服务器建立一个独立连接以获得数据，只要导致阻塞的调用不会将整个进程挂起，则与服务器建立的连接和读取数据的过程就可以使用标准系统调用来编制。
在浏览页面期间，用户只会注意到图像等内容显示上的延迟，但是可以对文档进行浏览。
还可以把WEB页面复制到多台服务器上，这样多线程客户就可以与不同的服务器副本建立连接，这样就可以并行地进行数据传输了。
15.以文件服务器为例说明，服务器采用多线程会带来什么样的好处。
多线程技术能显著简化服务器代码，还能够运行并行技术来开发高性能服务器。
单线程文件服务器中，服务器获得请求，检验该请求，执行请求至完成，再接受另一个请求。
在执行过程中，服务器空闲，CPU资源浪费。
多线程服务器中，。
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16.什么是虚拟化，概念。
虚拟化本质上是扩展或替换一个现存界面来模仿另一个系统的行为
17.虚拟化技术产生和发展的动因，带来的好处，意义。
20世纪70年代，提出虚拟化的重要原因是让老的软件可以在新的昂贵的大型机上运行（这些老的软件包括应用软件以及运行这些软件的操作系统）。
但是随着硬件变得便宜，计算机功能更强大，并且操作系统种类变少，虚拟化变得不再那么重要。
然后从20世纪90年代以来，虚拟化技术又出现一次新的变化
1）尽管硬件和底层系统软件变化得比较快，高层软件（比如中间件和应用软件）却稳定得多。
虚拟化技术可以通过移植旧有软件的底层接口到新平台，使得旧有软件能运行在新平台上，另外也是的一大类的现有软件可以立刻在新平台上使用
2）互联网的发展，网络无处不在。
存在很多网络互连的不同的服务器，每个服务器运行不同的应用程序。
虚拟化可以通过让每个应用程序运行在自己的虚拟机上，平台和机器的种类可以减少。
3）虚拟化提供了高度的移植性和灵活性。
这些移植性的好处是的虚拟化成为分布式系统的重要机制。
18.虚拟化采用的两种方式：
1）进程虚拟机：
构建一个运行时系统，实际上提供一套抽象指令集来执行程序。
指令可以被翻译执行（像JRE），也可以仿真执行（像Unix平台上运行Windows程序）。
2）虚拟机监视器：
提供一种系统，把它做成一层完全屏蔽硬件但提供同样指令集的界面，这个界面可以同时提供给不同的程序。
结果，可以有多个不同的操作系统独立并发地运行在同一平台。
（VMware）
19.迭代服务器、并发服务器
迭代服务器：
自己处理请求，并且在必要的情况下将响应返回给发出请求的客户
并发服务器：
并不自己处理请求，而是将请求传递给某个独立线程或者其他进程来处理，自身立即返回并等待下一个输入的请求。
（多线程服务器属于并发服务器的一个特例；并发服务器的另一种实现形式：
每收到一个请求都派生一个新进程去处理，由处理请求的进程或者线程负责向发出该请求的客户返回响应（例如许多UNIX系统中））
客户机
服务器
20.图3.11，利用守护程序进行客户-服务器绑定、使用超级服务器进行客户-服务器绑定的区别。
2.请求服务
图a
1.请求端点
服务器
注册端点
客户
守护程序
端点表
2.连续服务
客户机
实际的服务器
图b
客户
1.请求服务
为请求服务创建服务器
超级服务器
图a利用守护程序进行客户-服务器绑定：
在每台服务器机器上运行一个特殊的守护程序，该程序负责跟踪该服务器上每项服务所使用的当前端口，另外还监听一个已知的端口。
用户通过这个已知端口与守护程序进行联系，请求得到指定服务器的端口号，然后再与该服务器进行联系。
图b使用超级服务器进行客户-服务器绑定
在服务器系统中，一般同时运行多个服务器（如果每一项服务都由单独的服务器来实现，会造成对资源的浪费），这些服务器大多被动地等待客户端的请求。
与其对这么多被动进程进行跟踪，不如由一个超级服务器来负责监听所有与这些服务关联的端点。
当收到请求的时候，它派生一个进程以对该请求进行处理，这个派生出的进程在处理完毕后将会自动退出运行。
21.状态无关的服务器、状态相关的服务器
状态无关服务器：
不保存其客户的状态信息，也不将自身的状态变化告知任何客户（例如WEB服务器），特别，在很多状态无关设计中，服务器实际是维护客户信息的，但是即使这些信息
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