• 《分布式系統(tǒng)》教學(xué)大綱

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課程編導(dǎo)：081011303 081017303 081212407 081217391

課程名稱：編譯原理

學(xué)分：2 ????總學(xué)時(shí)：32 ????課內(nèi)上機(jī)學(xué)時(shí)：4

先修課程要求：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、操作系統(tǒng)、軟件技術(shù)

適應(yīng)專業(yè)：軟件工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程

參考教材：?

（1）徐高潮等著，《分布計(jì)算系統(tǒng)》，高等教育出版社，2004

（2）AndrewcS.Tanenbaum. Distributed Systems：Principles and Paradigms. 清華大學(xué)出版社2002年影印版

（3）吳杰. 分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社2001年中譯本

（4）DoreencL.Galli. Distributed Operating Systems: Concepts and Practice. 人民郵電出版社影印版 2003

（5）庫勞里斯著，金蓓弘等譯. 分布式系統(tǒng)概念與設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2008年

（6）Douglas E. Comer David L.Stevens. Client-Server Programming and Application. 1997， 清華大學(xué)出版社，2002

（7）陳志剛等著，《多層客戶/服務(wù)計(jì)算模型與實(shí)現(xiàn)技術(shù)》，湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2003

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一、課程的性質(zhì)和任務(wù)

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???本課程是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)碩士研究生的一門專業(yè)課程，同時(shí)也是通信工程專業(yè)、軟件工程專業(yè)碩士研究生和計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)工程碩士的一門專業(yè)選修課。本課程的內(nèi)容涉及分布式系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本方法，具體涵蓋了分布計(jì)算系統(tǒng)的基本概念和體系結(jié)構(gòu)，分布計(jì)算系統(tǒng)的進(jìn)程通信，分布式程序設(shè)計(jì)語言，命名與保護(hù)，分布式同步和互斥機(jī)構(gòu)，死鎖問題及其處理技術(shù)，容錯(cuò)技術(shù)，分布式數(shù)據(jù)管理，分布式文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題與實(shí)現(xiàn)方法，分布式調(diào)度，分布式共享存儲(chǔ)器技術(shù)以及基于對(duì)象的分布式系統(tǒng)，以及相關(guān)的前沿主題，包括web服務(wù)、網(wǎng)格、移動(dòng)系統(tǒng)和無處不在系統(tǒng)等。通過這門課程的教學(xué)，使學(xué)生對(duì)分布式系統(tǒng)的基本概念、有關(guān)體系結(jié)構(gòu)、分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與方法有一個(gè)系統(tǒng)的掌握，能深入理解一些典型的分布式計(jì)算系統(tǒng)，為以后從事分布式系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)打下良好的理論和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)。

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二、課程的基本要求

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學(xué)生通過本門課程的學(xué)習(xí)，要求掌握分布式系統(tǒng)的基本概念、主要原理和主流分布式系統(tǒng)模型范例，主要包括分布式系統(tǒng)進(jìn)程、分布式程序設(shè)計(jì)語言、分布式系統(tǒng)安全、分布式系統(tǒng)容錯(cuò)、分布式系統(tǒng)事務(wù)等；能掌握當(dāng)前分布式系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，具備分布式系統(tǒng)分析、研究和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)有關(guān)的基本能力。

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三、課程的基本內(nèi)容及重點(diǎn)難點(diǎn)

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（1）?緒論

學(xué)習(xí)分布計(jì)算系統(tǒng)，分布計(jì)算系統(tǒng)分類、優(yōu)點(diǎn)及新問題，分布計(jì)算系統(tǒng)的透明性，正確理解分布計(jì)算系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的區(qū)別。

（2）進(jìn)程通信

重點(diǎn)掌握管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存，熟練掌握進(jìn)程通信原主、MPI、RPC，掌握組通信的概念及設(shè)計(jì)。

（3）分布式程序設(shè)計(jì)語言

了解分布式程序設(shè)計(jì)語言和并行性，掌握?qǐng)?bào)文傳遞和共享數(shù)據(jù)，正確理解DCDL中的并行性、語句、通信及容錯(cuò)。

（4）命名與保護(hù)

重點(diǎn)掌握分布式系統(tǒng)中的名字結(jié)構(gòu)、名字空間、名字解析以及名字空間的實(shí)現(xiàn)，熟練掌握數(shù)字簽名的三種實(shí)現(xiàn)方法：使用公開密鑰、單密鑰和報(bào)文摘要，熟練掌握傳統(tǒng)加密和公開密鑰加密方法。

（5）同步和互斥

正確理解分布式系統(tǒng)中的資源管理方式、控制與通信、資源分配原則，重點(diǎn)掌握物理時(shí)鐘、邏輯時(shí)鐘，了解系統(tǒng)全局狀態(tài)，學(xué)習(xí)互斥問題，并熟練掌握以下三種互斥算法：集中式互斥算法、非基于令牌的互斥算法和基于令牌的互斥算法。

（6）分布式系統(tǒng)中的死鎖

學(xué)習(xí)死鎖的起因和處理策略，掌握預(yù)防死鎖的方法，重點(diǎn)掌握集中式、分布式、層級(jí)式死鎖檢測。

（7）分布式系統(tǒng)中容錯(cuò)技術(shù)

