Hệ tin học phân tán ra đời nhằm đáp ứng một phần cho công nghệ trí tuệ đó,bởi vì nó là một hệ thống tin học hiện đại, bao gồm những lĩnh vực kiến thức tiêntiến nhằm trợ giúp cho các chuy
Trang 1Bài Tiểu Luận Hệ Phân Tán Trang 1
LỜI MỞ ĐẦU
Thế kỷ 21 được nhận định là khởi đầu của kỷ nguyên tri thức, là thế kỷ củathời đại công nghệ thông tin Các thành tựu của ngành khoa học trí tuệ này đã gópphần quan trọng vào việc thay đổi bộ mặt thế giới cả về bề mặt lẫn chiều sâu Vàviệc ứng dụng các thành tựu của nền công nghệ hiện đại này trở thành vấn đề chủchốt quyết định sự thành bại của các thành phần tham gia vào lĩnh vực hoạt độngtrên thế giới từ kinh tế, văn hoá, chính trị đến quân sự
Hệ tin học phân tán ra đời nhằm đáp ứng một phần cho công nghệ trí tuệ đó,bởi vì nó là một hệ thống tin học hiện đại, bao gồm những lĩnh vực kiến thức tiêntiến nhằm trợ giúp cho các chuyên viên công nghệ thông tin trong công tác nghiêncứu, phân tích và thiết kế các hệ thống tin học Đây là lĩnh vực có tầm ứng dụngcao đang trên đà phát triển nhanh chóng và đã đạt được những thành tựu đáng kể
Hệ tin học phân tán cho ta khả năng xử lý phân tán nhằm thích ứng tốt hơnvới việc phân bố ngày càng rộng rãi của các công ty, xí nghiệp, đồng thời một hệthống như thế phải có độ tin cậy cao hơn và khả năng đáp ứng tốt hơn Quan trọnghơn, nhiều ứng dụng hiện tại của công nghệ máy tính được phân tán như một hệ
quả tất yếu Giao thương điện tử trên Internet các ứng dụng đa phương tiện như
việc cung cấp tin tức theo yêu cầu, các kỹ thuật chẩn đoán hình ảnh trong y khoahoặc các hệ thống điều khiển sản xuất đều minh hoạ cho những ứng dụng phântán
Để làm rõ hơn về các tính chất đặc thù của Hê phân tán và các ứng của nótrong thực tế em xin xây dựng báo cáo với nội dung sau:
Phần lí thuyết: Tổng quan về hệ tin học phân tán Sự khác nhau giữa hệ tin học phân tán và mạng máy tính.
Phần bài tập: Lập chương trình tạo website giới thiệu và bán các sản phẩm máy tính bằng PHP.
Rút ra kết luận về những khía cạnh phân tán của PHP.
Được sự hướng dẫn tận tình của Thầy giáo Lê Văn Sơn và sự giúp đỡ củacác bạn, tôi đã hoàn thành được những nhiệm vụ cơ bản đề ra Tuy nhiên, với thờigian và kiến thức có hạn, bản báo cáo này chắc chắn còn nhiều khuyết điểm, tôirất mong nhận được góp ý chân thành của Thầy giáo và các bạn Nhân dịp này chophép tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đối với Thầy giáo Lê Văn Sơn và các bạn đãgiúp tôi hoàn thành nội dung bản báo cáo
Trang 2Phần 1 Lý thuyết Chương 1 Các khái niệm cơ bản
1.1 Sơ lược về hệ tin học tập trung.
Dễ dàng nhận ra rằng hệ tin học tập trung là một máy tính đơn Máy tính đơn kết nối vật lý hay kết nối logic với máy tính khác được mô phỏng như hình vẽ 1.1.
Khối hình chữ nhật bên phải đặc trưng cho các bộ phận xử lý thông tin và ký hiệu
U j , j=1…n U có thể là bộ trung tâm bao gồm một hay nhiều bộ vi xử lý U cũng có thể
là kênh điều khiển vào ra Khối bên trái đặc trưng cho bộ nhớ trong của máy tính và được nối với bộ xử lý hoặc kênh vào ra thông qua hệ thống bus Bộ nhớ trong của máy tính được mắc nối trực tiếp với U.
