Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое распределенные вычисления, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое распределенные вычисления, распределённая система , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Высоконагруженные проекты.Паралельные вычисления. Суперкомпьютеры. Распределенные системы.
распределенные вычисления — способ решения трудоемких вычислительных задач с использованием нескольких компьютеров, чаще всего объединенных в параллельную вычислительную систему. Распределенные вычисления применимы также в распределенных системах управления.
Последовательные вычисления в распределенных системах выполняются с учетом одновременного решения многих задач. Особенностью распределенных многопроцессорных вычислительных систем, в отличие от локальных суперкомпьютеров, является возможность неограниченного наращивания производительности за счет масштабирования. :550 Слабосвязанные, гетерогенные вычислительные системы с высокой степенью распределения выделяют в отдельный класс распределенных систем — грид.
При этом следует отличать распределенные вычисления от паралельных и децентрализированных.
Параллельные вычисления — способ организации компьютерных вычислений, при котором программы разрабатываются как набор взаимодействующих вычислительных процессов, работающих параллельно (одновременно). Термин охватывает совокупность вопросов параллелизма в программировании, а также создание эффективно действующих аппаратных реализаций. Теория параллельных вычислений составляет раздел прикладной теории алгоритмов .
Существуют различные способы реализации параллельных вычислений. Например, каждый вычислительный процесс может быть реализован в виде процесса операционной системы, либо же вычислительные процессы могут представлять собой набор потоков выполнения внутри одного процесса ОС. Параллельные программы могут физически исполняться либо последовательно на единственном процессоре — перемежая по очереди шаги выполнения каждого вычислительного процесса, либо параллельно — выделяя каждому вычислительному процессу один или несколько процессоров (находящихся рядом или распределенных в компьютерную сеть).
Основная сложность при проектировании параллельных программ — обеспечить правильную последовательность взаимодействий между различными вычислительными процессами, а также координацию ресурсов, разделяемых между процессами.
Децентрализованное приложение (decentralized application, DApp, dApp, ) — компьютерное приложение, которое базируются на технологии блокчейн совместно с механизмом распределенного выполнения необходимых инструкций. По состоянию на 2021 год наиболее часто для этого применяется Ethereum с его механизмом смарт-контрактов , но есть варианты и на блокчейн-платформе Waves.
Распределенная система — система, для которой отношения местоположений элементов (или групп элементов) играют существенную роль с точки зрения функционирования системы, а следовательно, и с точки зрения анализа и синтеза системы.
Для распределенных систем характерно распределение функций, ресурсов между множеством элементов (узлов) и отсутствие единого управляющего центра, поэтому выход из строя одного из узлов не приводит к полной остановке всей системы. Типичной распределенной системой является Интернет.
(a), (b): распределенная система.
(c): параллельная система.Википедия site:tftwiki.ru
Работы по распределенным вычислениям с весьма прикладной целью — для военных нужд, а именно автоматизации процессов секретной связи и обработки разведывательной информации, велись интенсивно в США с 1960-х гг. Разработкой технологий распределенных вычислений и созданием распределенных информационных систем в Соединенных Штатах по заказу Агентства по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США, видов вооруженных сил и служб (агентств) в структуре Министерства обороны США занимались исследовательские подразделения компаний и университетов:
В рамках проводившихся фундаментальных исследований, НИР и ОКР, разрабатывались соответствующие программно-аппаратные комплексы под уже существующие низкоуровневые (машинно-ориентированные) языки программирования, специальное программное обеспечение с криптографической защитой и т. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . д.
В 1973 году Джон Шох и Джон Хапп из калифорнийского научно-исследовательского центра Xerox PARC написали программу, которая по ночам запускалась в локальную сеть PARC и заставляла работающие компьютеры выполнять вычисления .
В 1977 году в НЭТИ (НГТУ, Новосибирск) на кафедре вычислительной техники под руководством В. И. Жираткова была разработана распределенная вычислительная система из трех ЭВМ «Минск-32» с оригинальным аппаратным и программным обеспечением, поддерживающим протоколы физического, канального и сетевого уровней, и обеспечивающим выполнение параллельных задач. Одна машина находилась на ВЦ НГТУ, а две другие — на ВЦ Института Математики СО РАН. Связь между НГТУ и ИМ СО РАН обеспечивалась по радиоканалу с использованием направленных антенн. Система тестировалась при решении оптимизационных задач в области экономики с использованием крупноблочного распараллеливания.
В 1978 году советский математик Виктор Глушков работал над проблемой макроконвейерных распределенных вычислений. Он предложил ряд принципов распределения работы между процессорами. :320 На базе этих принципов им была разработана ЭВМ ЕС-2701.
В 1988 году Арьен Ленстра и Марк Менес написали программу для факторизации длинных чисел. Для ускорения процесса программа могла запускаться на нескольких машинах, каждая из которых обрабатывала свой небольшой фрагмент. .
В 1994 году Дэвидом Джиди была предложена идея по организации массового проекта распределенных вычислений, который использует компьютеры добровольцев (т. н. добровольные вычисления) — SETI@Home . Научный план проекта, который разработали Дэвид Джиди и Крейг Каснофф из Сиэтла был представлен на пятой международной конференции по биоастрономии в июле 1996 года .
