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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MP60

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