Với các hệ thống máy tính đương đại người ta có thể mắc nối chúng với các ngoại
vi cần thiết như máy in, máy quét, đĩa cứng, đĩa CD, đĩa mềm …cũng thông qua các bus đến liên hệ với U và bộ nhớ trong Độ dài của các bus thường rất hạn chế trong phạm vi một chiếc máy tính Ở một thời điểm nhất định máy đơn được điều hành bởi một hệ điều hành duy nhất Hệ thống như vậy được gọi là hệ tin học tập trung Hệ tin học tập trung thích ứng với máy tính loại trung và loại lớn
Như vậy, hệ tin học tập trung bao gồm một hệ thống máy đơn (phần cứng) được điều khiển bởi một hệ điều hành duy nhất (phần mềm) và quản lý toàn bộ thông tin trên thiết bị nhớ cục bộ của mình (dữ liệu).
1.2 Sơ lược về mạng máy tính.
Khác với các máy tính đơn, mạng máy tính là tập hợp các thiết bị đầu cuối, nối với nhau bởi hệ thống đường truyền.
Bộ nhớ trong
Uj
Mj
Hệ thống truyền thông
U 1
Mn
Hình 2 Hệ thống mạng máy tính
Hình 1 Hệ thống tin học tập trung
Trang 3Bài Tiểu Luận Hệ Phân Tán Trang 3
Mạng máy tính có thể thể hiện bằng hình vẽ 1.2, trong đó, M i i=1,2,3…n là các bộ nhớ trong kết hợp với bộ vi xử lý tương ứng Hệ thống bao gồm các thiết bị U i , M i được mắc nối với nhau thông qua các bus nội tại gọi là các thiết bị đầu cuối hay còn gọi là tắt
là các trạm Các trạm nối với nhau thông qua hệ thống đường truyền Những đường truyền nối các trạm ở rất xa nhau có thể là một mạng viễn thông.
Hệ thống đường truyền có thể nằm gọn trong phạm vi một phòng, một tòa nhà, một cơ quan, một địa phương, một quốc gia hay toàn cầu.
Các thiết bị đầu cuối của mạng máy tính rất đa dạng bao gồm tập hợp các máy tính, các thiết bị chuyên dụng các thiết bị truyền tin, các thiết bị nhận và hiển thị thông tin…
Từ hình vẽ trên ta thấy.
1 Các thiết bị ở xa nối với máy tính thông qua hệ thống đường truyền như mạng điện thoại, mạng điện tín.
2 Kết hợp với mỗi bộ xử lý bằng một bộ nhớ trong.
3 Loại bỏ hoàn toàn bộ nhớ chung và mắc nối các hệ thống đơn với nhau bằng bus.
Hệ thống mạng máy tính được điều khiển bằng hệ điều hành mạng Hệ thông tin học loại này có thể là hệ tin học tập trung hoặc hệ tin học phân tán.
1.3 Hệ phân tán và các thành phần của hệ phân tán
Căn cứ vào thành phần của hệ tin học, ta nhận thấy hệ tin học phân tán bao gồm bốn thực thể như hình vẽ 1.3
Trong hệ tin học phân tán, cấu hình phần cứng của mạng có thể bao gồm các bộ
xử lý có cấu tạo hoàn toàn khác nhau về khả năng, tốc độ và được thiết kế cho các chức năng không giống nhau Chúng có thể là các bộ vi xử lý, các trạm làm việc, các máy tính trung và các máy tính điện tử vạn năng loại lớn Điều đáng quan tâm là chúng được gọi
C¸c
hÖ thèngphÇn mÒm
HÖ thèngd÷ liÖu
H×nh I-6 Bèn thùc thÓ cña hÖ tin häc ph©n t¸n
HÖ thèngtruyÒnth«ng
TËp hîpphÇn cøng
Hình 3
Trang 4Ngoài hệ thống phần cứng, phần mềm, dữ liệu thì hệ phân tán còn có hệ thống truyền thông, như đã mô tả ở trên Song điều cơ bản để phân biệt hệ tin học phân tán với mạng máy tính và hệ điều hành mạng chính là nguyên tắc xây dựng hệ.
Một trong những tư tưởng lớn của tin học phân tán là phân tán hóa các quá trình
xử lý thông tin và thực hiện các công việc đó trên máy trạm khác nhau Đó là những cơ
sở căn bản cho cho việc xây dựng các ứng dụng lớn như thương mại điện tử, giáo dục điện tử, chính phủ điện tử, thư viện điện tử và bệnh viện ảo.
