Tiểu luận hệ phân tán Thuật toán quản lí nhiều bản sao

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệ tin học phân tán là hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý nằm tại các vị trí khác nhau và được liên kết với nhau thông qua phương t

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

TÊN ĐỀ TÀI

Tiểu luận hệ phân tán Thuật toán quản lí nhiều bản sao

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

 Hệ tin học phân tán là hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý nằm tại các vị trí khác nhau và được liên kết với nhau thông qua phương tiện viễn thông dưới sự điều khiển thống nhất của một hệ

điều hành.

 Đánh giá khả năng phân tán dựa vào:

• Chia sẻ tài nguyên: các máy tính dùng chung tài

nguyên

• Liên lạc: các trạm có thể trao đổi thông tin cho nhau

• Tin cậy: một trạm bị sự cố không làm ảnh hưởng các trạm khác

• Tăng tốc:một tính toán lớn sẽ thực hiện song song trên các trạm.

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

 Đặc điểm cơ bản của Hệ phân tán:

• Thời hạn truyền thông tin trong hệ không giống nhau, các thông điệp có thể bị mất trong quá trình chuyển tải, các thông điệp

có thể được truyền kép và hệ thống có thể rơi vào sự cố.

• Một (hay nhiều) máy tính cấu thành của

hệ phân tán có thể bị sự cố và hoạt động của toàn hệ trở nên kém hiệu quả.

CÁC KHẢ NĂNG PHÂN TÁN CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH UNIX

học phân tán thì hệ điều hành Unix có các khả năng phân tán sau:

Qu n lý ti n trình ả ế

Qu n lý b nh ả ộ ớ

Qu n lý t p tin ả ậ

QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH

 Tiến trình được hiểu là một chương trình hay một đoạn chương trình đang trong quá trình thực hiện.

 Khi hệ thống khởi động, tiến trình đầu tiên là init Sau đó, init sẽ sinh ra các

tiến trình khác cần thiết cho sự hoạt

động của hệ thống

 Có 2 lệnh liên quan đến việc hình thành các tiến trình là lệnh fork và lệnh execve

QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH

giống hệt tiến trình cha, cùng hoạt động song song và được HDH đối xử như nhau

(Process Idenfication) Nếu PID = 0 thì là tiến trình cha Nếu PID # 0 là tiến trình con

tiến trình khác

và tiến trình cha của nó có thể chờ sự kiện này

QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH

 Kiểm soát tiến trình bằng Khối kiểm soát chịu trách

nhiệm đồng bộ hoá sự tương tác liên tiến trình, quản lý

bộ nhớ, lập lịch thực hiện đối với tiến trình đang tồn tại.

 Process Scheduler- SCHED: Bộ phân thời cho tiến trình

chịu trách nhiệm chia sẻ thời gian sử dụng CPU cho tất

cả các tiến trình.

 Được chia thành 4 module:

quyền truy xuất CPU

một tiến trình

tiến trình được phục hồi

dụng dùng để tương tác với SCHED

QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH

chế liên lạc tiến trình rất đặc trưng của HĐH

Unix và cho phép trao đổi các luồng thông tin 1 chiều và ổn định giữa 2 tiến trình

ở trạng thái liên lạc nhau thì hệ Unix sử dụng

QUẢN LÝ BỘ NHỚ

 Quản lý bộ nhớ theo trang cho các yêu cầu:

• Cơ chế cho các tác vụ bộ nhớ trong

• Ra các quyết định về scheduling của CPU

 Ngoài ra, còn sử dụng cơ chế Swapping nếu hệ thống bị quá trang.

 Cơ chế Swapping: Dùng để xử lý xung đột giữa các tiến trình trong khi dùng bộ nhớ

• Nếu có nhiều xung đột diễn ra thì hệ sẽ sơ tán bớt các tiến trình ra bộ nhớ phụ hoặc bộ nhớ bổ sung.

• Việc cung cấp bộ nhớ chính và không gian swap được tiến hành theo chiến lược đầu tiên tìm thấy.

