Bài giảng Hệ điều hành phân tán (Phần 1)
Mục tiêu nguyên thủy của HĐH là máy tính ảo (virtual computer). Ba mục tiêu bổ
sung là liên thao tác, trong suốt và tự trị hiện vẫn đang là những nội dung nghiên cứu,
phát triển.
- Mục tiêu liên thao tác h-ớng tới năng lực tạo ra điềukiện thuận tiện cho việc
trao đổi thông tin giữa các thành phần hỗn tạp trong hệ thống. Đây là mục tiêu gợi mở
nguyên thuỷ dẫn tới việc thiết kế HĐH mạng trong một môi tr-ờng hỗn tạp.
- Khái niệm trong suốt(transparency) và khái niệm ảot-ơng tự nhau ở chỗ
cung cấp tính trừu t-ợng cao cho hệ thống. Điều khác biệt giữa hai khái niệm này là
theo tính ảo, ng-ời dùng có thể nhìn thấy cái họ muốn, trong khi đó tính trong suốt
đảm bảo rằng ng-ời dùng không nhìn thấy những cái họ không muốn. ảolà mục tiêu
quan trọng của HĐH tập trung còn trong suốtlà mục tiêu quan trọng của DOS. Khái
niệm trong suốt cho phép mô tả DOS nh-một hệ thống cung cấp một khung cảnh
lôgic của hệ thống cho ng-ời dùng, độc lập với hạ tầng vật lý. Ng-ời dùng có đ-ợc
cách nhìn của máy tính đơn cho một hệ thống máy tính phức hợp: sự tồn tại của hạ
tầng mạng và hoạt động của hệ thống là trong suốt với ng-ời dùng. Từ "trong suốt" ở
đây đ-ợc hiểu theo nghĩa 'thuần khiết" của một môi tr-ờng thuần nhất.
n dữ liệu đó. Ng−ợc lại FSA sẽ đợi cho đến khi RM sẽ cập nhật dữ liệu và l−u giữ nó. Thay vì thời gian FSA có thể liên hệ với RM khác. Cập nhật: FSA với TSf. Nếu TSf>Tsi thì việc cập nhật sẽ đ−ợc thực hiện, nếu không chờ cho sự cập nhật mới. RM có thể có cách thức riêng thuận tiện bằng cách sử dụng giao thức tự do. Nếu TSf<=Tsi thì sự cập nhật đã đ−ợc thực hiện hoặc là đang đ−ợc xử lí. Phụ thuộc vào các ứng dụng mà bỏ qua thao tác ghi chỉ có thao tác đọc và cập nhật. Ngãu hứng: Thông báo ngẫu hứng sẽ chuyển việc nhân bản từ bộ RM i sang bộ RM j sẽ đựơc thực hiện nếu TSj >Tsi. Ta có thể sử dụng vectơ gói thời gian thay cho những gói thời gian đơn lẻ. Cách thức này là một b−ớc tiến, vectơ gói thời gian bao gồm số hiệu đ−ợc sắp xếp (hay số hiệu gói) đại diện cho số thứ tự cập nhật tại RMi1, RM2, RM3. Thao tác ghi với TSf= bằng hoặc ít hoặc ít hơn Tsi thi đ−ợc phép thực hiện. TSf= cần phải đợi nh−ng chúng ta có nahạn thấy sự thực hiện sẽ diễn ra tại RM2 và RM3. Chúng ta đã sử dụng khái niệm tem thời gian, việc duy trì thứ tự là cần thiết nếu thao tác cập nhật là sửa đọc. Kết quả của dữ liệu đ−ợc tăng lên 2 lần từ sự khác biệt khi thứ tự đ−ợc duy trì hay thao tác bị bỏ qua. Nh− hình 6.11 và 6.12 mỗi quản trị nhân bản đ−ợc liên kết với 2 vectơ tem thời gian V và R và L.Vchứa tem thời gian mang giá trị hiện tại của dữ liệu. R cho biết những Hình 6.11. Một kiến trúc ngẫu h−ớng RM RM Tiêu biểu Tiêu biểu Kháchs Giá trị V: R cập nhật log L FSA Cập nhật Đọc-thay đổi TSj < TSi TSi < TSj RM Giá trị V: R cập nhật log L Giá trị V: R cập nhật log L Cập nhật đọc Hà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán (Phần 1) - 178- nhóm yêu cầu về cập nhật. Chẳng hạn R= tại RM cho thấy 2 yêu cầu thao tác cập nhật từ và 3 và 4 thao tác cập nhật tại RM3 và RM4. Giao thức ngẫu hứng có thứ tự Đọc: FSA với TSf chứa yêu cầu q. Nếu q<=V thì RM sẽ mang giá trị tới FSA. Nếu không FSA sẽ đợi thực hiện. Cập nhật: FSA với TSf với thao tác cập nhật u. Nó đ−ợc so sánh với V. Nếu u<V thì coi nh− thao tác sẽ chậm và trở lại RM bởi vì thứ tự thực hiện là cần thiết. FSA sẽ không liên hệ nữa, việc đọc sẽ chuyển cho thao tác cập nhật. Trong tr−ờng hợp thông th−ờng u>=V thì ta cũng có thể suy ra u=V. Nh− vậy trong bất kì