【学习课件】第十一章分布式共享内存
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挖掘并行技术总结:共享内存与分布式计算的优劣分析挖掘并行技术总结:共享内存与分布式计算的优劣分析在现代计算机应用中,由于数据量庞大,复杂的运算,单线程计算的效率已经无法满足需求。
因此,采用并行计算等技术能够有效地提高计算效率和减少计算时间。
在并行计算领域中,共享内存和分布式计算是两种常见的技术,它们都有自己的优点和缺点,在使用时需要根据不同的需求进行选择。
本文将对这两种技术进行详细的优劣分析。
一、共享内存技术共享内存技术是指多个线程可以访问同一个物理内存空间,在同一时间内可以同时对其进行读写操作。
由于共享内存技术操作简单、通信效率高以及程序易于调试等优点,因此被广泛应用于计算密集型任务和高性能计算领域。
优点:1、通信效率高。
共享内存技术的通信效率高于分布式计算技术,这是因为在共享内存技术下,线程之间可以直接访问共享内存,而在分布式计算技术下,线程之间需要通过网络通信进行数据传输。
2、易于编程与调试。
由于共享内存技术具有操作简单的特点,因此程序员可以很容易地编写和调试代码。
同时由于共享内存技术在同一时间内只允许一个线程对内存进行读写操作,因此程序员可以更好地控制程序的执行过程。
3、适用于计算密集型任务。
共享内存技术可以使多个线程同时访问计算机的处理器,因此适用于计算密集型任务,能够提高计算效率。
缺点:1、容易出现数据竞争的问题。
由于多个线程同时访问同一块内存区域,因此容易出现数据竞争的问题。
如果不加以处理的话,这个问题会导致程序的运行结果不可预测,严重时可能会导致程序崩溃。
2、不适合处理I/O密集型任务。
由于共享内存技术只能够访问内存中的数据,而无法对外设进行操作,因此不适合处理I/O密集型任务。
I/O密集型任务需要频繁地访问外部存储,而在共享内存技术中这种作是不可取的。
3、不便于扩展。
共享内存技术需要在同一台计算机中进行,因此不便于进行扩展。
如果想要用更多的计算资源来处理数据,那么只能采用多台计算机协作的方式。
《高级操作系统》课程教学大纲课程编号:50520201课程名称:高级操作系统英文名称:Advanceed Operating Systems课程类别:专业必修课授课对象:硕士学分:2.5学时:40开课学期:二开课周次:1-10开课系及教研室:计算机科学与技术任课教师及职称:李为副教授先修课程:计算机操作系统适用专业:计算机主要内容:高级操作系统即多机操作系统,而分布式操作系统则是多机操作系统的典型和卓越代表。
分布式操作系统是为分布式计算机系统配置的一种操作系统。
本课程主要介绍设计和构造分布式操作系统的基本原理和部分实现技术。
内容包括:第一部分分布式计算机系统,具体内容为分布式计算机系统的特征、结构与拓朴构形;分布式操作系统的设计方法、结构模型、层次划分、控制算法及在设计时应着重考虑的一些问题。
第二部分分布是式通信机制,包括消息传递、远程过程调用;及基于Agent的异步分布式进程通信模型。
第三部分分布式协同处理,具体内容为事件定序与时间戳、分布式互斥及选择算法。
第四部分资源管理,主要介绍分布式资源共享和资源管理策略及其相关的死锁预防与死锁检测的有效方法。
第五部分专门讨论线程及其管理、分布式进程管理的有关问题。
第六部分任务分配和负载平衡。
第七部分分布式文件系统和命名服务的有关策略。
第八部分分布式事务及事务的并发控制。
第九部分主要内容包括布式共享内存的概念、设计和应用及一致性模型。
第十部分分布式操作系统实例,主要对Mach、Chorus> Amoeba等系统进行分析与比较。
使用教材:《分布式操作系统》、何炎祥编著高等教育出版社参考书目:《分布式操作系统原理与实践》、Doreen L. Galli著徐良贤等译机械工业出版教研室意见:系(院、部)意见:研究生院审核意见:自学时间:10周 自学学时:80学时华北电力大学专业学位硕士研究生自学指导书年级、专业:计算机课程名称:高级操作系统 教材名称:《分布式操作系统》 编写教师:李为 周 次 学 时 学习内容 对应章节 习 题、思考题、测试题(可另附录)1 8 分布式计算机系统 第一章2 8 分布式通信 第二章34 分布式协同处理 第三章 3 4 资源管理 第四章 4 4 资源管理 第四章 4 4 进程与处理机管理 第五章5 4 进程与处理机管理 第五章 5 4 任务分配与负载平衡 第六章6 4 任务分配与负载平衡 第六章 6 4 分布式文件系统 第七章7 4 分布式文件系统 第七章 7 4 命名服务器 第八章8 4 分布式事物处理 第九章 8 4 分布式事物处理 第九章9 8 故障恢复与系统容错 第十章 108 分布式共享内存第十一章备:授课学时为计划学时的2/3左右,自学学时为计划学时的2倍。