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1.1　为什么需要分布计算系统1

第一章　绪论1

1.2　分布计算系统的相关概念2

1.2.1　什么是分布计算系统2

1.2.2　松散耦合与紧密耦合分布计算系统3

1.2.3 同构型与异构型分布计算系统4

1.3　分布计算系统的优点和新问题6

1.3.1　分布计算系统的优点6

1.4　分布计算系统的透明性7

1.4.1　透明性的概念7

1.3.2　分布计算系统的新问题7

1.4.2　影响透明性的因素8

1.5　分布计算系统与计算机网络系统10

1.5.1 网络操作系统与分布式操作系统10

1.5.2　计算机网络系统与分布计算系统的区别12

1.6　分布计算系统的体系结构与设计问题14

1.6.1　分布计算系统的分层体系结构14

1.6.2　分布计算系统的组成16

1.6.3　基于中间件的分布计算系统17

1.6.4　分布计算系统的设计问题19

参考文献22

习题22

第二章　进程通信23

2.1 同一节点上的进程间通信23

2.1.1　管道23

2.1.2　消息队列26

2.1.3　共享内存30

2.2　不同节点上的进程间通信31

2.2.1 网络通信分层结构模型31

2.2.2　进程通信原语36

2.2.3　报文传递实例1：socket进程通信41

2.2.4　报文传递实例2：MPI进程通信46

2.2.5　RPC实例1：SUN RPC48

2.2.6　RPC实例2：DCE RPC51

2.3　组通信54

2.3.1　组通信的概念54

2.3.2　组通信的设计问题56

2.3.3　ISIS中的组通信59

习题62

参考文献63

3.1.1　分布式应用程序的分类64

第三章　分布式程序设计语言64

3.1　分布式程序设计语言概述64

3.1.2　分布式程序设计与顺序程序设计的区别65

3.1.3　分布式程序设计语言的分类66

3.2　并行性的支持68

3.2.1　并行性的概念68

3.2.2　并行性的表示69

3.2.3　并行计算到物理处理机的变换72

3.3　进程通信与同步的支持74

3.3.1　报文传递74

3.3.2　共享数据78

3.3.3　非确定性的表示和控制80

3.4 逻辑上分布地址空间的语言83

3.4.1　同步式报文传递语言83

3.4.2　异步式报文传递语言84

3.4.3　基于会合的语言85

3.4.4　基于远程过程调用的语言86

3.4.5　多重通信原语87

3.4.6　基于对象的语言88

3.4.7　基于原子事务处理的语言89

3.5.1　并行函数式语言91

3.5 逻辑上共享地址空间的语言91

3.5.2　并行逻辑语言92

3.5.3　基于分布数据结构的语言93

3.6　分布式控制描述语言DCDL96

3.6.1　DCDL中并行性的表示96

3.6.2　选择语句97

3.6.3　重复语句97

3.6.4　语句并发（或并行）的条件99

3.6.5　DCDL中的通信99

3.6.6　DCDL中的通信容错101

习题102

考文献103

第四章　命名与保护105

4.1　分布式系统中的命名105

4.1.1　名字、标识符和地址105

4.1.2　分布式系统中的名字107

4.1.3　名字的结构108

4.1.4　名字空间109

4.1.5　名字解析111

4.1.6　分布式系统中的名字空间的实现114

4.1.7　实例：DNS119

4.2　加密技术123

4.2.1　传统加密方法124

4.2.2　公开密钥加密方法127

4.3　保护129

4.3.1　保护的目标与要求129

4.3.2　公开密钥加密技术实现数字签名131

4.3.3　单密钥加密技术实现数字签名132

4.3.5　权能的保护133

4.3.4　使用报文摘要的数字签名133

4.3.6　分布系统中访问位置的控制136

4.4　保护的例子：Amoeba137

4.4.1　信口137

4.4.2　权能139

4.4.3　用软件F盒保护140

习题141

参考文献142

5.1 分布式系统中的资源管理143

5.1.1　资源管理方式143

第五章　同步和互斥143

5.1.2　控制空间144

5.1.3　分散控制与通信148

5.1.4　资源的分配原则149

5.2 同步机构149

5.2.1　分布式系统中同步机构的作用149

5.2.2　分布计算系统中的同步机构151

5.2.3 物理时钟152

