2.1 20世紀90年代的變遷——由集中式走向分布式

20世紀80年代中期，VLSI與計算技術相結合使分布式系統崛起。分布式計算機系統具有潛在的高性能、高可靠性、接口友好、系統透明，并具有好的性價比。

2.1.1 分布式計算機的崛起

1.計算機的應用不斷向深度和廣度發展

20世紀80年代中期，VLSI（超大規模集成電路）技術與計算技術相結合的產物——微處理器迅速發展，高檔32位微處理器（Intel 80386，Motorola 68020）相繼出現，其硬件價格急劇下降，而性能已接近中小型計算機的水平。這些發展使計算機應用進入新的高速發展階段。

同時，伴隨微型機的發展，局域網絡得到廣泛應用，美國的以太網（Ethernet）和歐洲的劍橋環網（Cambridge Ring）已成功地用于工廠、學校及政府機關，網絡技術的發展為分布式計算機系統提供了物理環境。

總之，多微處理機和分布式微處理機系統是計算機應用發展的必然趨勢，微型機（特別是高檔的32位微處理機）為開發分布式計算機系統提供了物質基礎，局域網技術為互連主機做好了技術準備，使計算機應用系統由集中式走向分布式。

2.計算機系統的發展趨勢

20世紀90年代，計算機系統的發展表現為由單機向并行多處理機、由集中式向分布式、由單一信息媒體向多媒體發展的趨勢，具體表現在如下兩個方面：硬件由集中趨向物理上分布，軟件由分散趨向邏輯上集中。

1）硬件方面

70年代，人們通過運行分時系統共享一臺主機或小型機。人機比率較高，通常達到20～100人共享一臺機器。

80年代，出現了性價比較高的微處理器、個人計算機和個人工作站。在許多大學和公司中，都通過網絡技術進行單機互連，實現共享系統資源和相互通信，整個計算機系統是以通信網絡為中心。

90年代，硬件價格繼續下跌，微型機、工作站數量增加，大量的微型機、工作站分布在中等地域內。人們希望通過通信和網絡環境來充分利用這些資源。同時又能像以往單機用戶一樣簡單、方便地操作，而不需要知道網上用戶和當前網上資源等網絡層次的實現細節。針對這一要求：出現了以微機、小型機為主，通過局域網絡互連的分布式計算機系統。

2）軟件方面

網絡操作系統中的每臺機器高度自治，每臺工作站裝有網絡軟件，工作站之間由局域網互連在一起。用戶的所有命令和程序均在本地工作站上運行或遠程登錄到其他工作站上運行。文件服務器為所有工作站提供可訪問的全面共享文件系統。網絡操作系統必須保證工作站與文件服務器之間的通信。

分布式操作系統將多臺計算機構成一個完整的系統，使其行為類似一個單機系統，即登錄到系統的用戶不必了解系統有多少臺機器，它們位于哪里，它們的功能是什么，文件在哪里，作業運行在哪臺機器上等任何有關硬件物理分布的細節。分布式操作系統軟件（不是網絡軟件）決定了是否為分布式計算機系統。分布式操作系統是實現分布式系統的核心。

20 世紀90 年代以來，各國已經開展了分布式計算機系統的研究，如MIT的Athena、Standford大學的V-kernal、法國的Chorus、美國CMU的Mach等。這些研究課題的一些階段性成果已應用于網絡技術中，并推動了分布式計算機系統的發展和應用。

2.1.2 分布式計算機系統的潛在優勢

分布式計算機系統具有下述潛在的優勢。

1.高性能

由于是多機資源共享，所以分布式系統的容量較大且性價比高。分布式系統在平均響應時間上要比大型主機短（特別是用戶眾多時），由于各臺機器支持單用戶的處理能力具有獨立性，從而保證了執行交互式任務時的快速響應，具有高性能。

2.高可靠性

在分布式系統中，當某一部分出現故障時，系統的大部分工作仍可進行，無需停機。只要將出故障部分承擔的工作轉移出去即可；也可采用降級重構，保證系統仍能運行，具有高的可靠性。

3.人機界面更靈活、接口更友好

分布式操作系統隱藏了物理網絡的技術細節，使人機操作與單機操作一樣易于理解和使用。

4.系統透明性好

透明性為應用開發人員隱蔽了分布式系統的資源和距離的相關特征，使分布式系統中的分布資源表現為單機本地資源，方便了分布式系統的軟件開發。

5.更大的可縮放性

分布式系統可以大到通過互聯網連接成千上萬機器而形成全球系統，也可以由局域網連接幾臺機器而形成小型分布式系統。設計分布式系統的一個重要目標是提供一種新的體系結構，它既適合于大型組織結構，又適合于小型組織結構。分布式系統軟件和應用軟件應當不需要變化或很小變化就能正常運行。

6.成本有效性

通過網絡連接的個人計算機相比大型機而言，具有很高的性價比。