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分布式系统复习题库及答案 计算机系统的硬件异构性、软件异构性主要表现在哪几方面？ 参考答案： 计算机系统的硬件异构性主要有三个方面的表现，即： ①计算机的指令系统不同。这意味着一种机器上的程序模块不能在另一种不兼容的机器上执行，很显然，一种机器上的可执行代码程序不能在另一种不兼容的机器上执行。 ②数据表示方法不同。例如不同类型的计算机虽然都是按字节编址的，但是高字节和低字节的规定可能恰好相反。浮点数的表示方法也常常不一样。 ③机器的配置不同。尽管机器的类型可能相同，其硬件配置也可以互不兼容。 计算机系统的软件异构性包括操作系统异构性和程序设计语言异构性。 操作系统异构性的三个主要表现方面为： ①操作系统所提供的功能可能大不相同。例如，不同的操作系统至少提供了不同的命令集。 ②操作系统所提供的系统调用在语法、语义和功能方面也不相同。 ③文件系统不同。 程序设计语言的异构性表现在不同的程序设计语言用不同方法在文件中存储数据。 由于分布计算系统包含多个（可能是不同种类的）分散的、自治的处理资源，要想把它们组织成一个整体，最有效地完成一个共同的任务，做到这一点比起传统的集中式的单机系统要困难得多，需要解决很多新问题。这些问题主要表现在哪些方面？ 参考答案： ①资源的多重性带来的问题。由于处理资源的多重性，分布计算系统可能产生的差错类型和次数都比集中式单机系统多。最明显的一个例子是部分失效问题：系统中某一个处理资源出现故障而其他计算机尚不知道，但单机系统任何一部分出现故障时将停止整个计算。另一个例子是多副本信息一致性问题。可见，资源多重性使得差错处理和恢复问题变得很复杂。资源多重性还给系统资源管理带来新的困难。 ②资源的分散性带来的问题。在分布计算系统中，系统资源在地理上是分散的。由于进程之间的通信采用的是报文传递的方式进行的，通信将产生不可预测的、有时是巨大的延迟，特别是在远程网络所组成的分布计算系统中更是这样。例如使用卫星通信会产生270毫秒的延迟。在分布计算系统中，系统的状态信息分布在各个分散的节点上。分布式的状态信息和不可预知的报文延迟使得系统的控制和同步问题变得很复杂，要想及时地、完整地搜集到系统各方面的信息是很困难的，从而使处理机进行最佳调度相当困难。 ③系统的异构性带来的问题。在异构性分布计算系统中，由于各种不同资源（特别是计算机和网络）的数据表示和编码、控制方式等均不相同，这样一来就产生了翻译、命名、保护和共享等新问题。 由于上述原因，分布计算系统的研制，特别是软件的验证、调试、测量和维护问题变得很复杂。这些正是分布计算系统研制者要解决的主要问题。 分布式计算系统具有透明性时，系统有什么主要优点？ 参考答案： 系统具有透明性时有以下一些优点： ①使软件的研制变得容易，因为访问资源的方法只有一种，软件的功能与其位置无关。 ②系统的某些资源变动时不影响或较少影响应用软件。 ③系统的资源冗余（硬件冗余和软件冗余）使操作更可靠，可用性更好。透明性使得在实现这种冗余的时候，各种冗余资源的互相替换变得容易。 ④在资源操作方面，当把一个操作从一个地方移到若干地方时没有什么影响。 简述基于中间件技术的分布式计算系统的组成结构。 参考答案： 对于基于中间件的分布计算系统，它的组成结构可以用图1表示。 图1 基于中间件的分布计算系统的组成结构 许多分布式应用程序直接使用网络操作系统提供的编程接口。例如，应用程序的通信功能通过网络操作系统提供的socket机制来实现，使得不同机器上的进程之间能够相互传送报文。另外，应用程序通过本地文件系统提供的接口使用文件。这种直接利用网络操作系统提供的服务编制的应用程序很难具有很高的透明度。为了解决这个问题，可以在应用程序和网络操作系统之间增加一个软件层次，提供一个更高的抽象层次。这样的一个软件层次称为中间件，它位于应用程序和网络操作系统之间，如图1所示。 简述分布式程序设计和顺序程序设计的基本区别。 参考答案： 分布式程序设计和顺序程序设计的三个基本区别是：使用多个处理机、处理机合作和存在着部分失效。 ①使用多个处理机。分布式程序在不同的处理机上并行执行其代码的不同部分。高性能应用程序使用这种并行性达到加速执行的目的，它的目标在于如何最佳地使用可以得到的处理机，考虑哪些计算需要并行计算是非常重要的。在容错应用程序中，不同处理机执行的功能要根据增加可靠性和可用性来决定。对于专用功能和固有的分布式应用程序，功能可在一个给定的处理机上执行，因为这个处理机具有某种能力或者包含有服务所需的数据。总而言之，对分布式程序设计支持的第一个要求就是系统应该具有把一个程序的不同部分分配到不同处理机上执行的能力。 ②处理机合作。分布计算系统的各个进程在执行分布式应用程序时需要合作。运行并行的应用程序时，各个进程有时需要交换中间