5.2.4　逻辑时钟156

5.3　系统的全局状态161

5.3.1　全局状态的形式定义162

5.3.2　全局状态的获取163

5.3.3　一致全局状态的充要条件164

5.4　互斥算法165

5.4.1　互斥问题165

5.4.2　集中式互斥算法166

5.4.3　非基于令牌的互斥算法167

5.4.4　基于令牌的互斥算法171

5.4.5 选举算法174

5.4.6 自稳定算法176

习题178

参考文献179

第六章　分布式系统中的死锁182

6.1　死锁问题182

6.1.1　死锁发生的条件182

6.1.2　死锁的图论模型183

6.1.3　处理死锁的策略184

6.1.4　死锁的AND条件和OR条件185

6.2　死锁的预防186

6.2.1　预防死锁的一般方法186

6.2.2　基于时间戳的预防死锁方法187

6.3.1　集中式死锁检测188

6.3　死锁的检测188

6.3.2　分布式死锁检测190

6.3.3　层级式死锁检测191

6.3.4　死锁检测的实例192

习题197

参考文献198

第七章　分布式系统中容错技术200

7.1　分布式系统中的故障模型200

7.1.1　基本概念200

7.1.2　基本的故障模型201

7.2.2　故障-停止处理器204

7.2　容错系统的基本构件204

7.2.1　坚固存储器204

7.2.3　原子操作205

7.3　节点故障的处理205

7.3.1　向后式恢复206

7.3.2　向前式恢复208

7.4　检查点算法209

7.4.1　一致性检查点209

7.4.2　异步检查点211

7.4.3　同步检查点212

7.4.5　报文日志214

7.4.4　混合检查点214

7.5　拜占庭故障的恢复216

7.5.1　恢复中的设计问题216

7.5.2　错误屏蔽和进程复制218

7.5.3　容错系统中的一致性协议219

7.6　可靠的组通信225

7.6.1　基本的可靠组播方案225

7.6.2　可靠的组播通信中的可扩充性227

7.6.3　原子组播229

习题234

参考文献235

第八章　分布式数据管理238

8.1　一致性模型238

8.1.1　严格一致性238

8.1.2　顺序一致性和可线性化一致性239

8.1.3　相关一致性241

8.1.4　FIFO一致性242

8.1.5　弱一致性244

8.1.6　释放一致性245

8.1.7　进入一致性247

8.2　并发控制249

8.2.1　并发控制的目标与事务处理249

8.2.2　可串行化调度253

8.2.3　基于锁的并发控制257

8.2.4　基于时间戳的并发控制259

8.2.5　乐观的并发控制261

8.3　原子事务处理261

8.3.1　原子事务处理的性质261

8.3.2　事务处理的分类263

8.3.4　基于原子事务处理的局部恢复264

8.3.3　原子事务处理的实现264

8.3.5　分布式提交协议267

8.4　多副本更新和一致性管理269

8.4.1　分布式系统中的系统数据库270

8.4.2　兼容可串行化271

8.4.3　主站点方法272

8.4.4　循环令牌方法273

8.4.5　同步表决方法273

8.4.6 活动复制控制方法275

8.4.7　法定数方法276

参考文献279

习题279

第九章　分布式文件系统282

9.1 分布式文件系统的特点和基本要求282

9.1.1　分布式文件系统的特点282

9.1.2　分布式文件系统的基本要求283

9.2　分布式文件系统中的命名284

9.2.1　命名方案285

9.2.2　命名的实现技术286

9.3　共享语义288

9.4.1　文件的远程访问方法290

9.4　缓存290

9.4.2　缓存的粒度和地点291

9.4.3　更新策略、缓存有效性检验和一致性292

9.4.4　缓存和远程服务的比较293

9.5　容错和可扩充性294

9.5.1　无状态服务和有状态服务294

9.5.2　可用性与文件复制296

9.5.3　可扩充性297

9.5.4　用线程实现文件服务员298

9.7　SUN网络文件系统（NFS）299

9.6　安全性299

9.7.1　NFS概述300

9.7.2　NFS中的通信303

9.7.3　NFS服务员304

9.7.4　NFS中的命名305

9.7.5　NFS中的文件封锁308

9.7.6　缓存和复制310

9.7.7　NFS中的容错311

