Tiểu luận môn hệ phân tán Các chiến lược cung cấp tài nguyên trong hệ tin học phân tán

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA




TIỂU LUẬN MÔN HỌC

HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN
Đề tài :

CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN

GVHD
HVTH

: PGS-TS Lê Văn Sơn
: Trần Quốc Huy


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
 Tổng

quan về hệ tin học phân tán
 Chiến lược cung cấp tài nguyên
 Phần Bài tập và phương pháp giải
 Kết luận


TỔNG QUAN VỀ HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN

Định nghĩa:
- Là hệ thống xử lý thông tin gồm nhiều bộ xử lý
- Là hệ thống không chia sẽ bộ nhớ và đồng hồ



TỔNG QUAN VỀ HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN


Các thực thể của hệ tin học phân tán

Các hệ
thống
phần mềm

Các hệ
thống
phần cứng

Hệ thống
truyền
thông

Hệ thống
dữ liệu

Bốn thực thể của hệ tin học phân tán


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN







Mô tả các vấn đề
Chiến lược cung cấp tài nguyên duy nhất
Chiến lược cung cấp một tập hợp các tài
nguyên.
Phân tán chức năng cung cấp
Điều khiển tải


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN


Mô tả các vấn đề
-Vấn đề cung cấp tài nguyên là một lĩnh vực tri
thức quan trọng vì nó được vận dụng thường
xun trong q trình triển khai nghiên cứu,
khảo sát, phân tích, thiết kế và xây dựng các hệ
điều hành và hệ hin học phân tán.
-Tài nguyên là một đối tượng mà trong đó các
quy tắc sử dụng và chia sẽ kết hợp với
nhau.Một tiến trình nào đó cần tài ngun để
phát triển cơng việc phải yêu cầu bộ cung cấp
gởi thông điệp yêu cầu. Bộ cung cấp có thể áp
dụng nhiều kiểu cung cấp khác nhau.Thơng điệp
u cầu cũng có nhiều kiểu khác nhau. Yêu cầu

thoã mãn bộ cung cấp tài nguyên phải tuân thủ
các điều kiện nhất định


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN


Mô tả các vấn đề(tt)
-Một chiến lược cung cấp tài nguyên tồi cũng có
thể là nguồn gốc huỷ hoại hiệu năng hoạt động
của hệ do các hiện tượng sốc làm tăng các yêu
cầu mà không được đáp ứng của một số tài
nguyên. Chẳng hạn như sự sụp đổ của hệ đa
chương trình. Để tránh các hiện tượng đó phải
đảm bảo chức năng điều khiển.
-Có hai điều kiện cho tiến trình mất khả năng sử
dụng tài nguyên đã được cung cấp là : giải
phỏng và thu hồi


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN


Mô tả các vấn đề (tt)
Một số khái niệm khác

-Bế tắc: là sự kẹt chéo lẫn nhau có tính sống
cịn của các tiến trình. Bế tắc diễn ra khi hai tiến
trình đang sử dụng hai tài nguyên nhưng lại phát
yêu cầu sử dựng tài nguyên mà tiến trình cịn lại

đang sử dụng.
-Thiếu tài ngun vĩnh viễn: là sự chờ đợi bất
tận của một tiến trình mà u cầu của nó trễ đến
mức khơng thể xác định được.


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN

-

-

Mô tả các vấn đề(tt)
Giao dịch: là phép tốn tập hợp thành một logic
hồn chỉnh mà việc triển khai nó có thể dẫn đến
thực hiện một tiến trình duy nhất hay nhiều tiến
trình được định vị trên các trạm khác nhau.
Tải: là tập hợp các yêu cầu tuân theo các quy
tắc của một bộ cung cấp với các tham số đặc
trưng : số lượng yêu cầu, bản chất vấn đề, phân
tán theo thời gian.


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN DUY NHẤT

- Vấn đề cung cấp tài nguyên duy nhất trên một
trạm liên quan đến việc phân phối tài nguyên

cho một tập hợp các tiến trình theo các quy tắc:
truy cập loại trừ hay chia sẽ, có hệ số ưu tiên,
khơng được mất. Các tiến trình có thể sử dụng
tài nguyên ngay tại trạm hoặc ở các trạm từ xa.
-Việc quản lý truy cập đến một tài nguyên duy
nhất được thực hiện theo 2 cách sau:
+ Truy cập bằng một tiến trình duy nhất
+ Truy cập bằng các tiến trình tương tranh.


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP MỘT TẬP HỢP CÁC TÀI
NGUYÊN

- Việc cung cấp tài nguyên diễn ra khơng có thu
hồi, một tài ngun bị khố bởi một tiến trình
khơng thể rút nó trở về được
- Có thể xảy ra rủi ro do bế tắc, khi các tiến trình
truy cập loại trừ được phân phối mà khơng có
khả năng thu hồi các tiến trình cần phải sử dụng
đồng thời nhiều tài nguyên.
-Bế tắc có thể được giải quyết bằng cách dự
báo và phịng tránh
-Các thuật tốn dự phòng, phát hiện và chữa trị
bế tắc đã được nghiên cứu cho trường hợp tất
cả các tài nguyên được quản lý bởi một bộ duy
nhất

CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN


PHÂN TÁN CHỨC NĂNG CUNG CẤP

- Chức năng cung cấp tài nguyên có thể được
cung cấp bởi một bộ duy nhất hoặc được
phân tán thành một tập hợp các bộ cung cấp
trên các trạm khác nhau.
- Duy trì tính duy nhất của trạng thái tài nguyên
- Phân tán biểu hiện trạng thái và chức năng
cung cấp


CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN


ĐIỀU KHIỂN TẢI
-Duy trì một cách nhịp nhàng các yêu cầu về tài
nguyên của hệ trong một giới han chấp nhận
được trên cơ sở số lượng tài nguyên hiện hành
và các thông số hiệu năng cần tuân thủ
-Vai trò của việc điều khiển tải được thể hiện
dưới 2 phương diện sau:
+ Điều khiển tổng quát: điều khiển tổng
quan như là người giữ nhịp cho các hoạt động
cung cấp tài nguyên
+ Điều khiển phân tán: phân tán tải cho các
đối tượng có khả năng cung cấp như là người

điều khiển hợp lý việc phân bố các tài nguyên


Phần bài tập
Đề bài :
1. Hãy tưởng tượng là ta đang triển khai công tơ sự kiện phân
tán trên N trạm. Giả sử rằng trong thời gian đầu các trạm
hoạt động rất ổn định và ta cài đặt trên mỗi trạm một công
tơ sự kiện cục bộ. Hãy cho biết làm thế nào một trạm có thể
có giá trị "ảnh" của cơng tơ sự kiện trên mỗi trạm. Hãy trình
bày ý kiến của Bạn khi có một trạm bị sự cố.

2. Bây giờ ta cài đặt trên N trạm một "ảnh" của công tơ sự
kiện phân tán, được tăng một số gia truyền cho mỗi lần sự
kiện đến. Bạn hãy cho biết các vấn đề gì sẽ đặt ra khi ta sử
dụng phương pháp này.


Phương pháp giải:
1.
-Công tơ sự kiện là cơ chế đồng bộ sử dụng các biến trạng
thái nguyên không lùi cho phép sử dụng các bản sao gần đúng.
-Mỗi một công tơ là biến nguyên không lùi, được kết hợp
với 1 nhóm đặc biệt các sự kiện. Trên một cơng tơ sự kiện nào đó
có phối hợp với nhóm đặc biệt các sự kiện E được xác định bởi
các hàm nguyên thuỷ sau:
Increase(E)
Query(E)
Wait(E, n)
Send(S)

Receive(S)

: Tăng nội dung công tơ lên 1 đơn vị có
nghĩa là một sự kiện nhóm E đến.
: Cung cấp giá trị hiện hành của công tơ
phối hợp với E
: Treo tiến trình chừng nào giá trị cơng tơ
cịn nhỏ hơn n
: Gửi thơng điệp đến trạm S.
: Nhận thông điệp từ trạm S.


Phương pháp giải:
Xét bài toán người sản xuất- người tiêu dùng. Trong bài toán
này ta xét hai trạm :
+ Trạm sản xuất, ký hiệu là P
+ Trạm tiêu thụ, ký hiệu là C.
Gọi NP là số lượng sản phẩm đã được sản xuất tại trạm P
NC là số lượng sản phẩm đã được trạm C tiêu thụ
Đặt công tơ X tại trạm P, công tơ Y tại trạm C
Trạm P sẽ tăng giá trị của X thêm 1 đơn vị (Increase(X)) khi
nhận được thông điệp từ trạm C (receive(C)) cho biết đã tiêu thụ thêm
một sản phẩm.
Trạm C sẽ tăng giá trị của Y thêm 1 đơn vị ((increase(Y)) khi
nhận được thơng điệp từ trạm P ((receive(P))cho biết đã có một sản
phẩm vừa sản xuất.
dựa trên hệ thống nhiều bản sao cho phép đăng ký từ xa. Hệ
thống cục bộ đều có lưu trữ một bản sao của tất cả các thông tin liên
quan đang ở tất cả các hệ thống cục bộ bằng cách gởi và nhận thông
điệp

Phương pháp giải:

2. Cài đặt trên N trạm một “ảnh” của công tơ sự kiện phân
tán, được tăng một số gia truyền cho mỗi lần sự kiện đến.
Vấn đề sẽ xảy ra khi dùng phương pháp này là: Sự không
gắn bó dữ liệu.
Sự tồn tại một “ảnh” ở mỗi trạm khác nhau dẫn đến:
Cập nhật thông tin diễn ra do đăng ký hoặc sự thay
đổi thông tin cục bộ trên một hệ cục bộ nào đó cần phải
được tiến hành cho tất cả các hệ thống và không được
phép bỏ sót hệ thống nào cả. Trong khoảng thời gian làm
“tươi” thông tin phải đảm bảo “ảnh” cho việc truy vấn dữ
liệu cho kết quả kịp thời hay đặt truy vấn trong trạng thái
“treo”.


KÃÚT LUÁÛN
Hệ tin học phân tán là một hệ thống xử lý
thông tin bao gồm các bộ xử lý hoặc các bộ vi xử lý
được đặt ở tại các vị trí xa nhau, được kết nối với
nhau thơng qua các phương tiện viễn thông dưới
sự thống nhất của hệ điều hành. Có 2 chiến lược
cung cấp tài nguyên là cung cấp tài nguyên duy
nhất và cung cấp một tập hợp các tài nguyên. Nếu
một chiến lược cung cấp tài nguyên tồi sẽ làm giảm
hiệu năng hoạt động của hệ thống rất nhiều do các
hiện tượng sốc làm tăng yêu cầu cung cấp mà
không đáp ứng được của một số tài nguyên

Xin cảm ơn