tr−ờng hợp thì việc cập nhật cũng đ−ợc chấp nhận. Bộ quản lí nhân bản RM tiếp nhận thêm thành phần i của R bằng việc chỉ ra một hoặc nhiều cập nhật đã đ−ợc thao tác cập nhật u trong tr−ờng hợp đăng khí vào L. Nếu u=V thì việc cập nhật đ−ợc thực hiện, tem thời gian V đ−ợc trộn lẫn với r. Kết quả của thao tác đều xảy ra tr−ớc khi đ−ợc uỷ thác. Nếu nhiều hơn một tr−ờng thoả mãn điều kiện này thì các quá trình của nó phải đăng kí theo trật tự của nó. Thao tác cập nhật khác chờ đợi để đăng kí vào tình trạng ổn định. Nó bị thay đổi khi RM có thao tác cập nhật hoá tự do tác động. Việc cập nhật khi hoàn thành sẽ đ−ợc đánh dấu để không lặp lại, quá trình cập nhật không xoá luôn vì nó cần định danh ra Rms mới. Ngẫu hứng: Thông điệp từ RMj tới RMi mang vectơ tem thời gian Rj của RMj và đăng kí vào Lj. Rj kết hợp với vectơ tem thời gian Ri của RMi. Việc đăng kí vào RMi đ−ợc thực hiện với Lj trừ việc cập nhật các tr−ờng có r<=Vi. Các tr−ờng này phải đ−ợc khai báo bởi RMi. Tập hợp đăng kí đ−ợc xem nh− là tự do nếu nó phải chứa đầy đủ thông tin về RM và nhiều RM khác. Hình 6.12. minh hoạt 3 thao tác của quá trình cập nhật và đăng kí theo trật tự. Tất cả mọi vectơ tem thời gian đựơc khởi tạo giá trị . U1= định h−ớng trực tiếp tới RM1 đ−ợc thực hiện u1>=V1 khi đó R1=. Bản ghi cập nhật của r1 và u1 đ−ợc tập trung trong L1 và đ−ợc thực hiện khi đó V1=. Trong khi đó L1 chỉ chứa quá trình cập nhập tự do tới RM2, QT cập nhật U2, U3 từ RM2, RM3 một cách riêng biệt. Chúng phải đọc dữ liệu từ RM1 tr−ớc vì có tem thời gian là U2 xảy ra tại RM2. Vì tem thời gian lớn hơn V2= nên nó đ−ợc định vị trong L2 sau khi R2 đ−ợc cập nhật tới đ−ợc đặt trong L3. Ví dụ trên chỉ ra những khái niệm và thao tác cơ bản để cập nhật ngãu hứng. RM1 RM2 RM3 u1=100 u2=100 u3=100 Gossip Gossip V=100 V = 100 V=100 R=100 R = 110 R = 111 Cập nhật L: Cập nhật L: Cập nhật L: r1=100, u1=000 r2=110, u2=100 r3=101,u3=100 r1=100,u1=000 r2=110,u2=100 r1=100,u1=000 Hình 6.12. Kịch bản ngẫu hứng thứ tự nguyên nhân Hà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán (Phần 1) - 179- Bảng giải nghĩa cụm từ ghi tắt và thuật ngữ Cụm Tiếng Việt Tiếng Anht Giải nghĩa Trg HĐH/ OS Hệ điều hành Operating System Bộ phần mềm 6 Đa ch−ơng trình multiprogramming Hoạt động HĐH 11 Phân chia thời gian time shared Hoạt động HĐH 11 Đa ng−ời dùng multi-users Hoạt động HĐH 12 Trạm cuối terminal Thiết bị 12 L−ợng tử thời gian time quantum Hoạt động HĐH: lập lịch 12 Hệ điều hành kết hợp Combination Operating System 13 Siêu máy tính supercomputer Kiểu máy tính 13 CTĐ Chuyển thông điệp message passing Công việc - loại dịch vụ 18 ĐBQT Đồng bộ quá trình process syncronization Yêu cầu điều khiển quá trình 15 TTLQT Truyền thông liên quá trình interprocessing comunication T−ơng tác các quá trình 15 (Bộ-) lập lịch schedule (-er) (Môđun) lập lịch 17 Bộ giám sát monitor Kiểu dữ liệu đồng bộ 18 Điểm hẹn rendezvous (Ada) Kiểu dữ liệu đồng bộ 18 DOS HĐH phân tán Distributed OS Kiểu HĐH 8 NOS HĐH mạng Network OS Kiểu HĐH 8 CAS Hệ tự trị cộng tác Cooperative Autonomous System Kiểu HĐH 8 SPOOL ING Simultaneous Peripheral Operation OnLine Vào - ra của HĐH với đĩa từ nên vào - ra nhanh 10 MFT Multiprogramming with Fixed number of Tasks 11 MVT Multiprogramming with Variable number of Tasks 12 TSS Time Shared System 12 VLSI Vi mạch tích hợp rất lớn Very Large Scale In. 13 SISD Đơn lệnh - đơn dữ liệu Single Data Single Instruction 14 Hà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán (Phần 1) - 180- SIMD Đơn lệnh - đa dữ liệu Single Instruction Multiple Data 14 MISD Đa lệnh - đơn dữ liệu Multiple Instruction Single Data 14 MIMD Đa lệnh - đa dữ liệu Multiple Instruction Multiple Data 14 API Giao diện trình ứng dụng Application Program Interface 16 HAL Mức trừu t−ợng phần cứng Hardware Abstraction Layer 16 SPI Giao diện cung cấp dịch vụ Service Provider Interface 16 PE biểu thức đ−ờng đi Path Expression 18 CR Khoảng tới hạn Critical Region 18 CCR khoảng tới hạn có điều kiện Condition Critical Region 18 CSP Bộ các quá trình tuần tự truyền thông Communicating Sequential Processes 18 giao diện interface bế tắc deadlock Hiện t−ợng tập quá trình không thực hiện 19 điều khiển trang paging Một kiểu điều khiển bộ nhớ gián đoạn 19 điều khiển segment segmentation Một kiểu điều khiển bộ nhớ gián đoạn 19 Trạm làm việc workstation 20 liên thao tác interoperability 21 hỗn tạp heterogenous 7 giao vận transport service điểm - điểm peer to peer 21 OSI 21 ISO 21 FS Hệ thống File File system 21 NFS Hệ thống file mạng Network FS 21 socket 21 RPC lời gọi thủ tục từ xa Remote Procedure Call 21 đăng nhập từ xa remote login 21 Hà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán (Phần 1) - 181- chuyển file file transfer 21 duyệt mạng network browsing 21 thực hiện từ xa remote execution 21 không đồng bộ asynchronous dị bộ 22 Giao thức truyền mail đơn giản Simple Mail Transfer Protocol: SMTP 22 URL Bộ định vị tài nguyên thống nhất Universal Resource Locator 22 HTML Ngôn ngữ đánh dấu văn bản HyperText Markup Language 22 MIME Multipurpose Internet Mail Extension 23 tiểu dụng applet 23 trong suốt transparency 24 trong suốt đồng thời concurrency transparency 24 trong suốt truy nhập access transparency 34 trong suốt định vị location transparency 34 trong suốt di trú migration transparency 34 trong suốt nhân bản Replication transparency 34 trong suốt song song parallelsm transparency 34 trong suốt lỗi failure transparency 34 trong suốt hiệu năng performance transparency 34 trong suốt kích th−ớc size transparency 34 trong suốt duyệt lại revision transparency 34 CSCW Làm việc cộng tác đ−ợc hỗ trợ bằng máy tính Computer Supported Cooperative Work 26 ODP Quá trình phân tán mở Open Distributed Processing 26 CORB A Kiến trúc môi giới yêu cầu đối t−ợng chung Common Object Request Broker Architeturre 26 Hà Quang Thụy Bài giảng Hệ điều hành phân tán (Phần 1) - 182- phần mềm lớp giữa middleware 26 thứ lỗi fault tolerance 27 tính nhất quán consistency 28 tán phát broadcast tán phát tin cậy reliable broadcast giao dịch transaction 22 thuộc- ng−ời dùng, liên ng−ời dùng, và liên nút intrauser, interuser, internode dịch vụ nguyên thủy đồng bộ syschronous primitive 38 dịch vụ kết khối blocking primitive 38 dịch vụ service dịch vụ của hệ thống phục vụ server đ/t−ợng cung cấp dịch vụ công tác coordination PAD thiết kế và giải thiết kế gói packet assembling and deassembling 39 xâu bộ xử lý processors - pool 39 trạm làm việc- phục vụ workstation - phục vụ 39 cổng port 48 tán phát bội multicast 50 quảng bá broadcast 50 bộ nhớ chia xẻ phân tán distributed shared memory 51 DCE Môi tr−ờng tính toán phân tán Distributed Computing Enviroment 51 hàng đợi kết nối với QT ngắn nhất join-to-the-shortest queue 140 Thực hiện từ xa Remoce execution 145 Dịch vụ từ xa remote service 145 TĐ thông dịch intepretive message 145 Lệnh gọi từ xa remote command giao thức truyền thông ứng dụng Application communication protocol 146 Phiên bản version 9
File đính kèm:
- CoBanVeHDHPhantan.pdf