close
تبلیغات در اینترنت
تحقیق در مورد سیستم های کامپیوتری

گیل فان | دنیای فیلم و سریال

http://www.gilfun.ir/

تحقیق در مورد سیستم های کامپیوتری

سیستم ,تحقیق سیستم کامپیوتری,سیستم های pc,سیستم در خانه ,کامپیوتر های خانگی,سیست های توزیع کامپیوتر ,

تحقیق در مورد سیستم های کامپیوتری

سیستم ,تحقیق سیستم کامپیوتری,سیستم های pc,سیستم در خانه ,کامپیوتر های خانگی,سیست های توزیع کامپیوتر ,

-->
تحقیق در مورد سیستم های کامپیوتری
خلاصه داستان :

 

تحقیق در مورد سیستم های کامپیوتری

 

مقدمه

تا چند دهه پیش ، سیستم های کامپیوتری به شکل مین فریم بودند ، به صورتی که تعدادی کنسول به کامپیوتر مرکزی وصل می شدند. این نوع سیستم ها  به متمرکز (centeralized) عمل می کردند وتمامی داده ها وپروسه ها بر روی کامپیوتر مرکزی قرار داشتند . با ظهور ایستگاههای کاری (workstations) و کامپیوتر های شخصی (pc) کاربرد این سیستم های قدیمی رو به کاهش نهاد و شبکه های کامپیوتری که از اتصال تعدادی کامپیوتر شخصی به هم ایجاد می شدند رواج یافتند . با استفاده از شبکه های کامپیوتری می توان تعداد زیادی محاسبه گر (کامپیوترهای شخصی وسرویس دهنده ) را به صورت گره به هم متصل نمود. اما صرفا" با اتصال این کامپیوتر ها به هم نمی توان به قدرت پردازش و ذخیره سازی بیشتری دست یافت ; چرا که منابع مختلف بین سیستم ها به صورت توزیع شده مستقر هستند وبرای استفاده موثر از این منابع لازم است مدیریتی روی آنها صورت گیرد با همین انگیزه بود که سیستم های توزیع شده  (distributed) بوجود آمدند . در واقع آنچه که در اینجا با آن مواجه هستیم تغییر مدل محاسباتی از سیستم های متمرکز به سیستم های توزیع شده است .

 

سیستم های توزیع شده

یک سیستم توزیع شده مجموعه­ای از کامپیوترهای به هم متصل است که در نظر کاربر به صورت یک کامپیوتر واحد جلوه می کند. دو نکته در این تعریف وجود دارد. نکته اول جنبه سخت افزاری آن است، به این معنی که تمامی کامپیوترهای موجود در یک سیستم توزیع شده خود مختار و مستقل هستند. نکته دوم که جنبه نرم افزاری دارد این است که کل سیستم توزیع شده در نظر کاربر بایدبه صورت یک کامپیوتر واحد به نظر برسد.

به عنوان مثال یک بانک بزرگ بین­المللی با صدهاشعبه در سراسر جهان را در نظر بگیرید. هر شعبه دارای یک کامپیوتر مرکزی است که حساب­ها و تراکنش­های مالی محلی را انجام می دهد. علاوه بر این هر کامپیوتر می تواند با کامپیوتر­های شعب دیگر ارتباط بر قرار کند. اگر امور بانکی را به توان بدون توجه به مکان مشتری وحساب بانکی او انجام دادبه طوری که مشتری متوجه نشود که امور بانکی او در کامپیوتر شعبه او یا یک کامپیوتر شعبه دیگر(حتی در خارج از کشور) انجام شده،آنگاه این سیستم حالت توزیع شده دارد.

 

مفاهیم سخت افزاری در سیستم­های توزیع­شده

سیستم های توزیع شده بر اساس توزیع پردازنده­ وحافظه در کامپیوترهای موجود در سیستم طبقه­بندی می­شوند. چنانچه در یک سیستم، کل پردازنده­ها و حافظه در یک ماشین مرکزی باشند وکامپیوترهای کاربران فاقد پردازنده وحافظه اختصاصی باشند در این صورت با یک سیستم متمرکز روبرو هستیم نه سیستم توزیع شده.

انواعی از سیستم­ها وجود دارند که در آنها چند پردازنده به یک حافظه مشترک دسترسی داشته وکل پردازنده­ها باید تنها از همان حافظه برای پردازش­هایشان استفاده کنند.در اين نوع سيستم به هر پردازنده بخشي ازحافظه كل اختصاص مي يابد و پردازنده­ها از طریق حافظه مشترک با یکدیگر ارتباط بر­قرار می­کنند. به نحوی که یک پردازنده می­تواند داده­ای را در محلی از حافظه بنویسد و پردازنده دیگری همان داده را از همان محل از حافظه بخواند. بدین صورت بین آن دو پردازنده ارتباط بر قرار می شود. به این نوع از سیستم­ها، چند­پردازنده­ای( Multiprocessor ) گفته می شود. در بسیاری از موارد پردازنده­ها وحافظه اشتراکی بر روی برد اصلی نصب می­شوند. این نوع سیستم­ها جزو سیستم­های با اتصال نزدیک (Tightlycoupled) هستند. در این سیستم­ها ارتباط بین پردازنده و حافظه به صورت مستقیم و بدون نیاز به عملیات OI (ورودی/خروجی) برقرار می­شود.