Định nghĩa: Hệ tin học phân tán hay nói ngắn gọn là hệ phân tán (Distributed System) 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 một sự điều khiển thống nhất của một hệ điều hành.
Hệ phân tán như là một tập hợp bao gồm các bộ xử lý hoặc bộ vi xử lý với bộ nhớ
và đồng hồ nhịp độc lập Điều này đồng nghĩa với việc các bộ xử lý không sử dụng chung bộ nhớ và đồng hồ Như vậy, mỗi một hệ xử lý thông tin thành phần hệ phân tán bao gồm một hoặc nhiều bộ xử lý và bộ nhớ cục bộ Trong hệ phân tán hệ xử lý thông tin thành phần phải được thiết kế sao cho về cấu trúc, số lượng và dung lượng có thể cho phép thực hiện một cách trọn vẹn các chức năng mà nó phải đảm nhận.
Thành phần của hệ phân tán có thể phản ảnh trong bảng sau:
6 Trạm làm việc của mạng máy tính
7 Thiết bị đầu cuối của mạng
8 Các hệ thống tin học đóng vai trò nút trung chuyển
9 Các mạng cục bộ hoạt động trong mạng lớn
Hệ tin học phân tán thực hiện hàng loạt các chức năng phức tạp, nhưng cơ bản nhất là đảm bảo cung cấp cho người sử dụng khả năng truy cập có kết quả đến các loại tài nguyên vốn có và rất đa dạng của hệ thống như là tài nguyên dùng chung
Việc định nghĩa các tài nguyên của hệ như là tài nguyên dùng chung sẽ mang đền cho người sử dụng những tiện ích và đêm lại cho hệ hiệu năng tốt trong khi khai thác ứng dụng.
Những ưu điểm của hệ phân tán so với hệ tập trung.
STT Ưu điểm so với hệ tập trung
1 Tăng tốc độ bình quân trong tính toán xử lý
2 Cải thiện tình trạng luôn luôn sẵn sàng của các loại tài nguyên
3 Tăng độ an toàn cho dữ liệu
4 Đa dạng hóa các loại hình dịch vụ
5 Đảm bảo tính vẹn toàn của thông tin
Trang 5Bài Tiểu Luận Hệ Phân Tán Trang 5
Điều quan trọng là đảm bảo các chức năng yêu cầu nêu trên, hệ phân tán cần phải
có cơ chế kỹ thuật đủ mạnh hoạt động của các tiến trình và sự trao đổi thông tin với nhau sao cho hệ thống tránh được các trường hợp có thể dẫn đến bế tắc
Trang 6Chương 2 Đặc điểm của hệ phân tán
2.1 Chia sẻ tài nguyên
Được thực hiện qua mạng truyền thông Mỗi tài nguyên cần phải được quản lý bởi một chương trình có giao diện truyền thông Các tài nguyên có thể được truy nhập, cập nhật một cách tin cậy và nhất quán Quản lý tài nguyên: bao gồm
Lập kế hoạch dự phòng
Đặt tên cho các lớp tài nguyên
Cho phép tài nguyên được truy nhập từ nơi này đến nơi khác
Ánh xạ tên tài nguyên vào địa chỉ truyền thông
2.3 Khả năng song song
Hệ phân tán hoạt động trên một mạng truyền thông có nhiều máy tính, mỗi máy
có thể có một hay nhiều CPU Có thể thực hiện nhiều tiến trình trong cùng một thời điểm Việc thực hiện tiến trình theo cơ chế phân chia thời gian (một CPU) hay (nhiều CPU) Khả năng làm việc song song trong hệ phân tán được thể hiện qua hai tình huống sau:
Nhiều người sử dụng đồng thời đưa ra các lệnh hay các tương tác với các chương trình ứng dụng Nhiều tiến trình Server chạy đồng thời, mỗi tiến trình phải đáp ứng yêu cầu từ các Clients
