BÁO CÁO MÔN TÍNH TOÁN PHÂN TÁN MODELS AND CLOCKS. Giảng viên hướng dẫn: PGS TS. Trần Đình Quế

7.3 Mô hình của một tính toán phân tán Trong phần này, chúng ta miêu tả mô hình xen kẽ và mô hình xảy ra ngẫu nhiên để thu được đặc tính hoạt động của một hệ thống phân tán... 7.3.1 Mô h

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Trần Đình Quế

Direct Dependency Clock Đồng hồ Matrix

Vấn đề ?

7.3 Mô hình của một tính toán phân tán

Trong phần này, chúng ta miêu tả mô hình xen kẽ và mô hình xảy ra ngẫu nhiên để thu được đặc tính hoạt động của một hệ thống phân tán

7.3.1 Mô hình xen kẽ

 Một tính toán phân tán hoặc chỉ đơn giản là một chuỗi các sự kiện

 Do đó tất cả các sự kiện trong một hoạt động được xen kẽ và được đan xen với nhau

 Ví dụ: xét một hệ thống: một máy chủ ngân hàng và khách hàng Khách hàng

sẽ gửi hai thông điệp yêu cầu đến máy chủ ngân hàng truy vấn các khoản tiết kiệm và tài khoản kiểm tra Khi nhận được phản ứng, nó cho biết thêm lên tổng số dư

 Trong mô hình xen kẽ có thể được biểu diễn như sau:

7.3.1 Mô hình xen kẽ

P1 gửi đến P2 " kiểm tra chính xác thông tin của tôi là gì“

P1 gửi đến P2 "số dư tiết kiệm của tôi là gì"

P2 nhận được từ P1 " kiểm tra chính xác thông tin của tôi là gì “ P1 đặt tổng số 0

P2 nhận được từ P1 "số dư tiết kiệm của tôi là gì"

P2 gửi "kiểm tra số dư = 40" về P1

P1 nhận được "kiểm tra số dư = 40" từ P2

P1 đặt ra tổng số đến 40 (tổng số + kiểm tra)

P2 sẽ gửi "số dư tiết kiệm = 70" về P1

P1 nhận được "số dư tiết kiệm = 70" từ P2

P1 đặt ra tổng số tới 110 (tổng số + Tiết kiệm)

7.3.1 Mô hình xen kẽ

 Để cài đặt một sự kiện trong một quá trình Ta có nếu sự kiện e xảy ra trước khi

sự kiện f trong một quá trình, sau đó e được cài đặt trước f

 Nếu e là sự kiện gửi các thông điệp và f là

sự kiện nhận được của cùng một thông điệp, sau đó chúng ta có thể cài đặt e trước

f Kết hợp hai ý tưởng này, chúng ta có được định nghĩa sau đây.

7.3.2 Mô hình xảy ra ngẫu nhiên

Định nghĩa 7.1 (Mối quan hệ xảy ra ngẫu nhiên)

Mối quan hệ xảy ra ngẫu nhiên (→) là mối quan

hệ nhỏ nhất thỏa mãn:

1 Nếu e xảy ra trước khi f trong quá trình

đó, sau đó e → f.

2 Nếu e là sự kiện gửi các thông điệp và e

là nhận được sự kiện của cùng một thông điệp, sau đó e → f.

3 Nếu ở đó tồn tại một g sự kiện (e → g) và (g → f), sau đó (e →f)

7.3.2 Mô hình xảy ra ngẫu nhiên

Hình 7.3

 Hình 7.3 Minh họa thường được gọi là

sơ đồ không gian - thời gian, sơ đồ quá trình thời gian, hoặc xảy ra ngẫu nhiên trong quá trình thời gian, e→f khi và chỉ khi nó có chứa một con đường hướng từ sự kiện e đến sự kiện f

7.3.2 Mô hình xảy ra ngẫu nhiên

 Ở đây chúng ta thảo luận về cơ chế được gọi là đồng hồ có thể được sử dụng để theo dõi các mối quan hệ.

