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第一章分布式计算机系统1

1.1 分布式系统的特征2

1.1.1 资源共享2

1.1.2 开放性2

1.1.5 透明性3

1.2 分布式系统的总体评价3

1.2.1 优点3

1.1.4 容错性3

1.1.3 并发性3

1.2.2 不足4

1.3 分布式系统的结构4

1.4 分布式系统的资源管理5

1.5 分布式系统的拓扑结构5

1.5.1 全互连结构6

1.5.2 部分互连结构6

1.5.3 层次结构6

1.5.5 环形结构7

1.5.4 星形结构7

1.5.6 多存取总线结构8

1.5.7 环-星形结构8

1.5.8 有规则结构8

1.5.9 不规则结构9

1.5.10 立方体结构9

1.6 计算机网络9

1.6.1 远程网9

1.6.2 局域网10

1.6.3 网络分层结构及通信协议11

1.7 分布式操作系统12

1.7.1 多机操作系统的基本结构12

1.7.2 设计分布式操作系统时应考虑的问题13

1.7.3 构造分布式操作系统的途径14

1.7.4 分布式操作系统的结构模型15

1.7.5 分布式操作系统的层次划分17

1.7.7 分布式系统与计算机网络18

1.7.6 分布式操作系统的控制策略18

1.7.8 分布式操作系统的设计方法19

1.8 小结19

第二章分布式通信20

2.1 概述20

2.1.1 发送策略20

2.1.2 连接策略20

2.1.3 争夺处理21

2.1.4 保密22

2.2 消息传递23

2.2.1 消息传递原语23

2.2.2 同步消息传递方式的应用24

2.2.3 组通信27

2.2.4 组通信的实现28

2.2.5 组通信的一个实例31

2.3 远程过程调用32

2.3.1 RPC的功能33

2.3.2 RPC的通信模型34

2.3.3 RPC的结构及实现35

2.3.4 RPC的语义38

2.3.5 多对多RPC模型39

2.4 异步分布进程通信模型43

2.4.1 PCAP模型43

2.4.2 通道语法规则44

2.4.3 PCAP模型的基本算法及其改进44

2.4.4 一个层次-F通道应用46

2.5 小结47

2.4.5 性能分析47

第三章分布式协同处理48

3.1 事件定序与时间戳48

3.1.1 同步物理时钟48

3.1.2 逻辑时间和逻辑时钟52

3.2 分布式互斥53

3.2.1 分布式互斥算法的基本假定53

3.2.2 集中式算法54

3.2.3 Lamport算法54

3.2.4 Ricart和Agrawala算法55

3.2.5 令牌传递算法57

3.3 选择算法58

3.3.1 Bully算法59

3.3.2 基于环结构的算法60

3.4 小结60

4.1.1 数据迁移61

4.1.2 计算迁移61

4.1 资源共享61

第四章资源管理61

4.1.3 作业迁移62

4.2 资源管理62

4.2.1 局部集中管理63

4.2.2 分散式管理63

4.2.3 分级式管理64

4.2.4 分散式资源管理算法64

4.2.5 招标算法65

4.3.1 资源分配图66

4.3 死锁处理66

4.3.2 进程等待图68

4.3.3 利用时间戳预防死锁68

4.3.4 死锁检测方法69

4.3.5 集中式死锁检测方法70

4.3.6 层次式死锁检测方法71

4.4 小结72

第五章进程与处理机管理73

5.1 进程和线程73

5.1.1 地址空间74

5.1.2 创建新进程75

5.1.3 线程77

5.1.4 线程和多进程78

5.1.5 线程编程80

5.1.6 线程调度82

5.1.7 线程的实现82

5.2.2 分布式进程的状态与切换83

5.2.1 分布式进程83

5.2 进程管理83

5.2.3 分布式进程的同步与互斥85

5.3 处理机管理85

5.3.1 处理机的状态及其转换85

5.3.2 处理机通信85

5.3.3 处理机分配与调度86

5.4 小结87

6.1.1 任务分配环境88

6.1 任务分配88

第六章任务分配与负载平衡88

6.1.2 影响系统性能的因素89

6.1.3 基于图论的分配策略90

6.1.4 0~1程序设计策略91

6.1.5 “合一-阈值”启发式分配算法93

6.1.6 启发式算法简评94

6.1.7 一个改进的启发式算法95

6.1.8 基于遗传算法和模拟退火算法的任务分配策略98

6.1.9 基于非循环有向任务图的任务调度策略102

6.2.1 概述108

6.2.2 负载平衡算法分类108

6.2 负载平衡108

6.2.3 负载平衡算法的组成109

6.2.4 发送者主动算法110

6.2.5 接收者主动算法111

6.2.7 梯度模型112

6.2.8 接收者主动的渗透算法112

6.2.6 双向主动算法112

6.2.9 预约策略113

6.2.11 广播策略113

6.3 智能型任务调度算法113

6.3.1 任务调度中的知识及其表示113

6.3.2 任务调度程序的结构114

6.3.3 任务调度算法的实现115

6.4 小结116

7.1 分布式文件系统的要求117

第七章分布式文件系统117

7.2 分布式文件系统的组成118

7.3 设计策略119

7.4 接口121

7.4.1 展开文件服务121