در نوع دیگری از سیستم­های توزیع شده،هر کامپیوتر دارای پردازنده وحافظه اختصاصی خود است. به این نوع از سیستم­ها، چند کامپیوتری(Multicomputer) گفته می شود که از اتصال تعدادی کامپیوتر به هم ساخته می شوند. در واقع تفاوت اصلی نوع اخیر با سیستم­های چند پردازنده­ای در این است که در این نوع از سیستم­ها هر کامپیوتر دارای پردازنده و حافظه مختص به خود است ولی علاوه بر این ممکن است از یک انباره مشترک پردازنده­ها و بانک­های مشترک حافظه در یک ماشین مرکزی نیز سود جوید. علاوه بر این در این نوع سیستم­ها برای آن که دو کامپیوتر بتوانند از حافظه یکدیگر بخوانند باید از عملیات OI استفاده شود، در حالی که در سیستم­های چند پردازنده­ای برای دسترسی به حافظه مشترک نیازی به عملیات OI نیست و کار مستقیما با دستورات خود پردازنده­ها انجام می­شوددر ضمن نحوه آدرس­دهی حافظه نیز در این دو نوع سیستم­ متفاوت است.

 

مفاهیم نرم افزاری در سیستم های توزیع شده

مفاهیم نرم­افزاری در سیستم­های توزیع­شده نسبت به مفاهیم سخت افزاری از اهمیت بیشتری بر خوردارند وبه مراتب پیچیده­ترند.

 سیستم­های توزیع شده می توانند از سیستم­عامل­های شبکه استفاده کنند. در این حالت هر کامپیوتر سرویس­گیرنده ­       

مجهز به سیستم­عامل، پردازنده و حافظه مختص به  خود است و تمامی این کامپیوترها می توانند از طریق یک پروتکل مشترک با یکدیگر رابطه بر قرار کنند. علاوه بر این، یک فایل سرور نیز می توانند وجود داشته باشد تا    درخواست های خواندن ونوشتن فایل را از طرف برنامه­های مختلف (که ماشین­های سرویس گیرنده در حال اجرا هستند) اجابت کنند. کامپیوترهای سرویس گیرنده می توانند از طریق دستور ورود از راه دور با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. یا می توانند از طریق دستور کپی از راه دور فایلی را از یک ماشین به ماشین دیگری کپی کنند.

سیستم های توزیع شده واقعی به صورتی هستند که بر روی شبکه­ای از کامپیوتر های متصل به هم اجرا می شوند وکل این شبکه­ها را در نظر کاربر به صورت یک سیستم تک پردازنده مجازی جلوه می دهند. در واقع هر کامپیوتر دارای سیستم­عامل و پردازنده خودش است. سیستم توزیع شده به صورت یک لایه اضافی بر روی سیستم شبکه­ای موجود می نشیند وکاری می کند که کل سیستم فایلی، منابع موجود در شبکه پردازنده­ها و حافظه موجود در سیستم ها به صورت یکپارچه و با اشتراک زمانی در اختیار کاربر قرار گیرد.

 

مزایای سیستم­های توزیع­شده

هدف از ایجاد سیستم­های توزیع­شده رفع بعضی نواقص مربوط به سیستم­های تک و متمرکز بود.

 

قدرت پردازش بالا

با افزایش تعداد کامپیوترهای متصل به هم قدرت پردازش افزایش می یابد. در واقع از آنجایی که کامپیوترهای

موجود در یک سیستم توزیع شده می توانند به طور موازی با هم کار کنند، به سطحی از پردازش موازی

دست می­یابیم.

 

حجم عظیم حافظه

حداکثر حجمی از حافظه اصلی وجانبی که یک کامپیوتر می تواند حمایت کند وابسته و محدود به سخت افزار و سیستم عامل آن است و از یک حد مشخص نمی تواند فراتر برود. با این حال کاربردهای صنعتی،مهندسی

وعلمی بسیاری وجود دارند که نیاز به ظرفیت ذخیره سازی بسیار زیادی دارند. به عنوان مثال سایت هایی

مانند Yahoo و lHotmai که حجم بسیار بالایی( صدها میلیون بایت اطلاعات مختلف)را در پایگاه ­اطلاعاتی خود نگاه می دارند چاره­ای جز استفاده از تعداد زیادی کامپیوتر سرویس دهنده به صورت توزیع شده ندارند.

