分布式系統

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分布式系統是中國的一個科技名詞。

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名詞解釋

分布式系統（distributed system）是建立在網絡之上的軟件系統。正是因為軟件的特性，所以分布式系統具有高度的內聚性和透明性。因此，網絡和分布式系統之間的區別更多的在於高層軟件（特別是操作系統），而不是硬件。

在一個分布式系統中，一組獨立的計算機展現給用戶的是一個統一的整體，就好像是一個系統似的。系統擁有多種通用的物理和邏輯資源，可以動態的分配任務，分散的物理和邏輯資源通過計算機網絡實現信息交換。系統中存在一個以全局的方式管理計算機資源的分布式操作系統。通常，對用戶來說，分布式系統只有一個模型或范型。在操作系統之上有一層軟件中間件（middleware）負責實現這個模型。一個著名的分布式系統的例子是萬維網（World Wide Web），在萬維網中，所有的一切看起來就好像是一個文檔（Web頁面）一樣。

在計算機網絡中，這種統一性、模型以及其中的軟件都不存在。用戶看到的是實際的機器，計算機網絡並沒有使這些機器看起來是統一的。如果這些機器有不同的硬件或者不同的操作系統，那麼，這些差異對於用戶來說都是完全可見的。如果一個用戶希望在一台遠程機器上運行一個程序，那麼，他必須登陸到遠程機器上，然後在那台機器上運行該程序。

分布式系統和計算機網絡系統的共同點是：多數分布式系統是建立在計算機網絡之上的，所以分布式系統與計算機網絡在物理結構上是基本相同的。

他們的區別在於：分布式操作系統的設計思想和網絡操作系統是不同的，這決定了他們在結構、工作方式和功能上也不同。網絡操作系統要求網絡用戶在使用網絡資源時首先必須了解網絡資源，網絡用戶必須知道網絡中各個計算機的功能與配置、軟件資源、網絡文件結構等情況，在網絡中如果用戶要讀一個共享文件時，用戶必須知道這個文件放在哪一台計算機的哪一個目錄下；分布式操作系統是以全局方式管理系統資源的，它可以為用戶任意調度網絡資源，並且調度過程是「透明」的。當用戶提交一個作業時，分布式操作系統能夠根據需要在系統中選擇最合適的處理器，將用戶的作業提交到該處理程序，在處理器完成作業後，將結果傳給用戶。在這個過程中，用戶並不會意識到有多個處理器的存在，這個系統就像是一個處理器一樣。

內聚性是指每一個數據庫分布節點高度自治，有本地的數據庫管理系統。透明性是指每一個數據庫分布節點對用戶的應用來說都是透明的，看不出是本地還是遠程。在分布式數據庫系統中，用戶感覺不到數據是分布的，即用戶不須知道關係是否分割、有無副本、數據存於哪個站點以及事務在哪個站點上執行等。

分類

分布式計算機系統的體系結構可用處理機之間的耦合度為主要標誌來加以描述。耦合度是系統模塊之間互聯的緊密程度，它是數據傳輸率、響應時間、並行處理能力等性能指標的綜合反映，主要取決於所選用體系結構的互聯拓撲結構和通信鏈路的類型。

按地理環境衡量耦合度，分布式系統可以分為機體內系統、建築物內系統、建築物間系統和不同地理範圍的區域系統等，它們的耦合度依次由高到低按應用領域的性質決定耦合度，可以分成三類：

第一種是面向計算任務的分布並行計算機系統和分布式多用戶計算機系統，它們要求儘可能高的耦合度，以便發展成為能分擔大型計算機和分時計算機系統所完成的工作。

第二種是面向管理信息的分布式數據處理系統。耦合度可以適當降低。

第三種是面向過程控制的分布式計算機控制系統。耦合度要求適中，當然對於某些實時應用，其耦合度的要求可能很高。

特徵

分布式系統是多個處理機通過通信線路互聯而構成的鬆散耦合的系統。從系統中某台處理機來看，其餘的處理機和相應的資源都是遠程的，只有它自己的資源才是本地的。至今，對分布式系統的定義尚未形成統一的見解。一般認為，分布式系統應具有以下四個特徵：

(1)分布性。分布式系統由多台計算機組成，它們在地域上是分散的，可以散布在一個單位、一個城市、一個國家，甚至全球範圍內。整個系統的功能是分散在各個節點上實現的，因而分布式系統具有數據處理的分布性。

(2)自治性。分布式系統中的各個節點都包含自己的處理機和內存，各自具有獨立的處理數據的功能。通常，彼此在地位上是平等的，無主次之分，既能自治地進行工作，又能利用共享的通信線路來傳送信息，協調任務處理。

(3)並行性。一個大的任務可以劃分為若干個子任務，分別在不同的主機上執行。

(4)全局性。分布式系統中必須存在一個單一的、全局的進程通信機制，使得任何一個進程都能與其他進程通信，並且不區分本地通信與遠程通信。同時，還應當有全局的保護機制。系統中所有機器上有統一的系統調用集合，它們必須適應分布式的環境。在所有CPU上運行同樣的內核，使協調工作更加容易。