Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo môn học : hệ tin học phân tán (cao học : Khoa học máy tính)Đề tài: TÀI NGUYÊN VÀ CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊNTHUẬT TOÁN LOMET VÀ MANASCE
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN HỆ TIN HỌC PHÂN TÁN TÀI NGUYÊN VÀ CHIẾN LƯỢC CUNG CẤP TÀI NGUYÊN THUẬT TOÁN LOMET VÀ MANASCE GVHD : PGS. TS. LÊ VĂN SƠN Học viên : NGUYỄN MINH QUỲNH Lớp : KHMT.K26 Đà Nẵng, 06/2013 ĐỀ TÀI : MỞ ĐẦU Hệ tin học phân tán là một hệ thống xử lý thông tin bao gồm nhiều bộ xử lý, bộ vi xử lý với bộ nhớ và đồng hồ nhịp độc lập. Để khai thác có hiệu quả cao nhất của hệ thống thông tin, vấn đề hàng đầu là phải tính đến các chiến lược cung cấp, khai thác, sử dụng tài nguyên. Phần 1: Tài nguyên và các chiến lược cung cấp tài nguyên Tài nguyên Các chiến lược cung cấp tài nguyên 1.1.Tài nguyên_Một số khái niệm Tài nguyên như là một đối tượng mà trong đó các quy tắc sử dụng và chia sẻ được kết hợp với nhau. Đó là vấn đề quyền truy cập loại trừ hay truy cập chia sẻ, có hạn chế người sử dụng hay không,… Tài nguyên truy cập theo kiểu loại trừ chỉ cung cấp cho một giao dịch. Tài nguyên truy cập theo kiểu chia sẻ được cung cấp cho một tập hợp bất kỳ các giao dịch. 1.1.Tài nguyên_Một số khái niệm Giao dịch là phép toán hợp thành một logic hoàn 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. Một tiến trình nào đó cần sử dụng tài nguyên phải yêu cầu cung cấp hợp thức bằng cách gởi thông điệp yêu cầu cho hệ thống. Bộ cung cấp áp dụng nhiều kiểu cung cấp khác nhau như tiến trình duy nhất, tập hợp các tiến trình, tập hợp các thủ tục, để cung cấp tài nguyên cho các trạm. 1.1.Tài nguyên_Một số khái niệm Tải là tập hợp các yêu cầu phục tùng các quy tắc của một bộ cung cấp. Các tham số của tải là: Số lượng các yêu cầu được cung cấp tài nguyên. Bản chất của các yêu cầu. Phân tán theo thời gian các yêu cầu tạo ra nó. Bế tắc (hay gọi là khóa tương hỗ) là sự kẹt chéo lẫn nhau có tính chất sống còn của các tiến trình. Bế tắc diễn ra khi hai tiến trình đang sử dụng tài nguyên lại phát yêu cầu về nhu cầu sử dụng tài nguyên mà tiến trình kia còn đang sử dụng. Thiếu tài nguyên vĩnh viễn là sự chờ đợi bất tận của một tiến trình mà yêu cầu của nó trể đến mức không thể xác định được. Ví dụ về sự bế tắc: 1.1.Tài nguyên_Một số khái niệm T1 T2 T4 T3 Tr1 Tr2 Tr3 1.2.Chiến lược cung cấp tài nguyên Chiến lược cung cấp tài nguyên duy nhất Truy cập bằng một tiến trình Truy cập bằng các tiến trình tương tranh Chiến lược cung cấp một tập hợp các tài nguyên Các phương pháp sử dụng trong hệ tập trung Phân tán chức năng cung cấp Các phương pháp sử dụng trạng thái tổng quát Phương pháp cung cấp theo kiểu sử dụng trạng thái từng phần 1.2.1.cung cấp tài nguyên duy nhất Truy cập bởi server duy nhất Truy cập tương tranh có điều khiển: Truy cập tài nguyên bằng một chương trình trực duy nhất Truy cập trực tiếp vào các server Server T Tr1 Tr2 Tr3 Tr2 Trn Tr1 D Sn S2 S1 T S1 Tr1 S2 Tr2 Sn Trn T KiÓm tra truy cËp 1.2.2.Cung cấp một tập hợp các tài nguyên Các phương pháp sử dụng trong hệ tập trung: A.Phương pháp dự phòng Các tài nguyên được sắp xếp theo các nhóm con, một tiến trình nào đó chỉ có thể thu hồi các tài nguyên của nhóm nếu trước đó nó đã thu hồi tất cả tài nguyên của nhóm cần thiết cho nó. B.Phương pháp phát hiện và chữa trị: Sử dụng đồ thị trạng thái định hướng mà các nút là các tài nguyên hay tiến trình. Khi phát hiện bế tắc thì vấn đề chữa trị được đặt ra. [...]... quyết định cung cấp căn cứ vào bản sao trạng thái cục bộ của nó Việc cung cấp cho tiến trình đề nghị sẽ được thực hiện ngay trên trạm có tài nguyên Các phương pháp cung cấp theo kiểu sử dụng trạng thái từng phần: Mỗi trạm chỉ quản lý tài nguyên cục bộ của mình và các quyết định cung cấp được đưa ra trên thông tin cục bộ đó mà thội Phần 2: Thuật toán Lomet và Menasce nhằm xử lý cung cấp tài nguyên (của...1.2.2 .Cung cấp một tập hợp các tài nguyên Phân tán chức năng cung cấp( mỗi bộ cung cấp chỉ quản lý các đối tượng cục bộ của mình) A.Duy trì tính duy nhất của trạng thái tài nguyên: Tài nguyên được chia sẻ bởi tập hợp các bộ cung cấp và chúng tuần hoàn giữa các trạm khác nhau dưới dạng một thông điệp Các trạm được luân phiên đóng vai trò của bộ cung cấp các tài nguyên mà mình đang chịu... trạng thái và chức năng cung cấp: Duy trì và phân tán tại mỗi trạm một bản sao trạng thái tài nguyên tổng quát Mỗi trạm chỉ có trạng thái tài nguyên cục bộ của mình và các quyết định đưa ra trên các trạm phải được phối hợp, gắn bó hữu cơ giữa các bản sao 1.2.2 .Cung cấp một tập hợp các tài nguyên Các phương pháp cung cấp sử dụng trạng thái tổng quát Trên cơ sở thực hiện cùng một thuật toán và có cùng... nguyên (của 2 nhóm tài nguyên: loại trừ và chia sẽ) Thuật toán Lomet (dự phòng bế tắc) 1 Các khái niệm 2 Thuật toán 3 Ví dụ minh họa Thuật toán Menasce (phát hiện bế tắc) 1 Các khái niệm 2 Thuật toán 3 Ví dụ minh họa 2.1.1 Các khái niệm Một quan hệ gọi là phụ thuộc thế năng giữa 2 giao dịch Tj và Tk, kí hiệu Tj>Tk, nghĩa là tồn tại ít nhất một tài nguyên bị cài then bởi Tj và là thành phần thuộc... Giả sử Tk đã yêu cầu một tài nguyên e của trạm Si nào đó Trên trạm này ta thực hiện các phép toán sau đây: STT Phép toán 1 Nếu e là có sẵn để dùng, yêu cầu được thoả mãn và ta ghi nhận là Tk đang có tài nguyên 2 Nếu e đã được cung cấp cho giao dịch Tj thì thông điệp “Tj chặn Tk” được truyền cho trạm S(Tj) và S(Tk) Sau này (j,k) chỉ là một thông điệp như vậy 2.2.2 Thuật toán Khi nhận một thông điệp... KẾT LUẬN Đó là những ưu điểm của hai thuật toán Lomet và Menasce có chức năng mạnh, gắn bó hữu cơ với nhau, hỗ trợ nhau cùng giải quyết các vấn đề cấp thiết trong hệ tin học nói chung Đó là những ưu điểm của hai thuật toán Lomet và Menasce có chức năng mạnh, gắn bó hữu cơ với nhau, hỗ trợ nhau cùng giải quyết các vấn đề cấp thiết trong hệ tin học nói chung và hệ tin học phân tán nói riêng hiện nay... và Tk đúng vào cùng một thời điểm Nếu ta ký hiệu D là khoảng cách giữa thời điểm nhận thông điệp Tj và Tk thì sự xung đột sẽ xãy ra khi D = 0 2.1.2 Thuật toán 2.1.3 Ví dụ minh họa Xét ba giao dịch T1, T2, T3 sử dụng ba tài nguyên R1, R2, R3, các tài nguyên được bố trí trên ba trạm tương ứng S1, S2, S3 Giả sử v_chia_se_th() là phép toán cài then có tính chia sẻ, v_loai_tru_th() là phép toán cài then... Tj và Tk , kí hiệu Tj Tk, nghĩa là tất cả tài nguyên thuộc tập hợp theo yêu cầu của thông điệp Tk đều bị cài then bởi Tj Hai quan hệ này có thể biểu diễn bằng đồ thị G, biến thiên theo thời gian gọi là đồ thị các xung đột thế năng Nếu tồn tại vòng lặp trong đồ thị G này thì sẽ sinh ra bế tắc Sự xung đột giữa hai giao dịch Tj và Tk là sự nhận thông điệp yêu cầu cung cấp tài nguyên của Tj và. .. cho S1 và S2, ta có: E(T2)= {T1} B(T2)= ∅ E(T1)= {T3} B(T1)= {T2} S1 gửi (2,3) cho S3 và từ đó sinh ra: E(T2)= {T1,T3} B(T2)= ∅ 2.2.3 Ví dụ minh họa T3: Trên S2 đề nghị cung cấp e2 có trên T2; S2 sinh ra T3 trong B(T2) (nghĩa là B(T2)= {T3}) và ta ghi nhận là: B(T2) ∩ E(T2) = {T3} Như vậy, bế tắc được phát hiện trên S2 T3 T2 T1 KẾT LUẬN Hai thuật toán trên đều xuất phát từ cơ sở cùng một nguyên lý... định Ngăn cản các phép toán không kéo theo bế tắc trong một số trường hợp Sử dụng các kỹ thuật khác nhau giữa hai thuật toán Khi các tài nguyên được sử dụng bởi giao dịch được xác định theo kiểu động trong quá trình thi hành giao dịch, các phương pháp dự phòng bế tắc dựa trên nền tảng các thông điệp sẽ không còn phù hợp thì lúc này ta được sử dụng các phương pháp phát hiện và chữa trị KẾT LUẬN