В январе 1996 года стартовал проект GIMPS по поиску простых чисел Мерсенна, также используя компьютеры простых пользователей как добровольную вычислительную сеть.
28 января 1997 года стартовал конкурс RSA Data Security на решение задачи взлома методом простого перебора 56-битного ключа шифрования информации RC5. Благодаря хорошей технической и организационной подготовке проект, организованный некоммерческим сообществом distributed.net, быстро получил широкую известность .
17 мая 1999 года стартовал SETI@home на базе Grid, а в начале 2002 года завершилась разработка Калифорнийского Университета в Беркли открытой платформы BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), разрабатываемой с апреля 2000 года первоначально для SETI@Home, но первым на платформе BOINC стал проект Predictor@home запущенный 9 июня 2004 года.
При достижении облачными сервисами сегодняшнего уровня для обеспечения более эффективного использования распределенной архитектуры и дополнительного сокращения задержек со стороны клиентов была создана структура туманных вычислений (fog computing) и даже, с целью включения клиентских устройств в облако, структура росистых вычислений (dew computing).
Типы облачных технологий
Многие приложения, которые мы используем сегодня, выигрывают от эксплуатации облачных сервисов. Однако уровень использования этих сервисов облачных технологий или, другими словами, скорость доступа к облаку может варьироваться. Облачные сервисы обычно делятся на три основные группы в соответствии с этим соотношением. Данные классификации зачастую соразмерны с распределением ответственности.
Итак, существует новая иерархическая структура, состоящая из трех уровней: облачных, туманных и росистых вычислений. Эти иерархические слои разработаны для облегчения стремительно развивающихся сложных распределенных компьютерных систем и должны соответствовать следующим требованиям:
Проблема распределения различных вычислительных задач в рамках распределенной системы относится к проблеме принятия решений в условиях неопределенности. Данная проблема рассматривается в теории принятия решений и в теории неопределенности.
Распределенная ОС, динамически и автоматически распределяя работы по различным машинам системы для обработки, заставляет набор сетевых машин обрабатывать информацию параллельно. Пользователь распределенной ОС, вообще говоря, не имеет сведений о том, на какой машине выполняется его работа.
Распределенная ОС существует как единая операционная система в масштабах вычислительной системы. Каждый компьютер сети, работающей под управлением распределенной ОС, выполняет часть функций этой глобальной ОС. Распределенная ОС объединяет все компьютеры сети в том смысле, что они работают в тесной кооперации друг с другом для эффективного использования всех ресурсов компьютерной сети.
В результате сетевая ОС может рассматриваться как набор операционных систем отдельных компьютеров, составляющих сеть. На разных компьютерах сети могут выполняться одинаковые или разные ОС. Например, на всех компьютерах сети может работать одна и та же ОС UNIX. Более реалистичным вариантом является сеть, в которой работают разные ОС, например, часть компьютеров работает под управлением UNIX, часть — под управлением NetWare, а остальные — под управлением Windows NT и Windows 98. Все эти операционные системы функционируют независимо друг от друга в том смысле, что каждая из них принимает независимые решения о создании и завершении своих собственных процессов и управлении локальными ресурсами. Но в любом случае операционные системы компьютеров, работающих в сети, должны включать взаимно согласованный набор коммуникационных протоколов для организации взаимодействия процессов, выполняющихся на разных компьютерах сети, и разделения ресурсов этих компьютеров между пользователями сети.
Если операционная система отдельного компьютера позволяет ему работать в сети, и может предоставлять свои ресурсы в общее пользование и/или использовать ресурсы других компьютеров сети, то такая операционная система отдельного компьютера также называется сетевой ОС.
Таким образом, термин «сетевая операционная система» используется в двух значениях: как совокупность ОС всех компьютеров сети и как операционная система отдельного компьютера, способного работать в сети. Из этого определения следует, что такие операционные системы, как, например, Windows NT, NetWare, Solaris, HP-UX, являются сетевыми, поскольку все они обладают средствами, которые позволяют их пользователям работать в сети.
Заблуждения о распределенных вычислениях — это набор утверждений, сделанных Питером Дойчем (L Peter Deutsch) и другими из Sun Microsystems описывающих ложные предположения, которые неизменно делают программисты плохо знакомые с распределенными приложениями.
Заблуждения:
Список общих заблуждений появился на Sun Microsystems. Л. Питеру Дойчу, одному из первых «Fellow» Солнца, приписывают [кто?] написание первых семи заблуждений в 1994 году; однако Билл Джой и Том Лайон уже определили первые четыре как «Заблуждения сетевых вычислений» (в статье говорится, про «Дэйва Лиона», но это ошибка [источник?]). Примерно в 1997 году Джеймс Гослинг, другой сотрудник Sun и изобретатель Java, добавил восьмую ошибку.
Исследование, описанное в статье про распределенные вычисления, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое распределенные вычисления, распределённая система и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Высоконагруженные проекты.Паралельные вычисления. Суперкомпьютеры. Распределенные системы
Комментарии
Оставить комментарий
Высоконагруженные проекты.Паралельные вычисления. Суперкомпьютеры. Распределенные системы
Термины: Высоконагруженные проекты.Паралельные вычисления. Суперкомпьютеры. Распределенные системы