2.4 Khả năng mở rộng
Khả năng mở rộng của một hệ phân tán được đặc trưng bởi tính không thay đổi phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng khi hệ được mở rộng Yêu cầu cho việc mở rộng không chỉ là mở rộng phần cứng, về mạng mà nó trải trên các khía cạnh khi thiết kế
hệ phân tán Ví dụ: tần suất sử dụng trên mạng đột ngột Để tránh tình trạng tắc nghẽn xảy ra khi chỉ có một Server và phải đáp ứng các yêu cầu truy nhập các file đó Người ta nhân bản các file trên một Server khác và hệ thống được thiết kế sao cho việc thêm Server được dễ dàng Một số giải pháp khác là sử dụng Cache và các bảng sao dữ liệu
2.5 Khả năng thứ lỗi
Việc thiết kế khả năng thứ lỗi các hệ thống máy tính dựa trên hai giải pháp sau: Dùng khả năng thay thế để đảm bảo sự hoạt động liên tục và hiệu quả Dùng các chương trình hồi phục dữ liệu khi xảy ra sự cố
2.6 Đảm bảo tin cậy và nhất quán
Trang 7Bài Tiểu Luận Hệ Phân Tán Trang 7
Hệ thống yêu cầu độ tin cậy như: Bí mật của dữ liệu Các chức năng khôi phục
hư hỏng phải đảm bảo Ngoài ra các yêu cầu của hệ thống về tính nhất quán cũng thể hiện ở chổ: không có mâu thuẩn trong nội dung cơ sở dữ liệu
2.7 Ba khía cạnh cơ bản của hệ phân tán.
1 Về nguyên lý: Cần thiết phải nguyên cứu và phát hiện những quy luật cơ bản, những nguyên tắc, phát biểu dưới dạng các chuẩn mới cho công tác xây dựng hệ Từ đó, khi triển khai các hệ cụ thể, người ta có thể tham khảo, vận dụng như là những kiến thức nền tảng.
2 Về tiêu chuẩn đánh giá: cần thiết phải thiết lập các tiêu chuẩn đúng đắn cho phép đánh giá hệ tin học phân tán, trong đó quan trọng hàng đầu là tính đúng đắn và tính phủ đều (bao quát các hệ khác nhau) của bộ tiêu chuẩn này Vì vậy bản thân của hệ phân tán phải chung nhất để đánh giá hệ tin học phân tán.
3 Vấn đề về phương pháp nghiên cứu: Được đặt ra như là một trong các yêu cầu của việc nghiên cứu hệ thống, bởi tính khoa học của vấn đề phân tán.
2.8 Ưu và nhược điểm của hệ phân tán
a Ưu điểm
Đáp ứng nhanh hầu hết các ứng dụng sử dụng dữ liệu tại các trạm
Tăng cường các đơn thể ứng dụng và CSDL mà không làm cản trở người
Phải xử lý các thay đổi thông báo trong mọi địa điểm
Khó kiểm soát tính toàn vẹn dữ liệu với nhiều bản sao dữ liệu được phân
bố khắp mọi nơi.
Đáp ứng chậm nhu cầu của các trạm trong trường hợp các phần mềm ứng dụng không được phân bố phù hợp với việc sử dụng chung
2.9 Sự khác nhau giữa hệ tin học phân tán và mạng máy tính.
- Mạng máy tính dữ liệu tập trung ở một máy tính duy nhất đó là máy Server, còn
hệ phân tán dữ liệu tập trung ở nhiều máy tính khác nhau.
- Mạng máy tính xử lý các yêu cầu của người sử dụng ở máy Server, còn hệ phân tán xử lý phân tán ở nhiều máy khác nhau.
- Mạng máy tính không có sự đồng bộ hóa các tiến trình và các thông điệp, còn ở
hệ phân tán thì có sự đồng bộ hóa tiến trình và các thông điệp.
Trang 8Phần 2 Bài tập
1 Giới thiệu về thương mại điện tử.
Nghiên cứu xây dựng Website thử nghiệm mua bán máy tính trên mạngbằng PHP bao gồm các công việc xây dựng hệ thống thử nghiệm thực hiệnviệc đăng ký giới thiệu, quảng bá các loại máy tính của doanh nghiệp, quản lýcác loại máy tính, quản lý việc kinh doanh m á y t í n h và thực hiện mua bánsản phẩm trên môi trường mạng
Thương mại điện tử (Electronic Commerce - eCommerce) là hìnhthức mua, bán sản phẩm hàng hoá và dịch vụ thông qua các phương tiện điện tửnhư điện thoại, máy Fax, mà phương tiện chủ yếu là mạng Internet Khi nói đếnthương mại điện tử là người ta hay nghĩ đến việc sử dụng Internet trợ giúpcho công việc kinh doanh
Thương mại điện tử bao gồm các hình thức mua bán giữa các đối tượngngười tiêu dùng, doanh nghiệp, chính quyền thông qua các biểu mẫu điện tử vàcác phương tiện truyền thông
2 Mô hình Doanh nghiệp - Người tiêu dùng (Business to Consumer - B2C)
Mô hình B2C (hình 1) được áp dụng trong các siêu thị, các site bán lẻ hàng hàng trên mạng Mô hình này sử dụng cho hình thức kinh doanh không chứng
từ, khách hàng chọn hàng, điền thông tin vào các biểu mẫu, chọn hình thứcthanh toán, cách vận chuyển hàng
Người tiêu dùng
Trang 9Web Site
Catalog
Xử lý đơn hàng Chấp nhận đơn hàng
Bài Tiểu Luận Hệ Phân Tán Trang 9
Hình 1 Mô hình Doanh nghiệp - Người tiêu dùng
Trang 103 Mô hình Doanh nghiệp - Doanh nghiệp (Business to Business - B2B)
Mô hình B2B (hình 1) áp dụng cho quá trình buôn bán giữa các tổ chức, cácSite cung cấp bán sỉ giữa các công ty Trong mô hình này, việc mua bán tựđộng gữa 2 hệ thống thông qua việc trao đổi thông tin thương mại có cấu trúc(thường dựa trên công nghệ hiện nay là dùng ngôn ngữ XML) Đây là hình thứckinh doanh có chứng từ, kiểm chứng khách hàng và bảo mật thông tin thông quachữ ký điện tử
4 Tiến trình giao dịch trong thương mại điện tử.
Thiết kế Web site liệt kê các danh mục sản phẩm Khách hàng thông quadịch vụ tìm kiếm siêu văn bản (WWW) để có được các thông tin về sản phẩmcần quan tâm Thiết kế những dịch vụ hỗ trợ khách hàng như : gửi thông báođịnh kỳ về việc nâng cấp, đổi mới sản phẩm, đưa ra và trả lời các câu hỏi có tínhthường xuyên (FAQ-Frequency Asked Questions), các hình thức lấy ý kiếnkhách hàng về sản phẩm
Tiến trình này mang tính 2 chiều, đáp ứng yêu cầu mang đặc trưngcủa TMÐT là quá trình mua bán diễn ra nhanh chóng đòi hỏi người mua phải cócái nhìn toàn diện về sản phẩm cũng như công ty bán hàng
5 Ðặt hàng
Trong tiến trình này, các trang Web được thiết kế theo kiểu đơn đặt hàng Tiến trình bao gồm các bước tiến hành:
Truy nhập Web site công ty bán hàng
Chọn sản phẩm cần mua, đặt hàng thông qua hoá đơn đặt hàng có sẵn, nhập
số thẻ tín dụng
Các mặt hàng có
Hóa đơn thanh toán
Thông tin thanh toán
Hóa đơn
Hình 2 Mô hình Danh nghiệp – Danh nghiệp
Trang 11Bài Tiểu Luận Hệ Phân Tán Trang 11
Máy chủ ghi các thông tin đặt hàng vào cơ sở dữ liệu của công ty và đềnghị ngân hàng xác nhận số thẻ tín dụng của khách hàng
Ngân hàng gửi xác nhận thẻ tín dụng về công ty và kết thúc quá trình đặt hàng
Trong quá trình này máy chủ cũng phải thực hiện các công việc: tính toántổng số tiền của đơn đặt hàng, xem xét hình thức thanh toán có giá trị không,thông báo tình trạng đặt hàng (đơn hàng được chấp nhận hay không) cho kháchhàng
và cửa hàng phải có tài khoản trên cùng một ngân hàng hay cùng một tổ chức tài chính
Trong mô hình thanh toán 4 bên, ngân hàng đựơc tổ chức kiểu mạng liênngân hàng (mạng tài chính) Khách hàng và cửa hàng không cần phải cótài khoản trên một ngân hàng hay một tổ chức tài chính