分布式并行处理技术导论PDF电子书下载

目录 1

第一章 概论 1

1.1 分布式计算系统的产生和发展 1

1.1.1　性能／价格比的革命性变更 1

1.1.2　物理系统的理论与工程极限 3

1.1.3　计算机的社会化 5

1.2　什么是分布式计算机系统 6

1.3　分布式计算机系统的特性 7

1.4 与相邻几类计算机系统的区别和关联 8

1.4.1　与传统多处理机的区别和关联 8

1.4.2　与传统多计算机系统的区别和关联 9

1.4.3　与计算机网络系统的区别和关联 10

1.5　分布式并行处理探索 12

1.5.1　分布式并行处理的可能性 12

1.5.2　向纵深发展的分布式并行处理 17

1.5.3　缩小差别，趋向统一 19

1.6　分布式计算系统的潜在优越性和缺点 20

1.6.1　分布式计算系统的潜在性优点 20

1.6.2　分布式计算系统的缺点 21

1.7　研究和开发分布式计算的几个主要方向 21

1.7.1　分布式计算系统结构 21

1.7.2　分布式操作系统 23

1.7.3　分布式程序设计与软件包 24

1.7.4　分布式数据库 25

1.7.5　分布式并行算法与应用 26

1.7.6　分布式数据处理系统的安全与保密性 26

第二章　系统模型与设计原则 29

2.1　概述 29

2.2　分布式计算系统模型 30

2.2.1　一般结构模型 30

2.2.2　Log P模型 31

2.2.3　Anderson和Jensen的通信结构分类法 32

2.3　结构性能评价 33

2.4　总体设计思想 36

2.5　系统设计的一般方法 38

2.5.1 与一般系统设计的比较 38

2.5.2　分布式计算系统的设计目标及其新问题 39

2.5.3　分布式计算系统设计的BMDATC法的特点 39

第三章　系统互连方法 41

3.1　总线结构 41

3.1.1　概述 41

3.1.2　饱和点的估计 42

3.1.3　改进的加速比公式 43

3.1.4　加权参数算法 44

3.1.5　改善系统性能的方法和技术 45

3.2.1　概述 47

3.2.2　高速并行移位环形结构 47

3.2 环形结构 47

3.2.3　多环结构 49

3.3　带环的树形结构 51

3.4　超立方体结构 54

3.4.1　概述 54

3.4.2　基本拓扑结构 54

3.4.3　基本性能参数和特性 56

3.4.4　系统中的信息传输方式 58

4.1.1　直接通信方式 60

第四章　进程间的相互通信问题 60

4.1　消息传递方式MP 60

4.1.2　间接通信方式 61

4.1.3　同步和寻址 62

4.2　Client-Server模型 64

4.2.1　模型设计的基础 64

4.2.2　分布式“客户-服务器”模型的建立 65

4.2.3　Sun OS中支持网络通信的系统调用 66

4.2.4　用于连接指定工作站服务器进程的函数 68

4.2.5　服务器程序 69

4.3.1　管道 71

4.2.6　子进程sub程序框架 71

4.3　进程间通信的另一种手段——管道 71

4.3.2　两个不同进程之间的通信 72

4.4　远程过程调用 73

4.4.1　一般概念 73

4.4.2　远程过程调用的实现 74

4.4.3　远程过程调用概念的推广——远程求值 75

第五章　分布式操作系统和程序设计 77

5.1　分布式操作系统概述 77

5.1.1 集中式与分布式操作系统的概念 77

5.1.2　分布式操作系统的特点 77

5.1.3　分布式操作系统的功能 80

5.1.4　实现分布式操作系统的主要途径 81

5.1.5　几种类型的分布式操作系统模型 83

5.2　一个基于中文DOS的分布式操作系统实例 84

5.2.1 引言 84

5.2.2　扩充功能模块的方法 84

5.3　分布式操作系统设计与实现的几个问题 87

5.3.1　异步并行算法对通信的基本要求 87

5.3.2　进程的派生调度 87

5.3.3　进程之间的通信和同步 88

5.4.1　分布式程序设计的特点 90

5.4　分布式程序设计简介 90

5.4.2　分布式程序设计语言 91

5.5　一个实用的分布式计算语言 93

5.6　Network Linda协作语言 95

5.6.1　概述 95

5.6.2　C-Linda的基本设计原理 95

第六章　资源管理和调度问题 98

6.1　资源管理分类 98

6.2　资源的集中分布管理 99

6.2.1　设计资源搜索算法的原则 99

6.2.2　投标算法 100

6.3　资源的完全分布管理 101

6.3.1　分配资源算法的原则 101

6.3.2　令牌算法 102

6.3.3　实现中的问题 103

6.4　调度和分配 104

6.4.1　概述 104

6.4.2　最小下界方法 105

6.4.3　初始任务分配算法 107

6.5　资源分配的死锁问题 108

7.1　负载共享策略概述 110

第七章　分布式负载共享策略 110

7.2　作业调度算法和寻找空闲机 112

7.2.1　作业调度 112

7.2.2　寻找空闲机 114

7.3　远程作业的计算结果回送 115

7.3.1　父子进程进行通信的机制 115

7.3.2　使用共享区存放结果 117

7.4　自适应负载共享的分类 118

7.5　负载共享策略的性能模拟研究 120

8.1.1　UNIX系统简介 127

8.1　Sun工作站的操作系统环境 127

第八章　分布式计算系统中的进程迁移 127

8.1.2　config系统内核 128

8.2　UNIX系统的进程调度与控制 128

8.2.1　进程控制结构 129

8.2.2　进程的切换与调度 131

8.3　Sun工作站网络环境下进程迁移的方法 132

8.3.1　迁移进程的方法 132

8.3.2　取出迁移进程环境 132

8.3.3　进程的恢复 133

8.4　进程迁移的具体实现 133

8.4.2　对UNIX内核的扩充方法 134

8.4.3　扩充功能的部分函数 134

8.4.1　进程迁移步骤 134

8.5　不同系统的进程迁移方法 143

8.5.1　取进程的方法 143

8.5.2　进程数据的传送方法 144

8.5.3　进程投入运行的方式 144

8.6　寻找空闲处理机的不同方法 144

8.6.1　Sprite系统 144

8.6.2　Conder系统 145

8.6.3　V-System系统 145

8.7　对通信机构和文件系统的扩充 146

8.8　性能优化 147

第九章　分布式共享存储系统的若干问题 149

9.1　概述 149

9.2　分布式共享存储器设计的一般方法 150

9.2.1　用户接口设计 150

9.2.2　数据组织方式 151

9.2.3　存储器一致性算法 151

9.3　WDSM系统设计 153

9.3.1　系统概貌 153

9.3.2　系统设计 154

9.3.3　WDSM的存储器一致性算法 154

9.4.1　主要数据结构 155

9.4　WDSM的实现 155

9.4.2　锁和信号量操作的实现 157

9.4.3　WDSM存储管理模块 158

9.4.4　WDSM读写控制模块 159

9.5 WDSM的正确性研究 161

9.5.1 正确性 162

9.5.2 活动性 162

9.5.3 无饥饿性 163

9.6 WDSM的性能实验 163

9.6.1 计算模型 163

9.6.3 实验结果和性能分析 164

9.6.2 异步并行算法 164

第十章 应用实例和发展趋势 166

10.1 面向工程与科学计算的分布式并行计算系统 166

10.1.1 体系结构 166

10.1.2 软件结构 168

10.1.3 分布式并行算法与实例结果 168

10.2 Wu-NOW系统的新功能实现 170

10.2.1 群件系统结构 171

10.2.2 Wu-NOW系统上的协同工作 171

10.3　格子Boltzmann模型的显示原理 172

10.4　今后发展的趋势 174

主要参考文献 176