• Nếu 1 tiến trình ở quá lâu trong bộ nhớ thì tiến trình đó được ưu tiên chuyển ra bộ nhớ phụ Nếu không tìm

thấy tiến trình nào như vậy thì tất cả các tiến trình được xét trên cơ sở “thâm niên”

QUẢN LÝ BỘ NHỚ

 Cơ chế phân trang: Việc phân trang khi có yêu cầu thực hiện một cách trực tiếp

• Khi có 1 tiến trình muốn sử dụng một trang mà

trang đó không tìm thấy trong bộ nhớ chính, nó sẽ phát sinh một trang ngầm định cho hạt nhân

QUẢN LÝ TỆP TIN

cấu trúc hình cây

khối dữ liệu Các khối này chứa tất cả các

thông tin mà người sử dụng muốn đặt vào

trong tập tin

THUẬT TOÁN

QUẢN LÝ NHIỀU BẢN SAO

 Đặc điểm của sự tồn tại nhiều bản sao trong hệ phân tán:

• Cập nhật thông tin diễn ra ở 1 trạm

nào đó phải được tiến hành cho tất cả các trạm.

• Tránh trường hợp các thao tác trên 2 bản sao khác nhau nhưng chứa cùng 1 thông tin được truy cập bởi 2 hay

nhiều nhiều yêu cầu dẫn đến không

gắn bó.

THUẬT TOÁN

QUẢN LÝ NHIỀU BẢN SAO

giải pháp cho phép tự động hóa công việc

kiểm tra tính hợp thức của truy cập, khôi

phục, cập nhật thông tin, an toàn cho các bản sao…

tuần tự tuần hoàn

BÀI TẬP

 Yêu cầu:

việc sao chép nhiều bản nhằm cho phép một trạm rút lui theo ý muốn ra khỏi mạng, rồi lại vào lại trong mạng và cập nhật bản sao vốn

có của mình

điệp trao đổi giữa các trạm thực hiện công

việc rút ra (hay đưa vào) và các trạm khác của mạng

BÀI TẬP

hưởng tới các trạm và hệ như thế nào

hưởng tới các trạm và hệ như thế nào

bản sao không phá vỡ tính ổn định của hệ

BÀI TẬP

• Hệ thống bao gồm n trạm e1, e2,… en Trước lúc thực

hiện mỗi sự thay đổi thuộc tính của hệ ta buộc phải có thông điệp tương ứng để báo cho các trạm còn lại.

Cập nhật các bản sao Trạm e i , i=1 n i<>j

Giải phóng các trạm

4 Trạm e i , i=1 n Thông báo kết thúc cập nhật

Tiếp tục hàng đợi của mình

BÀI TẬP

• Hệ thống bao gồm n trạm e1, e2,… en Mỗi trạm có đồng hồ riêng He để đánh dấu các sự kiện diễn ra trên

hệ.

1 Trạm e j rút Thông báo ghi dấu E j trên H e

2 Trạm e i , i=1 n

i<>j

Nếu có thông điệp đến, ghi dấu nhận thông điệp theo hệ thống của mình

3 Trạm e j vào lại Thông báo ghi dấu trạm e j vào lại

Yêu cầu cập nhật trên các trạm

4 Trạm e i , i=1 n

Nếu có thông điệp đến, ghi dấu nhận thông điệp e i vào lại theo

hệ thống của mình Cập nhật thông tin Thông báo kết thúc cập nhật

BÀI TẬP

tự tuần hoàn

• Hệ thống bao gồm n trạm e1, e2,… en Trên trạm này số thứ

tự đang được cấp phát trong bộ tuần tự tuần hoàn là T Khi

trạm muốn vào lại trong mạng bộ tuần tự tuần hoàn cấp số

Thông điệp trạm T’, trạm vào lại

Yêu cầu cập nhật trên các trạm Thực hiện cập nhật

Giải phóng các trạm

4 Trạm e i , i=1 n Thực hiện các thông điệp T j ’ của mình

BÀI TẬP

• Hệ thống bao gồm n trạm e1, e2,… en Giả sử rằng hệ thống quy định thứ tự vòng tròn ảo đang đặt vị trí bắt đầu tại trạm j

1 Trạm e j rút Thông điệp T, trạm rút

2 Trạm e i , i=1 n

i<>j Thực hiện các thông điệp T i tương ứng của mình

3 Trạm e j vào lại

Thông điệp trạm T’, trạm vào lại

Yêu cầu cập nhật trên các trạm, thống nhất cho phép cập nhật Thực hiện cập nhật

Thống nhất lại vòng tròn ảo

4 Trạm e i , i=1 n Thực hiện các thông điệp T i ’ của mình

BÀI TẬP

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE