2.1 20世纪90年代的变迁——由集中式走向分布式

20世纪80年代中期，VLSI与计算技术相结合使分布式系统崛起。分布式计算机系统具有潜在的高性能、高可靠性、接口友好、系统透明，并具有好的性价比。

2.1.1 分布式计算机的崛起

1.计算机的应用不断向深度和广度发展

20世纪80年代中期，VLSI（超大规模集成电路）技术与计算技术相结合的产物——微处理器迅速发展，高档32位微处理器（Intel 80386，Motorola 68020）相继出现，其硬件价格急剧下降，而性能已接近中小型计算机的水平。这些发展使计算机应用进入新的高速发展阶段。

同时，伴随微型机的发展，局域网络得到广泛应用，美国的以太网（Ethernet）和欧洲的剑桥环网（Cambridge Ring）已成功地用于工厂、学校及政府机关，网络技术的发展为分布式计算机系统提供了物理环境。

总之，多微处理机和分布式微处理机系统是计算机应用发展的必然趋势，微型机（特别是高档的32位微处理机）为开发分布式计算机系统提供了物质基础，局域网技术为互连主机做好了技术准备，使计算机应用系统由集中式走向分布式。

2.计算机系统的发展趋势

20世纪90年代，计算机系统的发展表现为由单机向并行多处理机、由集中式向分布式、由单一信息媒体向多媒体发展的趋势，具体表现在如下两个方面：硬件由集中趋向物理上分布，软件由分散趋向逻辑上集中。

1）硬件方面

70年代，人们通过运行分时系统共享一台主机或小型机。人机比率较高，通常达到20～100人共享一台机器。

80年代，出现了性价比较高的微处理器、个人计算机和个人工作站。在许多大学和公司中，都通过网络技术进行单机互连，实现共享系统资源和相互通信，整个计算机系统是以通信网络为中心。

90年代，硬件价格继续下跌，微型机、工作站数量增加，大量的微型机、工作站分布在中等地域内。人们希望通过通信和网络环境来充分利用这些资源。同时又能像以往单机用户一样简单、方便地操作，而不需要知道网上用户和当前网上资源等网络层次的实现细节。针对这一要求：出现了以微机、小型机为主，通过局域网络互连的分布式计算机系统。

2）软件方面

网络操作系统中的每台机器高度自治，每台工作站装有网络软件，工作站之间由局域网互连在一起。用户的所有命令和程序均在本地工作站上运行或远程登录到其他工作站上运行。文件服务器为所有工作站提供可访问的全面共享文件系统。网络操作系统必须保证工作站与文件服务器之间的通信。

分布式操作系统将多台计算机构成一个完整的系统，使其行为类似一个单机系统，即登录到系统的用户不必了解系统有多少台机器，它们位于哪里，它们的功能是什么，文件在哪里，作业运行在哪台机器上等任何有关硬件物理分布的细节。分布式操作系统软件（不是网络软件）决定了是否为分布式计算机系统。分布式操作系统是实现分布式系统的核心。

20 世纪90 年代以来，各国已经开展了分布式计算机系统的研究，如MIT的Athena、Standford大学的V-kernal、法国的Chorus、美国CMU的Mach等。这些研究课题的一些阶段性成果已应用于网络技术中，并推动了分布式计算机系统的发展和应用。

2.1.2 分布式计算机系统的潜在优势

分布式计算机系统具有下述潜在的优势。

1.高性能

由于是多机资源共享，所以分布式系统的容量较大且性价比高。分布式系统在平均响应时间上要比大型主机短（特别是用户众多时），由于各台机器支持单用户的处理能力具有独立性，从而保证了执行交互式任务时的快速响应，具有高性能。

2.高可靠性

在分布式系统中，当某一部分出现故障时，系统的大部分工作仍可进行，无需停机。只要将出故障部分承担的工作转移出去即可；也可采用降级重构，保证系统仍能运行，具有高的可靠性。

3.人机界面更灵活、接口更友好

分布式操作系统隐藏了物理网络的技术细节，使人机操作与单机操作一样易于理解和使用。

4.系统透明性好

透明性为应用开发人员隐蔽了分布式系统的资源和距离的相关特征，使分布式系统中的分布资源表现为单机本地资源，方便了分布式系统的软件开发。

5.更大的可缩放性

分布式系统可以大到通过互联网连接成千上万机器而形成全球系统，也可以由局域网连接几台机器而形成小型分布式系统。设计分布式系统的一个重要目标是提供一种新的体系结构，它既适合于大型组织结构，又适合于小型组织结构。分布式系统软件和应用软件应当不需要变化或很小变化就能正常运行。

6.成本有效性

通过网络连接的个人计算机相比大型机而言，具有很高的性价比。