了解分布式系統(tǒng)中的故障模型，容錯(cuò)系統(tǒng)，掌握向后式和向前式恢復(fù)，理解一致性、異步和同步檢查點(diǎn)算法，掌握基本的可靠組播方案。

（8）分布式數(shù)據(jù)管理

學(xué)習(xí)如何保持多副本數(shù)據(jù)的一致性，熟練掌握可串行化調(diào)度、基于鎖和時(shí)間戳的并發(fā)控制，掌握事務(wù)處理及原子事務(wù)處理的實(shí)現(xiàn)。

（9）??分布式文件系統(tǒng)

了解分布式文件系統(tǒng)的特點(diǎn)、要求、命名，理解共享語義和緩存，學(xué)習(xí)無狀態(tài)服務(wù)和有狀態(tài)服務(wù)、可擴(kuò)充性，了解文件系統(tǒng)安全性，并初步學(xué)習(xí)NFS。

（10）分布式調(diào)度

重點(diǎn)掌握靜態(tài)調(diào)度和動(dòng)態(tài)調(diào)度任務(wù)劃分與分配、典型的調(diào)度算法，掌握空閑工作站的調(diào)度結(jié)構(gòu)，了解進(jìn)程轉(zhuǎn)移和遠(yuǎn)程執(zhí)行的方法。

（11）分布式共享存儲(chǔ)器

理解分布式共享存儲(chǔ)器，掌握中央服務(wù)員算法、遷移算法、讀復(fù)制算法和全復(fù)制算法，掌握全映像目錄、有限目錄和鏈?zhǔn)侥夸洝?/span>

（12）基于對(duì)象的分布式系統(tǒng)

了解分布式對(duì)象的概念及類型，初步學(xué)習(xí)面向?qū)ο蟮腛MG的CORBA、sun公司的RMI和微軟的DCOM分布式系統(tǒng)。

本課程的重點(diǎn)內(nèi)容

進(jìn)程通信，命名與保護(hù)，同步和互斥，死鎖問題，容錯(cuò)技術(shù)，分布式調(diào)度。

本課程的難點(diǎn)內(nèi)容

?分布式系統(tǒng)中的死鎖，分布式系統(tǒng)中的容錯(cuò)技術(shù)，分布式調(diào)度，基于對(duì)象的分布式系統(tǒng)。

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四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

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實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱	實(shí)驗(yàn)類型	實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容	學(xué)時(shí)數(shù)
進(jìn)程(線程)的同步與互斥	設(shè)計(jì)	以生產(chǎn)者/消費(fèi)者模型為依據(jù)，在Windows XP環(huán)境下創(chuàng)建一個(gè)控制臺(tái)進(jìn)程，在該進(jìn)程中創(chuàng)建n個(gè)線程模擬生產(chǎn)者和消費(fèi)者，實(shí)現(xiàn)進(jìn)程(線程)的同步與互斥。	2
死鎖的避免, 死鎖的檢測	設(shè)計(jì)	(1)系統(tǒng)中有 m 個(gè)同類資源被n 個(gè)進(jìn)程共享，每個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的最大需求數(shù)分別為S1,S2,…,Sn，且Max(Si)<=m, (i=1,2,…n)。進(jìn)程可以動(dòng)態(tài)地申請(qǐng)資源和釋放資源。編寫一個(gè)程序，實(shí)現(xiàn)銀行家算法，當(dāng)系統(tǒng)將資源分配給某一進(jìn)程而不會(huì)死鎖時(shí)，就分配之。否則，推遲分配，并顯示適當(dāng)?shù)男畔ⅰ?2) 分別使用檢測“進(jìn)程—資源循環(huán)等待鏈”的方法和Coffman 的算法來檢測進(jìn)程的死鎖狀態(tài)。對(duì)于相同的進(jìn)程資源分配、占用次序，比較兩個(gè)算法的結(jié)果。	2

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五、課程學(xué)時(shí)分配

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章節(jié)	內(nèi)容	學(xué)時(shí)	其中實(shí)驗(yàn)	備注
第一章	緒論	2	?	?
第二章	進(jìn)程通信	4	2	?
第三章	分布式程序設(shè)計(jì)語言	4	?	?
第四章	命名與保護(hù)	2	?	?
第五章	同步和互斥	2	?	?
第六章	分布式系統(tǒng)中的死鎖	2	2	?
第七章	分布式數(shù)據(jù)管理	2	?	?
第八章	分布式系統(tǒng)中容錯(cuò)技術(shù)	2	?	?
第九章	分布式文件系統(tǒng)	2	?	?
第十章	分布式調(diào)度	4	?	?
第十一章	分布式共享存儲(chǔ)器	2	?	?
第十二章	基于對(duì)象的分布式系統(tǒng)	4	?	?
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六、考核方式

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改革“一次定論”的考核制度，考試以學(xué)生完成日常作業(yè)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為必要條件，期末考試采用筆試方式。成績?cè)u(píng)定由三部分組成：課程總評(píng)成績 = 期考成績(70%) + 平時(shí)成績(30%)。

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七、大綱制訂

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執(zhí)筆者： ?陳志剛

審核者： ?王建新

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的《分布式系统》教学大纲的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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