7.4.2 与UNIX的比较122

7.4.3 目录服务124

7.5 文件系统实现技术126

7.5.1 文件组结构126

7.5.2 权限和存取控制127

7.5.3 文件定位130

7.5.4 快速缓存131

7.6 NFS分析132

7.7 小结138

第八章命名服务140

8.1 概述140

8.1.1 名字与属性140

8.1.3 名字服务的一般要求141

8.1.2 名字服务系统141

8.2 一般的命名方式142

8.3 分布式系统中的命名方式143

8.3.1 名字管理器的主要功能143

8.3.2 分布式系统中的命名方案143

8.3.3 唯一标识符和字符串名145

8.4 名字服务器的设计145

8.5 分布式系统的透明性146

8.5.1 透明性146

8.5.2 与透明性相关的几个问题147

8.6 实例分析148

8.6.1 SNS148

8.6.2 Internet域名系统（IDNS）152

8.7 小结156

第九章事务的并发控制157

9.1 概述157

9.2 锁机制159

9.2.1 锁的实现160

9.2.2 提高锁机制的并发度161

9.3 乐观并发控制163

9.3.1 事务验证164

9.3.2 向后验证164

9.3.3 向前验证165

9.3.4 向前验证和向后验证的比较166

9.3.5 饥饿问题166

9.4 时间戳定序166

9.5 并发控制方法的比较172

9.6 小结172

第十章分布式事务174

10.1 概述174

10.2 简单分布式事务和嵌套事务174

10.2.1 分布式事务的协调者175

10.3 原子提交协议177

10.3.1 两阶段提交协议177

10.3.2 嵌套事务的两阶段提交协议180

10.4 分布式事务的并发控制183

10.4.1 分布式事务的锁机制183

10.4.2 分布式事务中的时间戳定序的并发控制183

10.4.3 分布式事务中的乐观并发控制184

10.5 分布式死锁185

10.6 带复制数据的事务190

10.6.1 复制事务的体系结构191

10.6.2 有效副本复制193

10.6.3 网络分割194

10.6.4 带验证的有效副本195

10.6.5 定数一致方法195

10.6.6 虚拟分割算法197

10.7 小结200

第十一章恢复与容错201

11.1 概述201

11.2 事务恢复201

11.2.1 登录203

11.2.2 影子版本205

11.2.3 恢复文件中的事务状态表及意向表表目206

11.2.4 事务的故障模型209

11.3 容错210

11.3.1 故障特征210

11.3.2 Byzantine故障212

11.4 分层故障屏蔽和成组故障屏蔽214

11.4.1 分层屏蔽214

11.4.2 成组故障屏蔽214

11.4.3 稳定存储器216

11.4.4 主服务器与备份服务器216

11.5 小结218

第十二章分布式共享内存219

12.1 概述219

12.1.1 消息传递与DSM的比较220

12.1.2 DSM的主要处理方式221

12.2.2 同步模型222

12.2.1 数据结构222

12.2 设计和应用222

12.2.3 一致性模型223

12.2.4 修改问题224

12.2.5 颗粒性225

12.2.6 抖动问题226

12.3 有序一致性与Ivy系统226

12.4 自由一致性与Munin系统232

12.4.1 自由一致性233

12.4.2 Munin系统234

12.5 其他一致性模型235

12.6 小结236

第十三章面向对象的分布式操作系统设计237

13.1 对象概念237

13.2 利用对象构造分布式操作系统的基本方法238

13.3 对象的保护域和权限240

13.4 对象的同步241

13.5 进程管理242

13.6 存储管理243

13.7 设备管理244

13.8 I/O管理245

13.9 通信管理245

13.10 小结246

第十四章分布式操作系统实例分析248

14.1 Mach系统248

14.1.1 设计目标和主要设计持性249

14.1.2 Mach的主要概念250

14.1.3 端口、命名和保护251

14.1.4 任务和线程252

14.1.5 通信模型253

14.1.6 通信实现256

14.1.7 内存管理258

14.1.8 外部页面260

14.1.9 Mach主要特征的讨论262

14.2 Chorus系统262

14.2.2 Chorus的主要概念263

14.2.1 设计目标和主要设计特性263

14.2.3 进程管理模型264

14.2.4 命名和保护267

14.2.5 资源的群组管理267

14.2.6 通信模型及其实现270

14.2.7 Chorus的主要特征272

14.3 Amoeba系统272

14.3.2 保护和权限273

14.3.1 设计目标和主要设计特征273

14.3.3 进程与通信274

14.3.4 通信实现276

14.3.5 Amoeba主要特征的讨论279

14.4 Mach，Chorus和Amoeba三者的比较280

第十五章新型分布式操作系统及其研制方法研究282

15.1 问题的提出282

15.2 新型分布式操作系统自动生成系统模型284

15.3 需要解决的关键问题287

参考文献288