 Mục đích của đồng hồ của chúng ta chỉ là

để cung cấp cho chúng ta một thứ tự giữa các sự kiện và không có bất kỳ sở hữu nào gắn liền với đồng hồ

7.4 Đồng hồ logic

 Như chúng ta biết, chỉ có hai loại thông tin

để có thể được xác định trong một hệ thống được phân tán là thứ tự gửi và nhận của các

sự kiện Trên cơ sở của những nhận xét này, chúng ta nhận được định nghĩa sau đây:

Một đồng hồ C hợp lý là một tập hợp các sự kiện từ E đến N (tập hợp của số tự nhiên) với các hạn chế sau đây:

7.4 Đồng hồ logic

 Có của một chiếc đồng hồ logic trong quá

trình tính toán phân tán sẽ dễ dàng hơn để giải quyết nhiều vấn đề Một đồng hồ vật lý chính xác rõ ràng đáp ứng các điều kiện và

do đó cũng là một đồng hồ logic

 Tuy nhiên, theo định nghĩa của một hệ thống phân tán không có đồng hồ chia sẻ trong hệ thống.

7.4 Đồng hồ logic

7.5 Vector Clock

7.5 Vector Clock

Nhược điểm của thuật toán Vector Clock là yêu cầu độ phức tạp o(n) cho mỗi message gửi đi

Dependency clock yêu cầu chỉ một số nguyên duy nhất gắn theo message khi truyền đi.

Sử dụng thuật toán Lamport cho việc thực thi

7.6 Direct Dependency Clock

7.6 Direct Dependency Clock

int myId;

myId = id;

clock = new int[numProc];

for (int i = 0 ; i < numProc; i++) clock[i] = 0 ;

clock[sender] = Util.max(clock[sender], sentValue); clock[myId] = Util.max(clock[myId], sentValue) + 1 ; }

}

7.6 Direct Dependency Clock

7.7 ĐỒNG HỒ MATRIX

Hình 7.9: Một mẫu thực hiện của đồng hồ algorit.hm trực tiếp

phụ thuộc.

Nếu chúng ta chỉ giữ lại các thành phần thứ i cho quá trình thứ i, sau đó các thuật toán trên là giống với thuật toán

t khi và chỉ khi có một đường đi từ s đến t có sử dụng

nhiều nhất là một tin nhắn trong việc xảy ra, trước sơ đồ tính toán Các tài sản sau đây làm cho đồng hồ trực tiếp

phụ thuộc, rất hữu ích cho nhiều ứng dụng:

Một ứng dụng đồng hồ ma trận trong bộ sưu tập Giả sử rằng pi xử lý một số thông tin khi giá trị đồng hồ ma trận của nó cho M [i] [j]

bằng k Pi gửi thông tin này trực tiếp (hoặc

gián tiếp) cho tất cả các quy trình và muốn xóa thông tin này khi nó được biết là tất cả các quá trình Chúng tôi cho rằng Pi có thể xóa các

thông tin khi các điều kiện sau đây là đúng đối với các ma trận M:

cả các sự kiện tương thích với việc xảy ra mô hình trước.

7.4 Chúng tôi thảo luận một phương pháp mà hoàn toàn có thể đặt tất cả các sự kiện trong một hệ thống

Nếu hai sự kiện có thời gian hợp lý, chúng tôi đã phá vỡ thời gian t, tức là quá trình sử dụng định danh

7.5 Chứng minh sau đây cho đồng hồ

vector: s + t khi và chỉ khi

(S.v [s.p] <= 5 t.v [s.p]) ^ (s.v [t.p] <t.w

[t.p]).

7.6 Giả sử rằng hệ thống thông tin liên lạc

cơ bản đảm bảo FIFO đặt hàng tin nhắn

Thể hiện biểu hiện cho chi phí tiết kiệm, nếu

kế hoạch của bạn được sử dụng thay cho

đồng hồ logic vector truyền thống Cho rằng bất kỳ quá trình có thể gửi tối đa là thông

điệp m.

7.8 Cho một thuật toán phân phối để duy trì đồng hồ cho một chương trình phân phối mà

có một số năng động của các quá trình

7.7 Giả sử rằng bạn đã thực hiện các thuật

toán đồng hồ vector Tuy nhiên, một số ứng dụng cần đồng hồ logic Lamport Viết một

chuyển đổi chức năng đưa đầu vào một dấu

thời gian vector và kết quả đầu ra một dấu

thời gian đồng hồ logic.

7.8 Giả sử có như sau các sự kiện trong cuộc đời của bất kỳ quá trình: bắt đầu quá trình, nội

bộ, gửi, nhận, ngã ba, tham gia processID,

chấm dứt Chúng ta có thể suy luận ra-trước mối quan hệ sử dụng đồng hồ của bạn.

7.9 Chứng minh sau đây cho đồng hồ trực tiếp

phụ thuộc:

7.10 Cho thấy đối với đồng hồ ma trận, hàng tương ứng với chỉ

số sp lớn hơn bất kỳ hàng khác trong ma trận

Thank You!