9.7.8　NFS的安全性313

9.8.1　设计目标316

9.8 其他的分布式文件系统及其比较316

9.8.2　通信和进程317

9.8.3　命名318

9.8.4　同步318

9.8.5　缓存和复制319

9.8.6　容错319

9.8.7　安全性320

习题321

参考文献321

10.1.1　调度算法的分类324

10.1　调度算法概述324

第十章　分布式调度324

10.1.2　调度算法的目标和有效性评价325

10.2　静态调度327

10.2.1　任务划分与分配327

10.2.2　基于任务优先图的任务调度331

10.2.3　两种最优调度算法333

10.2.4　基于任务相互关系图的任务调度335

10.3　动态调度338

10.3.1　动态调度的组成要素338

10.3.2　动态负载平衡算法的分类、设计决策和使用的参数340

10.4.1　工作站共享问题343

10.4　空闲工作站的调度结构343

10.4.2　工作环境345

10.4.3　集中式调度346

10.4.4　分散式调度348

10.4.5　混合式调度349

10.5　进程转移和远程执行350

10.5.1　进程转移和远程执行的目的和方法350

10.5.2　Sprite的进程迁移和远程执行设备351

10.5.3　V系统中的可抢先的远程执行设备354

10.5.4　NEST中的透明的远程执行设备354

10.6.1　Sidle的组成355

10.6 空闲工作站共享系统Sidle355

10.6.2　Sidle的调度356

10.6.3　Sidle的透明远程执行设备357

习题359

参考文献359

第十一章　分布式共享存储器362

11.1　基本概念362

11.1.1　什么是分布式共享存储器系统362

11.1.2　为什么需要分布式共享存储器363

11.1.3　共享存储器中缓存一致性方法364

11.1.4　DSM的设计与实现问题365

11.1.5　一致性语义366

11.2　实现DSM的算法367

11.2.1　算法使用的模型和环境367

11.2.2　中央服务员算法368

11.2.3　迁移算法369

11.2.4　读复制算法370

11.2.5　全复制算法371

11.2.6　算法性能372

11.2.7　算法比较373

11.3　使用目录的DSM374

11.3.1 目录方案的分类375

11.3.2　全映像目录375

11.3.3　有限目录377

11.3.4　链式目录378

11.3.5　只对专用数据进行缓存的方案379

11.3.6　性能比较379

11.4　DSM系统的实现380

11.4.1　实现DSM的基本方法380

11.4.2　结构和粒度381

11.4.3　数据定位和访问382

11.4.4　一致性协议383

11.4.5　替换策略385

11.4.6　颠簸386

11.4.7　可扩充性386

11.4.8　异构性387

11.4.9　其他有关算法387

11.5　DSM实例：Ivy和MemNet388

11.5.1　Ivy——软件实现的DSM388

11.5.2　Ivy一致性协议388

11.5.3　Ivy存储器管理391

11.5.4　Ivy中的进程同步392

11.5.5　MemNet——硬件实现的DSM392

11.5.6　MemNet缓存一致性协议393

11.5.7　Ivy与MemNet的比较394

习题395

参考文献395

第十二章　基于对象的分布式系统397

12.1　分布式对象397

12.1.1　对象的概念397

12.1.2　对象的类型399

12.2　CORBA400

12.2.1　CORBA的总体结构400

12.2.2　CORBA的对象模型401

12.2.3　接口库和实现库402

12.2.4　CORBA的服务403

12.2.5　CORBA的通信404

12.2.6 CORBA的POA409

12.3 DCOM411

12.3.1 COM和DCOM411

12.3.2 DCOM的对象模型412

12.3.3 DCOM的类型库和注册413

12.3.4 DCOM的服务415

12.3.5 DCOM的通信415

12.3.6 DCOM的Moniker418

12.4 Clouds系统419

12.4.1 Clouds的对象419

12.4.2 Clouds的线程420

12.4.3 Clouds的存储器420

习题421

参考文献421