تحمل خطا

در یک سیستم توزیع شده چنان چه بعضی از کامپیوترها خراب شوند و از سیستم خارج شوند کارکرد کلی

سیستم مختل نخواهد شد زیرا کامپیوتر های دیگر می توانند وظیفه کامپیوترهای خارج شده از سیستم را بر عهده گیرند و بدین صورت بار آن کامپیوتر بین بقیه کامپیوترها توزیع می شود. تنها ضعفی که ممکن است احساس شود این است که کارایی کلی سیستم کمی کاهش می یابد، ولی در عوض، سیستم می تواند به کار خود ادامه دهد. برای رسیدن به چنین وضعیتی، یک سیستم مدیریت خطای توزیع شده باید این امور را مدیریت کند.

 

اجزای سیستم­های توزیع شده

هر سیستم توزیع شده صرف نظر از نوع و کاربردش دارای اجزای مختلفی را به انجام می رساند. این اجزا

در داخل یک سیستم توزیع شده می توانند باهم در تعامل باشند.

 

مدیریت پروسه­های توزیع شده

مدیریت پروسه های توزیع شده باید ایجاد، حذف، شروع و اتمام پروسه­ها را طوری انجام دهد که نحوه

اجرای آن از یک ماشین به ماشین دیگر تفاوت نکند. باید برای تمام ماشین­های موجود درشبکه یک سری تابع مخصوص موسوم به وجود داشته باشند تا به طور هماهنگ روی پروسه ها اعمال کرد(از قبیل توابع ایجاد، حذف، شروع و اتمام)

علاوه بر این باید یک مکانیزم عمومی ویکتا در سراسر سیستم برای ارتباط بین پروسه­ها موجود باشد تا هر پروسه بتواند به راحتی با پروسه­های دیگر ارتباط بر قرار کند. مکانیزم این کار باید با ماشین­های مختلف موجود در سیستم یکسان باشد و علاوه بر این ارتباط محلی پروسه ها و ارتباط پروسه های دور نیز باید با مکانیزم یکسانی انجام  شود. یک شمای حفاظت عمومی نیز باید وجود داشته باشد که در این راستا می توان از لیست­های کنترل دسترسی نیز سود جست.

مدیریت حافظه توزیع شده

مدیریت حافظه توزیع شده از مدیریت حافظه در سیستم های تک بسیار مشکل تر است  چون حافظه توزیعی در سراسر ماشین های موجود در سیستم پخش است . یکی از مسائل مربوط به مدیریت حافظه توزیعی کنترل دسترسی همزمان به حافظه است. اگر  حداقل دو ماشین بخواهند به یک خانه از حافظه توزیعی دسترسی یابند ویکی از آنها بخواهد عمل نوشتن در حافظه را انجام دهد، و دیگری عمل خواندن را، آن گاه این مسئله عنوان می شود که حاصل این اعمال بسته به اینکه  کدامیک زودتر انجام شوند متفاوت است. برای رفع این مشکل باید قبل از نوشتن در محلی از حافظه آن را قفل نمود تا بقیه ماشین ها نتوانند عملیات خواندن یا نوشتن را بر روی آن محل از حافظه انجام دهند. بعد از انجام عمل نوشتن در حافظه، قفل توسط ماشین مربوطه آزاد می شود تا بقیه ماشین ها بتوانند با آن محل از حافظه کار کنند.

مدیریت حافظه تولیدی باید بتواند کلیه عملیات متداول بر روی حافظه که در یک محیط تک قابل اجرا هستند را به انجام برساند واین کار را باید به صورتی انجام دهد که کاربر متوجه نشود حافظه درخواستی او روی چه ماشینی وبه چه طریقی اخذ شده است و کل حافظه توزیعی را به صورت یک حافظه واحد ببیند.


 

مدیریت فایل توزیع شده

مدیریت فایل توزیع شده باید بتواند یک دید یکپارچه از کل فایل­های موجود در سیستم بدهد به طوریکه تمام

فایل­های موجود در ماشین­ها به یک طریق قابل دسترسی باشند ونحوه مسیر دهی فایل­ها وابسته به مسیر نباشد و از ماشینی به ماشین دیگر تفاوت نکند.

 

برنامه های کاربردی در سیستم­های توزیع شده

 

بانک­های اطلاعاتی توزیع­شده

بانک­های اطلاعاتی در سیستم­های توزیع شده بسط یافته و بانک های اطلاعاتی توزیع شده را به وجود آورده

است که اشیایی از قبیل جداول وشاخص­ها در آن پراکنده هستند و مدیریت آن­ها نیز بسیار پیچیده تر است.

 

سیستم­های اطلاعاتی توزیع شده

بسیاری از سیستم­های اطلاعاتی که وابسته به مناطق جغرافیایی هستند لزوما باید به صورت توزیع شده عمل

کنند. در واقع توزیع اطلاعات وابسته به محل تولید و نگهداری آن­ها خواهد بود. به عنوان مثال اطلاعات مشاغل در کلیه استان­های کشور از طریق یک سیستم اطلاعاتی  توزیع شده قابل دستیابی است.

اخبار سینما

اخبار سینمای داخل و خارج

250 فیلم برتر

250 فیلم برتر از نگاه سایت imdb

نقد و بررسی

نقد و بررسی بهترین فیلم های جهان